2025人教版高中化学选择性必修1同步--分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中化学选择性必修1同步--分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 490.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-28 00:00:00 | ||
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文档简介
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2025人教版高中化学选择性必修1
分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能
A级 必备知识基础练
题组1.化学反应速率的影响因素
1.在生产、生活中,下列措施不是用来调控化学反应速率的是( )
A.洗衣粉中添加酶
B.将鲜肉存放在冰箱中
C.向自来水中充入氯气
D.冶炼铁时将铁矿石粉碎
2.化学反应速率是用来表示化学反应过程进行快慢的物理量,下列措施能减小反应速率的是( )
选项 反应 措施
A 铁片与硫酸反应制取H2 将铁片换成铁屑
B 大理石与稀盐酸反应制取CO2 加入NaCl溶液
C 用H2O2溶液制备O2 添加少量MnO2
D 密闭容器中N2与H2合成NH3 压缩容器容积
3.(2024·浙江杭州联考)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素,已知:2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,有关说法不正确的是( )
实验 编号 酸性KMnO4 溶液 草酸 (H2C2O4)溶液
① 25 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
② a 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.02 mol·L-1
③ 50 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
④ b c 12 mL 0.01 mol·L-1
A.a=25,实验①②探究的是浓度对于化学反应速率的影响
B.实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C.实验中需记录溶液颜色变化所需的时间
D.若b=25,c表示4 mL 0.02 mol·L-1,则实验①④也可用于探究化学反应速率的影响因素
4.(2024·山东德州模拟)一定条件下,I-可催化SO2在水中发生反应,反应过程分为两步:
ⅰ.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O;ⅱ.SO2+I2+2H2O===S+2I-+4H+。
某小组设计以下实验探究上述反应速率的影响因素(如图所示,温度都相同),已知:(1)试管①中是18 mL SO2的稀溶液;②③④中均是18 mL SO2的饱和溶液;(2)四组实验中溶液出现浑浊所用时间:①>②>③>④。
下列说法错误的是( )
A.通过实验①②可探究SO2的浓度对反应速率的影响
B.实验①③可证明酸性条件下I-的催化效果更好
C.实验④开始加入I2,发生反应ⅱ生成H+和I-,加快了反应速率
D.总反应为3SO2+2H2OS↓+2S+4H+
题组2.活化能
5.升高温度时,某化学反应速率增大,主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.该化学反应的过程是吸热的
D.该化学反应的过程是放热的
6.一定条件,反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的反应历程如图所示,下列描述正确的是( )
A.该反应过程中共有两个基元反应
B.总反应速率快慢由第二步决定
C.第二步基元反应为O—N==N—O+CO===N2O+CO2
D.该反应所有基元反应均为吸热反应
7.(2020·天津卷)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。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC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
B级 关键能力提升练
8.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)的反应过程如下,下列有关说法正确的是( )
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越快
C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
9.科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应过程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是( )
A.CH3OH吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B.甲醇在不同催化剂作用下制氢时的焓变是不相同的
C.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH=+120.5 kJ·mol-1
D.CO*+4H*===CO*+2H2(g)是总反应的决速步骤
10.(2024·广东广州六校联考)已知光照条件下,甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在该反应过程中,经历两步反应,反应1:CH4(g)+Cl·(g)→·CH3(g)+HCl(g);
反应2:·CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·(g)(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)。各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应的反应速率由反应1决定
B.过渡态结构的稳定性:过渡态1<过渡态2
C.CH4(g)+Cl2(g) ===CH3Cl(g)+HCl(g)
ΔH=-105.4 kJ·mol-1
D.反应1逆反应的活化能为8.3 kJ·mol-1
11.亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:aNa2SO3+bKIO3+cH2SO4===eNa2SO4+fK2SO4+gI2+hH2O。该反应的过程较复杂,一般认为发生以下①~④反应:
①I+S===I+S(反应速率慢);
②I+2S===I-+2S(反应速率快);
③5I-+6H++I===3I2+3H2O(反应速率快);④I2+S+H2O===2I-+S+2H+(反应速率快)。下列说法不正确的是( )
A.反应①的活化能大于反应④
B.该反应总的反应速率由反应①决定
C.若预先加入淀粉溶液,I消耗完全时,才会有淀粉变蓝的现象产生
D.若反应中有5 mol电子转移,则生成0.5 mol I2
12.室温下,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和蒸馏水进行如下表所示的5个实验,并分别测量浑浊度随时间的变化。
编 号 Na2S2O3溶液的体积/mL H2SO4溶液的体积/mL 蒸馏水 的体 积/mL 浑浊度随时间变化的曲线
① 1.5 3.5 10
② 2.5 3.5 9
③ 3.5 3.5 x
④ 3.5 2.5 9
⑤ 3.5 1.5 10
下列说法不正确的是( )
A.实验③中x=8
B.实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时,增大反应物浓度可增大该反应速率
C.降低Na2S2O3溶液的浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D.将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合,其浑浊度曲线应为a
13.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
(4)实验操作中除了需要上述条件外,还必须控制 (填字母)不变。
A.温度
B.试剂的用量(体积)
C.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,你会采取的措施是 。
C级 学科素养拔高练
14.(2024·福建漳州十校联考)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用如图装置(夹持仪器略去)进行如下实验。
实验步骤:往A中加入V mL的2 mol·L-1 NaNO2溶液、2 mol·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1 mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定地冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间,重复多次取平均值(t)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 。
(2)检验装置气密性的方法:关闭止水夹K, 。
(3)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(4)每组实验过程中,反应物浓度变化很小,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
实验 编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 12.0 4.0 4.0 0.0 38
2 8.0 V1 4.0 4.0 83
3 V2 4.0 4.0 6.0 150
4 4.0 4.0 V4 8.0 334
①V2= ,V4= 。
②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k为反应速率常数,利用实验数据计算得m= (填整数)。
③醋酸的作用是 。
分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能
1.C 解析 洗衣粉中添加酶,酶可作为催化剂加快反应速率,A不符合题意;鲜肉存放在冰箱中,低温环境下细菌腐蚀鲜肉的速率较低,可使鲜肉保存更长时间,B不符合题意;向自来水中充入Cl2可生成HClO,从而达到杀菌消毒的目的,C符合题意;冶炼铁时将铁矿石粉碎,可增大铁矿石与空气的接触面积,从而增大反应速率,D不符合题意。
2.B 解析 将铁片换成铁屑,反应物接触面积增大,反应速率增大,A不符合题意;大理石与稀盐酸反应过程中加入NaCl溶液,导致c(H+)减小,反应速率减小,B符合题意;MnO2能催化H2O2分解,反应速率增大,C不符合题意;压缩容器容积,气体浓度增大,反应速率增大,D不符合题意。
3.D 解析 实验①②研究草酸的浓度对化学反应速率的影响,则温度应该相同,即a=25,A正确;实验①③中温度不同,c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同,故实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响,B正确;由于实验过程中酸性KMnO4溶液的浓度相同,通过高锰酸钾溶液褪色所需要的时间可反映化学反应速率,则实验中需记录溶液颜色变化所需的时间,C正确;若b=25,c表示4 mL 0.02 mol·L-1,则实验④中KMnO4过量,溶液无法褪色,则实验①④不能用于探究化学反应速率的影响因素,D错误。
4.B 解析 实验①②中温度和NaI溶液的浓度相同,SO2的浓度不同,则实验①②可探究SO2的浓度对反应速率的影响,A正确;实验①③中SO2的浓度和H+的浓度都不同,则实验①③不能证明酸性条件下I-的催化效果更好,B错误;实验④开始加入I2,发生反应ⅱ生成H+和I-,加快了反应速率,C正确;由反应ⅰ+2×ⅱ可得总反应为3SO2+2H2OS↓+2S+4H+,D正确。
5.B 解析 升高温度,将更多的分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,则反应速率增大,故B正确。
6.C 解析 根据图示,该反应过程包含3个过渡态(“波峰”),故共有3个基元反应,A错误;一般活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,第三步基元反应的活化能最大,总反应速率的快慢由第三步决定,B错误;根据图示,第二步基元反应为O—N==N—O+CO===N2O+CO2,C正确;根据图示,该反应第二步基元反应为放热反应,D错误。
7.D 解析 根据图中信息得到HCN的能量比HNC的能量低,再根据能量越低越稳定可知,HCN比HNC稳定,A正确;根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量可知,该异构化反应的ΔH=59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1,B正确;根据图中信息得出正反应是吸热反应,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错误。
8.C 解析 活化分子发生有效碰撞需有合适的取向,故第二步活化配合物之间的碰撞不一定是有效碰撞,A错误;活化配合物的能量越高,反应的活化能越大,第一步的反应速率越慢,B错误;第一步反应为慢反应,活化配合物具有高能量,表明反应的活化能大,且需要吸收能量,C正确;一个化学反应分多步完成时,该反应的反应速率主要取决于慢反应,则题中反应的反应速率决定于第一步反应,D错误。
9.D 解析 从图中可以看出,CH3OH的能量比CH3OH*多22.6 kJ·mol-1,则吸附在催化剂表面是放热过程,A错误;催化剂不能改变反应的焓变,因此甲醇在不同催化剂作用下制氢时的焓变是相同的,B错误;CH3OH(g)的相对能量为0,[CO(g)+2H2(g)]的相对能量为97.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH=+97.9 kJ·mol-1,C错误;CO*+4H*===CO*+2H2(g)的活化能为113.9 kJ·mol-1-(-65.7 kJ·mol-1)=179.6 kJ·mol-1,该步反应是各步反应中活化能最大的反应,故该步反应是总反应的决速步骤,D正确。
10.D 解析 由图可知,该反应过程中反应1的活化能大,为慢反应,化学反应取决于慢反应,故总反应的反应速率由反应1决定,A正确;过渡态1的能量高于过渡态2,则过渡态结构的稳定性:过渡态1<过渡态2,B正确;由图可知,反应1逆反应的活化能为(16.7-7.5) kJ·mol-1=9.2 kJ·mol-1,D错误。
11.C 解析 反应①是慢反应,反应④是快反应,则反应①的活化能大于反应④,A正确;反应③是快反应,该反应总的反应速率由慢反应反应①决定,B正确;由反应过程涉及的反应可知,反应①是I与S反应,该反应为慢反应,而反应④I2与S反应是快反应,由此说明I2与S反应比I与S反应更快,若预先加入淀粉溶液,只有S消耗完时,才会有淀粉变蓝的现象产生,C错误;根据得失电子守恒和电荷守恒配平:5Na2SO3+2KIO3+H2SO4===5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O,氧化剂是KIO3,反应中KIO3中I的化合价由+5价变为0价,故反应中有5 mol电子转移,则生成0.5 mol I2,D正确。
12.D 解析 实验发生反应Na2S2O3+H2SO4===SO2↑+S↓+Na2SO4+H2O,浑浊是因为生成了硫单质,浑浊度代表生成硫单质的速率。为避免溶液总体积不同对实验造成的干扰,总体积应相同,故实验③中x=8,A正确;实验①②③其他条件相同,随着Na2S2O3浓度的增大,反应速率加快,实验③④⑤其他条件相同,随着H2SO4浓度的减小,反应速率减慢,说明增大反应物浓度可增大该反应速率,B正确;由①②③和③④⑤的速率变化图像可知,降低Na2S2O3溶液的浓度比降低H2SO4溶液的浓度对该反应化学反应速率影响程度更大,C正确;将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间,温度升高,反应速率加快,浑浊度曲线变化应更快,D错误。
13.答案 (1)4H++4I-+O2===2I2+2H2O
(2)探究温度对反应速率的影响
(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝
(4)BC
(5)温度每升高10 ℃,反应速率约增大到原来的2倍
(6)保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验
解析 (1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为4H++4I-+O2===2I2+2H2O。
(2)表中数据只有温度和显色时间,故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。
(3)为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变为蓝色。
(4)设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的结论,故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。
(5)分析实验数据,温度每升高10 ℃,显色时间缩短到原来的一半,故可得出结论:温度每升高10 ℃,反应速率约增大到原来的2倍。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,需保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。
14.答案 (1)锥形瓶
(2)向分液漏斗加足量水,打开活塞往A中滴入水,一段时间后水难以滴下,则气密性良好,否则,气密性不好
(3)水浴加热 (4)①6.0 4.0 ②2 ③加快反应速率
解析 (3)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为水浴加热。与直接加热相比,水浴加热可以避免因温度过高而造成的剧烈反应,确保反应过程中的安全性和可控性。
(4)①根据分析,每组实验中加入NH4Cl溶液和醋酸的量均相同,则V1=V4=4.0,该实验研究的是NaNO2溶液的浓度对反应速率的影响,根据变量控制法,可调整V2=6.0。②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k为反应速率常数,可选2、4两组实验数据,c(NH4Cl)、c(H+)相同,代入实验数据可得m≈2。③醋酸的作用是增大氢离子浓度,加快反应速率。
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2025人教版高中化学选择性必修1
分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能
A级 必备知识基础练
题组1.化学反应速率的影响因素
1.在生产、生活中,下列措施不是用来调控化学反应速率的是( )
A.洗衣粉中添加酶
B.将鲜肉存放在冰箱中
C.向自来水中充入氯气
D.冶炼铁时将铁矿石粉碎
2.化学反应速率是用来表示化学反应过程进行快慢的物理量,下列措施能减小反应速率的是( )
选项 反应 措施
A 铁片与硫酸反应制取H2 将铁片换成铁屑
B 大理石与稀盐酸反应制取CO2 加入NaCl溶液
C 用H2O2溶液制备O2 添加少量MnO2
D 密闭容器中N2与H2合成NH3 压缩容器容积
3.(2024·浙江杭州联考)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素,已知:2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,有关说法不正确的是( )
实验 编号 酸性KMnO4 溶液 草酸 (H2C2O4)溶液
① 25 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
② a 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.02 mol·L-1
③ 50 4 mL 0.01 mol·L-1 12 mL 0.01 mol·L-1
④ b c 12 mL 0.01 mol·L-1
A.a=25,实验①②探究的是浓度对于化学反应速率的影响
B.实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C.实验中需记录溶液颜色变化所需的时间
D.若b=25,c表示4 mL 0.02 mol·L-1,则实验①④也可用于探究化学反应速率的影响因素
4.(2024·山东德州模拟)一定条件下,I-可催化SO2在水中发生反应,反应过程分为两步:
ⅰ.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O;ⅱ.SO2+I2+2H2O===S+2I-+4H+。
某小组设计以下实验探究上述反应速率的影响因素(如图所示,温度都相同),已知:(1)试管①中是18 mL SO2的稀溶液;②③④中均是18 mL SO2的饱和溶液;(2)四组实验中溶液出现浑浊所用时间:①>②>③>④。
下列说法错误的是( )
A.通过实验①②可探究SO2的浓度对反应速率的影响
B.实验①③可证明酸性条件下I-的催化效果更好
C.实验④开始加入I2,发生反应ⅱ生成H+和I-,加快了反应速率
D.总反应为3SO2+2H2OS↓+2S+4H+
题组2.活化能
5.升高温度时,某化学反应速率增大,主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.该化学反应的过程是吸热的
D.该化学反应的过程是放热的
6.一定条件,反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的反应历程如图所示,下列描述正确的是( )
A.该反应过程中共有两个基元反应
B.总反应速率快慢由第二步决定
C.第二步基元反应为O—N==N—O+CO===N2O+CO2
D.该反应所有基元反应均为吸热反应
7.(2020·天津卷)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。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC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
B级 关键能力提升练
8.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g) ===CO2(g)+NO(g)的反应过程如下,下列有关说法正确的是( )
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越快
C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
9.科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应过程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是( )
A.CH3OH吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B.甲醇在不同催化剂作用下制氢时的焓变是不相同的
C.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH=+120.5 kJ·mol-1
D.CO*+4H*===CO*+2H2(g)是总反应的决速步骤
10.(2024·广东广州六校联考)已知光照条件下,甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在该反应过程中,经历两步反应,反应1:CH4(g)+Cl·(g)→·CH3(g)+HCl(g);
反应2:·CH3(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+Cl·(g)(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)。各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应的反应速率由反应1决定
B.过渡态结构的稳定性:过渡态1<过渡态2
C.CH4(g)+Cl2(g) ===CH3Cl(g)+HCl(g)
ΔH=-105.4 kJ·mol-1
D.反应1逆反应的活化能为8.3 kJ·mol-1
11.亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:aNa2SO3+bKIO3+cH2SO4===eNa2SO4+fK2SO4+gI2+hH2O。该反应的过程较复杂,一般认为发生以下①~④反应:
①I+S===I+S(反应速率慢);
②I+2S===I-+2S(反应速率快);
③5I-+6H++I===3I2+3H2O(反应速率快);④I2+S+H2O===2I-+S+2H+(反应速率快)。下列说法不正确的是( )
A.反应①的活化能大于反应④
B.该反应总的反应速率由反应①决定
C.若预先加入淀粉溶液,I消耗完全时,才会有淀粉变蓝的现象产生
D.若反应中有5 mol电子转移,则生成0.5 mol I2
12.室温下,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和蒸馏水进行如下表所示的5个实验,并分别测量浑浊度随时间的变化。
编 号 Na2S2O3溶液的体积/mL H2SO4溶液的体积/mL 蒸馏水 的体 积/mL 浑浊度随时间变化的曲线
① 1.5 3.5 10
② 2.5 3.5 9
③ 3.5 3.5 x
④ 3.5 2.5 9
⑤ 3.5 1.5 10
下列说法不正确的是( )
A.实验③中x=8
B.实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时,增大反应物浓度可增大该反应速率
C.降低Na2S2O3溶液的浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D.将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合,其浑浊度曲线应为a
13.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
(4)实验操作中除了需要上述条件外,还必须控制 (填字母)不变。
A.温度
B.试剂的用量(体积)
C.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,你会采取的措施是 。
C级 学科素养拔高练
14.(2024·福建漳州十校联考)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用如图装置(夹持仪器略去)进行如下实验。
实验步骤:往A中加入V mL的2 mol·L-1 NaNO2溶液、2 mol·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1 mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定地冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间,重复多次取平均值(t)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 。
(2)检验装置气密性的方法:关闭止水夹K, 。
(3)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(4)每组实验过程中,反应物浓度变化很小,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
实验 编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 12.0 4.0 4.0 0.0 38
2 8.0 V1 4.0 4.0 83
3 V2 4.0 4.0 6.0 150
4 4.0 4.0 V4 8.0 334
①V2= ,V4= 。
②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k为反应速率常数,利用实验数据计算得m= (填整数)。
③醋酸的作用是 。
分层作业6 影响化学反应速率的因素 活化能
1.C 解析 洗衣粉中添加酶,酶可作为催化剂加快反应速率,A不符合题意;鲜肉存放在冰箱中,低温环境下细菌腐蚀鲜肉的速率较低,可使鲜肉保存更长时间,B不符合题意;向自来水中充入Cl2可生成HClO,从而达到杀菌消毒的目的,C符合题意;冶炼铁时将铁矿石粉碎,可增大铁矿石与空气的接触面积,从而增大反应速率,D不符合题意。
2.B 解析 将铁片换成铁屑,反应物接触面积增大,反应速率增大,A不符合题意;大理石与稀盐酸反应过程中加入NaCl溶液,导致c(H+)减小,反应速率减小,B符合题意;MnO2能催化H2O2分解,反应速率增大,C不符合题意;压缩容器容积,气体浓度增大,反应速率增大,D不符合题意。
3.D 解析 实验①②研究草酸的浓度对化学反应速率的影响,则温度应该相同,即a=25,A正确;实验①③中温度不同,c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同,故实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响,B正确;由于实验过程中酸性KMnO4溶液的浓度相同,通过高锰酸钾溶液褪色所需要的时间可反映化学反应速率,则实验中需记录溶液颜色变化所需的时间,C正确;若b=25,c表示4 mL 0.02 mol·L-1,则实验④中KMnO4过量,溶液无法褪色,则实验①④不能用于探究化学反应速率的影响因素,D错误。
4.B 解析 实验①②中温度和NaI溶液的浓度相同,SO2的浓度不同,则实验①②可探究SO2的浓度对反应速率的影响,A正确;实验①③中SO2的浓度和H+的浓度都不同,则实验①③不能证明酸性条件下I-的催化效果更好,B错误;实验④开始加入I2,发生反应ⅱ生成H+和I-,加快了反应速率,C正确;由反应ⅰ+2×ⅱ可得总反应为3SO2+2H2OS↓+2S+4H+,D正确。
5.B 解析 升高温度,将更多的分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,则反应速率增大,故B正确。
6.C 解析 根据图示,该反应过程包含3个过渡态(“波峰”),故共有3个基元反应,A错误;一般活化能越大,反应速率越慢,慢反应决定总反应速率,第三步基元反应的活化能最大,总反应速率的快慢由第三步决定,B错误;根据图示,第二步基元反应为O—N==N—O+CO===N2O+CO2,C正确;根据图示,该反应第二步基元反应为放热反应,D错误。
7.D 解析 根据图中信息得到HCN的能量比HNC的能量低,再根据能量越低越稳定可知,HCN比HNC稳定,A正确;根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量可知,该异构化反应的ΔH=59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1,B正确;根据图中信息得出正反应是吸热反应,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错误。
8.C 解析 活化分子发生有效碰撞需有合适的取向,故第二步活化配合物之间的碰撞不一定是有效碰撞,A错误;活化配合物的能量越高,反应的活化能越大,第一步的反应速率越慢,B错误;第一步反应为慢反应,活化配合物具有高能量,表明反应的活化能大,且需要吸收能量,C正确;一个化学反应分多步完成时,该反应的反应速率主要取决于慢反应,则题中反应的反应速率决定于第一步反应,D错误。
9.D 解析 从图中可以看出,CH3OH的能量比CH3OH*多22.6 kJ·mol-1,则吸附在催化剂表面是放热过程,A错误;催化剂不能改变反应的焓变,因此甲醇在不同催化剂作用下制氢时的焓变是相同的,B错误;CH3OH(g)的相对能量为0,[CO(g)+2H2(g)]的相对能量为97.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的ΔH=+97.9 kJ·mol-1,C错误;CO*+4H*===CO*+2H2(g)的活化能为113.9 kJ·mol-1-(-65.7 kJ·mol-1)=179.6 kJ·mol-1,该步反应是各步反应中活化能最大的反应,故该步反应是总反应的决速步骤,D正确。
10.D 解析 由图可知,该反应过程中反应1的活化能大,为慢反应,化学反应取决于慢反应,故总反应的反应速率由反应1决定,A正确;过渡态1的能量高于过渡态2,则过渡态结构的稳定性:过渡态1<过渡态2,B正确;由图可知,反应1逆反应的活化能为(16.7-7.5) kJ·mol-1=9.2 kJ·mol-1,D错误。
11.C 解析 反应①是慢反应,反应④是快反应,则反应①的活化能大于反应④,A正确;反应③是快反应,该反应总的反应速率由慢反应反应①决定,B正确;由反应过程涉及的反应可知,反应①是I与S反应,该反应为慢反应,而反应④I2与S反应是快反应,由此说明I2与S反应比I与S反应更快,若预先加入淀粉溶液,只有S消耗完时,才会有淀粉变蓝的现象产生,C错误;根据得失电子守恒和电荷守恒配平:5Na2SO3+2KIO3+H2SO4===5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O,氧化剂是KIO3,反应中KIO3中I的化合价由+5价变为0价,故反应中有5 mol电子转移,则生成0.5 mol I2,D正确。
12.D 解析 实验发生反应Na2S2O3+H2SO4===SO2↑+S↓+Na2SO4+H2O,浑浊是因为生成了硫单质,浑浊度代表生成硫单质的速率。为避免溶液总体积不同对实验造成的干扰,总体积应相同,故实验③中x=8,A正确;实验①②③其他条件相同,随着Na2S2O3浓度的增大,反应速率加快,实验③④⑤其他条件相同,随着H2SO4浓度的减小,反应速率减慢,说明增大反应物浓度可增大该反应速率,B正确;由①②③和③④⑤的速率变化图像可知,降低Na2S2O3溶液的浓度比降低H2SO4溶液的浓度对该反应化学反应速率影响程度更大,C正确;将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间,温度升高,反应速率加快,浑浊度曲线变化应更快,D错误。
13.答案 (1)4H++4I-+O2===2I2+2H2O
(2)探究温度对反应速率的影响
(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝
(4)BC
(5)温度每升高10 ℃,反应速率约增大到原来的2倍
(6)保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验
解析 (1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为4H++4I-+O2===2I2+2H2O。
(2)表中数据只有温度和显色时间,故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。
(3)为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变为蓝色。
(4)设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的结论,故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。
(5)分析实验数据,温度每升高10 ℃,显色时间缩短到原来的一半,故可得出结论:温度每升高10 ℃,反应速率约增大到原来的2倍。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,需保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。
14.答案 (1)锥形瓶
(2)向分液漏斗加足量水,打开活塞往A中滴入水,一段时间后水难以滴下,则气密性良好,否则,气密性不好
(3)水浴加热 (4)①6.0 4.0 ②2 ③加快反应速率
解析 (3)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为水浴加热。与直接加热相比,水浴加热可以避免因温度过高而造成的剧烈反应,确保反应过程中的安全性和可控性。
(4)①根据分析,每组实验中加入NH4Cl溶液和醋酸的量均相同,则V1=V4=4.0,该实验研究的是NaNO2溶液的浓度对反应速率的影响,根据变量控制法,可调整V2=6.0。②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k为反应速率常数,可选2、4两组实验数据,c(NH4Cl)、c(H+)相同,代入实验数据可得m≈2。③醋酸的作用是增大氢离子浓度,加快反应速率。
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