2.1.2 影响化学反应速率的因素（含解析）课时作业 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

课时作业3：2.1.2 影响化学反应速率的因素
学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单选题（共12小题）
1. (1分)下列有关反应速率的说法正确的是(　　)
A. 用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率
B. 100 mL2 mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C. SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢
D. 汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢
2. (1分)下列说法正确的是(　　)
A. 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多
B. 有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率
3. (1分)向20 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入少量KI溶液：ⅰ.H2O2＋I－===H2O＋IO－；ⅱ.H2O2＋IO－===H2O＋O2↑＋I－。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下。
下列判断不正确的是(　　)
A. 从图中可以看出，KI能增大H2O2的分解速率
B. 反应ⅰ是放热反应，反应ⅱ是吸热反应
C. 0～10 min的平均反应速率：v(H2O2)≈9.0×10－3 mol/(L·min)
D. H2O2在反应过程中既体现了氧化性，又体现了还原性
4. (1分)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。这道题正确的是(　　)
A. 0～30 s内B的平均生成速率为2.2×10－3mol·L－1·s－1
B. x＋y＝3
C. 若起始时在容器中通入氦气，使容器压强增大，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
5. (1分)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 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 的分解平均速率为0.030 mol·L－1·min－1
B. 对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明 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的分解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
6. (1分)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. 增大SO2的浓度可显著提高反应速率
7. (1分)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. HNC比HCN稳定 B. 该异构化反应的ΔH＝－59.3 kJ·mol－1
C. 正反应的活化能大于逆反应的活化能 D. 使用催化剂，可以改变反应的反应热
8. (1分)H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A. 反应①、反应②均为放热反应
B. 反应①、反应②均为氧化还原反应
C. 反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关
D. 反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1
9. (1分)下列装置或操作能达到目的的是(　　)
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. (1分)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断正确的是(　　)
A. a＝6.50
B. b＜318.2
C. 同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v一定改变
D. 相同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间与蔗糖浓度成正比
11. (1分)乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
下列有关说法正确的是(　　)
A. 该正反应历程中最大能垒(活化能)为85 kJ·mol－1 B. 吸附反应为吸热反应
C. Pd为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响 D. C2H＋H*―→C2H只有化学键的形成过程
12. (1分)用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH、催化剂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(　　)
A. 实验①在15 min内M的降解速率为1.33×10－5mol/(L·min)
B. 若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大
C. 若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解
D. 实验④说明M的浓度越小，降解的速率越快
二、填空题（共1小题）
13. (1分)反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率________。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率________。
(4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率________。
三、实验题（共2小题）
14. (1分)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：
用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间
①该小组在设计方案时，考虑了浓度：a：________、b：________等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响：_________________________________________________________。
(2)将质量相同但颗粒大小不同的MnO2分别加入到5 mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：
①写出H2O2发生反应的化学方程式：_________________________________。
②实验结果说明催化剂作用的大小与________有关。
15. (1分)研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。碘钟反应是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。某小组同学在室温下对某“碘钟实验”的原理进行探究。
资料：该“碘钟实验”反应分A、B两步进行：
反应A：S2O＋2I－===2SO＋I2 (慢)
反应B：I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)
(1)该“碘钟实验”的总反应是_________________________________。
(2)为证明反应A、B的存在，进行实验Ⅰ。
a.向K2S2O8溶液中加入试剂X的水溶液，溶液变为蓝色。
b.再向得到的蓝色溶液中加入试剂Y溶液，溶液的蓝色褪去。
试剂X是________、试剂Y是________。
(3)已知A反应的速率方程为： [v＝kcm(S2O)·cn(I－)]，式中k为常数。为确定m、n值进行实验Ⅱ。(溶液浓度均为0.01 mol/L)
①表中V1＝________，理由是___________________________________；
②通过数据计算得知：m＝________，n＝________。
1. 【答案】D
【解析】稀硫酸改为98%的硫酸，铁在浓硫酸中钝化而不能产生氢气，A项错误；100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，氯化钠不反应，但稀释了盐酸，氢离子浓度下降，故反应速率下降，B项错误；升高温度，反应速率加快，C项错误；有气体参加的反应，减小压强反应速率变慢，D项正确。
2. 【答案】D
【解析】增大浓度，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数不变，则使有效碰撞次数增大，反应速率加快，A项错误；有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，单位体积内活化分子数目增多，从而使反应速率增大，但活化分子百分数不变，B项错误；升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是提供分子需要的能量，活化分子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增大，则反应速率加快，C项错误；催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率，D项正确。
3. 【答案】B
【解析】从反应过程示意图可以看出KI能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，A项正确；根据图示可知反应i的生成物比反应物的能量高，为吸热反应；反应ii的反应物比生成物的能量高，是放热反应，B项错误；0～10 min内，反应产生O2的物质的量是n(O2)＝20.16×10－3L÷22.4 L/mol＝9.0×10－4 mol，根据方程式2H2O2===2H2O＋O2↑可知Δn(H2O2)＝2×9.0×10－4 mol＝1.8×10－3 mol，则v(H2O2)＝(1.8×10－3mol)÷0.02 L÷10 min＝9.0×10－3 mol/(L·min)，C项正确；在反应i中H2O2的作用是氧化剂，在反应ii中是还原剂，所以在整个反应过程中既体现了氧化性，又体现了还原性，D项正确。
4. 【答案】A
【解析】由题可知0～30 s内，B的平均生成速率为＝2.2×10－3mol·L－1·s－1，A项正确；由0～5 s可知，每消耗0.01 mol·L－1A，生成0.015 mol·L－1B和0.02 mol·L－1C，所以x∶y∶z＝2∶3∶4，则x＋y不等于3，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，反应达到平衡前，A浓度降低，B、C浓度增大，因此反应速率降低，C项错误；该反应在恒温恒容条件下进行，随着反应进行，由于A的浓度逐渐降低，A的反应速率减慢，D项错误。
5. 【答案】B
【解析】根据v＝，代入R在10～30 min内的浓度变化，解得v＝＝0.03 mol/(L·min)，A项正确； 对比30 ℃和10 ℃的曲线，同一时刻浓度不同，因此不能说明R的分解速率随温度升高而增大，B项错误；根据v＝计算出当温度为25 ℃时，0～50 min内分解平均速率为0.026 mol/(L·min)，当温度为30 ℃时，0～50 min内分解平均速率为0.032 mol/(L·min)，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。
6. 【答案】C
【解析】由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，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；使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，D项错误。
7. 【答案】C
【解析】根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，A项错误；根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的ΔH＝59.3 kJ·mol－1－0＝＋59.3 kJ·mol－1，B项错误；根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，C项正确；使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，D项错误。
8. 【答案】C
【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，根据图像，A项正确；反应①中H的化合价由0价→＋1价，部分I的化合价降低，属于氧化还原反应，反应②中，I的化合价发生变化，属于氧化还原反应，B项正确；反应①比反应②慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C项错误；根据盖斯定律，只与始态和终态有关，与反应的途径无关，因此ΔH＝－218 kJ·mol－1，D项正确。
9. 【答案】C
【解析】装置①不能测定生成氢气的速率，A项错误；装置②两种高锰酸钾溶液的浓度不同，应保证两种高锰酸钾的浓度相同，用不同浓度的草酸来做实验，B项错误；装置③可以保证反应热几乎没有损失，可以进行中和反应反应热的测定实验，C项正确；装置④两种硫代硫酸钠溶液的浓度不同，两种硫酸的浓度也不同，不符合单一变量原则，D项错误。
10. 【答案】B
【解析】由表中信息可知，在相同温度下，反应速率与蔗糖的浓度成正比，328.2K时，速率的数值是浓度数值的15倍，因此推出a＝6.00，A项错误；温度越高，反应速率越快，在相同的浓度下，b的反应速率小于318.2 K的反应速率，说明b的温度低于318.2 K，B项正确；升高温度v增大，降低反应物浓度v减小，故同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变，C项错误；相同温度下，浓度越大反应速率越快，蔗糖浓度减少一半所需的时间与蔗糖浓度成反比，D项错误。
11. 【答案】A
【解析】能垒即活化能， C2H＋H*―→C2H的活化能为66 kJ·mol－1，C2H＋H*―→C2H的活化能为85 kJ·mol－1，所以该历程中最大能垒为85 kJ·mol－1，A项正确；据图可知吸附反应过程能量降低，为放热反应，B项错误；Pd为固体催化剂，其表面积越大吸附的反应物越多，催化效果越好，C项错误；据图可知C2H＋H*―→C2H的过程中有能量的上升，说明有化学键的断裂，D项错误。
12. 【答案】D
【解析】由图中数据，可知15 min内Δc(M)＝(0.3 mol/L－0.1 mol/L)×10－3＝2×10－4mol/L，则v(M)＝v＝＝＝1.33×10－5mol/(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，由表中数据可知，其他条件相同，实验②的温度高，所以说明升高温度，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，由表中数据可知，其他条件相同，实验③的pH高，所以说明pH越高，越不利于M的降解，C项正确；根据图示可知：M的起始浓度越小，降解速率越小，D项错误。
13. 【答案】(1)不变　(2)增大　(3)不变　(4)减小
【解析】(1)由于Fe是固体，改变Fe的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入N2相当于增大体积，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。
14. 【答案】(1)①温度　催化剂
②其他条件不变，升高反应温度，H2O2分解速率增大(或其他条件不变，使用合适的催化剂，H2O2分解速率增大)
(2)①2H2O22H2O＋O2↑
②催化剂的颗粒大小(或催化剂的表面积)
【解析】(1)从本题提供的表格中的数据和条件进行分析可知，在该小组设计方案时，考虑到了浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。分析(Ⅰ)、(Ⅱ)组实验可以得知，在其他条件不变时，升高反应温度，H2O2分解速率增大；分析(Ⅱ)、(Ⅲ)组实验可以得知，在其他条件不变时，使用合适的催化剂，H2O2分解速率增大。
15. 【答案】(1)S2O＋2S2O===2SO＋S4O
(2)淀粉碘化钾　Na2S2O3
(3)①7.5　保持溶液总体积不变　②1　1
【解析】(1)将两反应进行叠加消去I2：反应A：S2O＋2I－===2SO＋I2 (慢)，反应B：I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)，可得碘钟实验总反应：S2O＋2S2O===2SO＋S4O。(2)根据淀粉遇碘单质变蓝色，可进行实验：
a.向K2S2O8溶液中加入淀粉碘化钾的水溶液，发生反应A，生成碘单质，溶液变为蓝色；b.根据反应B可知，向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液，碘单质消耗，溶液的蓝色褪去。(3)①根据速率方程可知，反应速率与浓度有关，结合表格信息可知，K2S2O8溶液、KI溶液、水的总体积为20 mL，为了保持溶液总体积不变，故表中数据V1＝20－2.5－10＝7.5；②实验①②中KI浓度相同，②中S2O的浓度是①中的 ，显示时间是①的两倍，结合速率方程，m＝1；实验①④中K2S2O8浓度相同，④中I－浓度是①中的，显示时间是①的两倍，结合速率方程，n＝1