2024苏教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第2课时　影响化学反应速率的因素（含解析）

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2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
第2课时　影响化学反应速率的因素
基础过关练
题组一　影响化学反应速率的因素
1.(2021江苏苏州第五中学学考调研)合成氨的反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列反应条件的改变对反应的影响正确的是(　　)
A.减小H2的浓度能加快反应速率
B.添加催化剂对反应速率无影响
C.升高温度能加快反应速率
D.增大N2的浓度可以使H2完全转化为NH3
2.(2021福建永安第三中学期中)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),下列说法中正确的是(　　)
A.使用适当的催化剂不改变反应速率
B.降低压强能加快反应速率
C.升高温度能加快反应速率
D.改变压强对反应速率无影响
3.(2021安徽淮北树人高级中学联考)把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应。其中反应速率最快的是(　　)
A.20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 mL 2 mol·L-1的X溶液
4.(2022江苏常熟中学阶段学习质量检测)足量的Zn粉与50 mL 0.1 mol·L-1的稀硫酸充分反应。为了减小此反应的速率而不改变H2的产量,可以采用如下方法中的(　　)
①加Na2SO4溶液　②改用50 mL 0.1 mol·L-1的稀盐酸　③减压　 ④改用50 mL 0.1 mol·L-1的硝酸　⑤冰水浴　⑥加Na2CO3溶液
A.①②③④　　　　　B.①⑤
C.①⑤⑥　　　 　　D.②⑤⑥
5.(2021江苏海安期中)下列生产或实验事实引出的结论不正确的是(　　)
选项 事实 结论
A 其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B 工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
C 在容积不变的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),向其中通入氩气 反应速率减慢
D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快 当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
6.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验 序号 初始浓度c/mol·L-1 溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.0010 290
② 1.60 0.20 0.0010 145
③ 0.80 0.40 0.0010 145
④ 0.80 0.20 0.0020 580
分析实验数据所得出的结论中,不正确的是(　　)
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
题组二　碰撞理论、活化能、基元反应
7.(2022安徽合肥第六中学月考)下列有关有效碰撞理论和活化能的认识,不正确的是(　　)
A.选用适当的催化剂,降低活化能,活化分子百分数增加,碰撞频率增加,故反应速率增大
B.温度升高,分子动能增加,活化分子百分数增加,碰撞频率增加,故反应速率增大
C.增大压强(对于气体反应),活化分子百分数增加,故反应速率增大
D.H+和OH-的反应活化能接近于零,反应几乎在瞬间完成
8.(2021江苏海安期中)在气体反应中,使反应物中活化分子数增多,且活化分子百分数增大的方法是(　　)
①增大反应物浓度　②升高温度　③增大压强　④移去生成物 　⑤加入合适的催化剂
A.①③⑤　B.②⑤　C.②③⑤　D.①③④
9.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-198 kJ/mol,在V2O5存在时,该反应的机理为V2O5+SO2 2VO2+SO3(快),4VO2+O2 2V2O5(慢)。
下列说法正确的是(　　)
A.反应速率主要取决于V2O5的质量
B.VO2是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198 kJ/mol
D.该反应的速率主要取决于慢反应,因此增大SO2的浓度不能加快反应速率
10.(2021北京交通大学附属中学期末)已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的速率方程为v=kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数),其反应历程如下:
①2NO+H2 N2+H2O2　慢
②H2O2+H2 2H2O　快
下列说法不正确的是(　　)
A.增大c(NO)、c(H2),均可加快总反应的反应速率
B.c(NO)、c(H2)增大相同的倍数,对总反应的反应速率的影响程度相同
C.该反应的快慢主要取决于反应①
D.升高温度,可加快反应①、②的速率
11.(2020河北衡水中学调研)已知反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),其反应机理如下:①NO(g)+Br2(g) NOBr2(g)(快)　②NO(g)+NOBr2(g) 2NOBr(g)(慢)
下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.NOBr2是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1
D.增大Br2(g)浓度能增大单位体积内活化分子百分数,加快反应速率
能力提升练
题组一　化学反应速率的影响因素
1.(2021湖北荆州中学月考)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是(　　)
A.25 ℃时,10~30 min内,R分解的平均速率为0.030 mol·L-1·min-1
B.对比30 ℃和10 ℃曲线,可以得出结论:R的分解速率随温度升高而增大
C.对比30 ℃和25 ℃曲线,在0~50 min内,能说明R分解的平均速率随温度升高而增大
D.对比30 ℃和10 ℃曲线,在50 min时,R的分解率相等
2.(2020山东济南一模)丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2 CH3COCH2I+HI的速率方程为v=kcm(CH3COCH3)cn(I2),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.7/k,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
c(CH3COCH3)/ (mol·L-1) c(I2)/ (mol·L-1) v/(10-3 mol· L-1·min-1)
0.25 0.050 1.4
0.50 0.050 2.8
1.00 0.050 5.6
0.50 0.100 2.8
下列说法正确的是(　　)
A.速率方程中的m=1、n=1
B.该反应的速率常数k=2.8×10-3 min-1
C.增大I2的浓度,反应的瞬时速率加快
D.在过量的I2存在时,反应掉87.5%的CH3COCH3所需的时间是 375 min
3.(2021重庆第一中学月考)向恒温恒容密闭容器中充入气体A,发生反应:xA(g) yB(g)+zC(g),各物质的浓度随时间的变化如表所示。下列叙述正确的是(　　)
时间/s c(A)/ (mol·L-1) c(B)/ (mol·L-1) c(C)/ (mol·L-1)
0 0.540 0 0
5 0.530 0.015 0.020
15 0.514 0.039 0.052
30 0.496 0.066 0.088
A.0~30 s内B的平均生成速率为2.2×10-3 mol·L-1·s-1
B.x+y=3
C.若起始时在容器中通入氦气,使容器内压强增大,各物质反应速率均加快
D.随着反应的进行,A的反应速率不断减慢,是因为该反应是吸热反应
4.(2021山东菏泽期中)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.c(H+)越大,腐蚀速率越快
B.当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是浓硫酸使铁 钝化
C.要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为2∶1
D.酸的浓度较低时,Cl-对碳素钢的腐蚀作用大于S,使碳素钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸
题组二　基元反应、活化能对化学反应速率的影响
5.(2020安徽宣城期末)已知Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)的速率方程v=k(Cl2)·c(CO)(k为速率常数,只受温度影响),该反应可认为经过以下反应历程。
第一步:Cl2 2Cl　　　　　　快速平衡
第二步:Cl+CO COCl　　　　　　快速平衡
第三步:COCl+Cl2 COCl2+Cl　　　慢反应
下列说法正确的是(　　)
A.第一步和第二步历程的活化能较高
B.c(CO)、c(Cl2)分别增大相同的倍数,对总反应速率的影响程度相同
C.该反应的总反应速率主要取决于第三步反应
D.第三步反应的有效碰撞频率较大
6.已知反应S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理:①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq);②2Fe2+(aq)+S2(aq) 2Fe3+(aq)+2S(aq)。下列说法不正确的是(　　)
A.增大S2浓度、I-浓度,反应①、反应②的反应速率均加快
B.Fe3+是该反应的催化剂
C.因为正反应的活化能比逆反应的活化能小,所以该反应是放热反应
D.往该溶液中滴加淀粉溶液,溶液不变蓝
7.(2021四川新津中学月考)研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.反应总过程ΔH<0
B.Fe+使反应的活化能降低
C.总反应若在2 L的密闭容器中进行,温度越高反应速率一定越快
D.Fe++N2O FeO++N2、FeO++CO Fe++CO2两步反应均为放热反应
题组三　控制变量法的应用
8.(2021河北唐山质量检测)某学习小组利用过氧化氢的分解反应探究影响反应速率的外界因素。实验设计如下:
实验 编号 H2O2溶液 温度/℃ 收集50 mL O2 所需时间/s
Ⅰ 5 mL 12%的H2O2溶液 20 t1
Ⅱ 5 mL 12%的H2O2溶液 50 t2
Ⅲ 5 mL 4%的H2O2溶液 20 t3
Ⅳ 5 mL 4%的H2O2溶液(少量MnO2粉末) 20 t4
下列说法错误的是(　　)
A.设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究温度对反应速率的影响
B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究浓度对反应速率的影响
C.t4D.无法比较t1、t2、t3的大小
9.(2021河北衡水第十四中学三调)下列装置或操作能达到目的的是(　　)
①
②
③
④
A.装置①用于测定生成氢气的速率
B.装置②依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响
C.装置③进行中和反应反应热的测定实验
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
10.(2020河南省实验中学月考)用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M,设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响,实验测得M的浓度与时间关系如图所示,下列说法不正确的是(　　)
实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 1
A.实验①在15 min内M的降解速率为1.33×10-5 mol/(L·min)
B.实验①②说明,若其他条件相同,升高温度,M降解速率增大
C.实验①③说明,若其他条件相同,pH越大,越不利于M的降解
D.实验④说明M的浓度越小,降解的速率越大
答案全解全析
基础过关练
1.C　
2.C　
3.A　A项,溶液中X的物质的量为0.02 L×3 mol·L-1=0.06 mol;B项,溶液中X的物质的量为0.02 L×2 mol·L-1=0.04 mol;C项,溶液中X的物质的量为0.01 L×4 mol·L-1=0.04 mol;D项,溶液中X的物质的量为0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol;综上所述,A项中X的物质的量最大,反应速率最快。
4.B　①Na2SO4溶液中的水稀释硫酸使溶液中c(H+)减小,反应速率减小,但生成氢气的量不变,正确;②改用稀盐酸,c(H+)降低,反应速率减小,生成氢气的量减小,错误;③反应在溶液中进行,减压对反应速率基本无影响,错误;④硝酸具有强的氧化性,与Zn发生反应不生成氢气,而生成NO气体,错误;⑤冰水浴使反应温度降低,反应速率减小,由于氢离子的物质的量不变,所以最终产生的氢气的总量不变,正确;⑥Na2CO3与硫酸反应产生CO2气体,反应消耗硫酸,导致生成氢气的总量减小,错误。
5.C　其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快,故A正确;工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3,增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大,故B正确;容积不变,通入氩气,各组分的浓度不变,则反应速率不变,故C错误;其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,故D正确。
6.D　实验①和②进行比较,②相当于将①中c(CH3COCH3)增大为原来的二倍,反应时间变为原来的一半,则表明v(Br2)增大,A项正确;从题表中数据可以看出,实验②和③中反应所需的时间相同,Br2初始浓度相等,则v(Br2)相等,B项正确;实验①和③进行比较,③相当于将①中c(HCl)增大为原来的二倍,反应时间变为原来的一半,则表明v(Br2)增大,C项正确;实验①和④进行比较,④相当于将①中c(Br2)增大为原来的二倍,反应时间也变为原来的二倍,则表明v(Br2)不变,D项错误。
7.C　选用适当的催化剂,降低反应的活化能,使更多分子成为活化分子,活化分子的数目和百分数增加,有效碰撞频率增加,反应速率增大,故A正确;升高温度,更多分子吸收能量成为活化分子,分子动能增加,活化分子百分数增加,有效碰撞频率增加,反应速率增大,故B正确;对于气体反应,增大压强,反应物浓度增大,单位体积内活化分子的数目增加,但活化分子百分数不变,故C错误;H+和OH-的反应活化能接近于零,反应速率快,反应能在瞬间完成,故D正确。
8.B　增大反应物浓度,反应物中分子总数增多,活化分子数增多,活化分子百分数不变,故①不符合题意;升高温度,反应物中分子总数不变,活化分子数增多,活化分子百分数增大,故②符合题意;增大压强,活化分子数增多,活化分子百分数不变,故③不符合题意;移去生成物,反应物中分子总数减少,活化分子数减少,活化分子百分数不变,故④不符合题意;加入合适的催化剂,反应物中分子总数不变,活化分子数增多,活化分子百分数增大,故⑤符合题意。
易错警示
　　反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增加→反应速率加快;反之,反应速率减慢。(注意:浓度改变引起单位体积内活化分子数目的改变,而活化分子百分数不变。)
9.C　由反应机理可得,V2O5是该反应的催化剂,催化剂的质量不是影响化学反应速率的主要因素,A、B项错误;ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198 kJ/mol,所以逆反应的活化能大于198 kJ/mol,C项正确;增大SO2或O2的浓度可以加快该反应的速率,D项错误。
10.B　速率方程为v=kc2(NO)·c(H2),增大c(NO)、c(H2),均可加快总反应的反应速率,故A正确;c(NO)、c(H2)增大相同的倍数,对总反应的反应速率的影响程度不同,故B错误;反应速率由最慢的一步决定,该反应的快慢主要取决于反应①,故C正确;升高温度,可以增大活化分子百分数,反应速率加快,故D正确。
11.C　反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A项错误;NOBr2是中间产物,而不是催化剂,B项错误;正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,则正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1,C项正确;增大浓度,活化分子百分数不变,D项错误。
能力提升练
1.B　根据v=,代入R在10~30 min内的浓度变化,得v(R)==0.030 mol·L-1·min-1,A项正确;对比30 ℃和10 ℃的曲线,相同时间内有温度和浓度两个变量影响速率,因此不能得出R的分解速率随温度升高而增大,B项错误;对比30 ℃和25 ℃曲线,30 ℃曲线对应的浓度低,但在50 min时R完全分解,能说明R分解的平均速率随温度升高而增大,C项正确;在50 min时,无论10 ℃还是30 ℃均无R剩余,因此分解率均为100%,D项正确。
2.D　由第一组数据和第二组数据可得()m=,则m=1,由第二组数据和第四组数据可得()n=,则n=0,A项错误;由A可知,m=1,n=0,则v=kc(CH3COCH3),带入第一组数据可得,k=5.6× 10-3 min-1,B项错误;由第二组和第四组数据分析可知,当其他条件不变时,增大I2的浓度,反应的瞬时速率不变,C项错误;存在过量的I2时,反应掉87.5%的CH3COCH3可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的时间为=375 min,D项正确。
3.A　由题表可知0~30 s内,B的平均生成速率为=2.2× 10-3 mol·L-1·s-1,A项正确;由题表可知,0~5 s消耗0.010 mol·L-1 A,生成0.015 mol·L-1 B和0.020 mol·L-1 C,所以x∶y∶z= 0.010∶0.015∶0.020=2∶3∶4,化学方程式为2A(g) 3B(g)+4C(g),x+y=5,B项错误;恒温恒容条件下,通入氦气,不影响反应物浓度,即不影响反应速率,C项错误;该反应在恒温恒容条件下进行,随着反应进行,A的浓度逐渐降低,A的反应速率不断减慢,D项错误。
4.C　盐酸和硫酸中c(H+)越大,腐蚀速率越快,故A正确;当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是常温下浓硫酸具有强氧化性,会使铁钝化,起到防腐蚀作用,故B正确;根据题图可知,当钼酸钠、月桂酰肌氨酸浓度相等时,腐蚀速率最小,缓蚀效果最优,故C错误;碳素钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,酸的浓度较低时,Cl-对碳素钢的腐蚀作用大于S,使碳素钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸,故D正确。
5.C　第一步、第二步快速平衡,说明第一步和第二步历程的活化能较低,A项错误;c(CO)、c(Cl2)分别增大相同的倍数,根据速率方程v=k(Cl2)·c(CO),得出它们对总反应速率的影响程度不相同,B项错误;第三步是慢反应,因此该反应的总反应速率主要取决于第三步反应,C项正确;第三步是慢反应,说明第三步反应的有效碰撞频率较小,D项错误。
6.D　根据反应方程式可知,增大S2浓度、I-浓度,反应①、反应②的反应速率均加快,A正确;根据总反应方程式可知,Fe3+是该反应的催化剂,B正确;正反应的活化能比逆反应的活化能小,该反应是放热反应,C正确;往该溶液中滴加淀粉溶液,溶液变蓝,D错误。
7.C　由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量,即该反应是放热反应,所以反应的ΔH<0,A项正确;Fe+是催化剂,可降低该反应的活化能,B项正确;总反应为N2O+CO N2+CO2,反应过程中使用了催化剂,催化剂的活性与温度有关,因此温度越高,反应速率不一定越快,C项错误;由题图可知Fe++N2O FeO++N2、FeO++CO Fe++CO2两步反应,都是反应物的总能量高于生成物的总能量,所以这两步反应均为放热反应,D项正确。
8.D　实验Ⅰ、Ⅱ中双氧水的浓度相同,温度不同,因此设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究温度对反应速率的影响,A正确;实验Ⅰ、Ⅲ中温度相同,双氧水浓度不同,因此设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究浓度对反应速率的影响,B正确;实验Ⅲ、Ⅳ中双氧水的浓度相同、温度相同,但实验Ⅳ中加入二氧化锰作催化剂,因此反应速率快,则t49.C　装置①中生成的H2可以由长颈漏斗逸出,故A错误;装置②两种高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,应保证两种高锰酸钾溶液的浓度相同,用不同浓度的草酸来做实验,故B错误;装置③可以进行中和反应反应热的测定实验,故C正确;装置④两种硫代硫酸钠溶液的浓度不同,两种硫酸溶液的浓度也不同,故D错误。
10.D　由图中数据可知实验①中15 min内Δc(M)=(0.30-0.10)× 10-3 mol/L=2×10-4 mol/L,则v(M)=≈1.33×l0-5 mol/(L·min),A项正确;由图中曲线变化可看出实验②相对于实验①,M降解速率增大,结合表中数据可知,若其他条件相同,升高温度,M降解速率增大,B项正确;由图中曲线变化可看出实验①相对于实验③,M降解速率增大,结合表中数据可知,若其他条件相同,pH越大,越不利于M的降解,C项正确;实验①④说明,若其他条件相同,M的起始浓度越小,降解速率越小,D项错误。
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