第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第2课时 影响化学反应速率的因素
1.（教材习题）下列过程中化学反应速率的增大对人类有益的是（ ）。
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 合成氨
2.下列措施对加快反应速率有明显效果的是（ ）。
A. Na与水反应时，增加水的用量
B. Al与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C. Na2SO4与BaCl2两种溶液反应时，增大压强
D. 大理石和盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状
3.足量块状铁与的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（ ）。
①加溶液 ②加固体 ③加固体
④升高温度 ⑤将块状铁改为铁粉 ⑥将稀硫酸改用的浓硫酸
①②③ B. ③④⑥ C. ④⑤ D. ④⑤⑥
4.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 升高温度，活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子数目增加，有效碰撞的频率加快，从而加快该反应速率
B. 加入合适的催化剂，通过改变反应路径，增大活化能，加快反应速率
C. N2(g)＋NO2(g)=N2O(g)＋NO(g) ΔH＝－139 kJ·mol－1
D. 在N2O和NO生成N2和NO2的反应过程中，断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
5.对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列说法不正确的是（ ）。
A. 图甲可通过观察气泡产生快慢来比较反应速率的大小
B. 图甲所示实验中，若左边试管里的反应速率大于右边的，则证明Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+的好
C. 用图乙装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D. 为检查乙装置的气密性，可关闭a处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
6.浓度、压强、温度、催化剂等因素会影响化学反应速率。回答下列问题：
（1）下列四支试管中，过氧化氢分解反应速率最大的是_______(填试管标号)。
试管 温度 过氧化氢浓度 催化剂
a 室温(25°C) 12% 有
b 水浴加热(50°C) 4% 无
c 水浴加热(50°C) 12% 有
d 室温(25°C) 4% 无
II.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验：
实验编号 反应物 催化剂
① 10mL2%H2O2溶液 无
② 10mL5%H2O2溶液 无
③ 10mL5%H2O2溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④ 10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤ 10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
（2）实验①和②的目的是_________________________。
（3）实验③中发生反应的化学方程式为_______________________________。
（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随反应时间变化的关系如图所示，由此得出的实验结论是_____________________________________。
7.在某一容积为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。回答下列问题：
在2min时，图象发生改变的原因可能是__________(填字母，下同)。
A. 升高温度 B. 加入稀有气体，增大压强
C. 减少A的物质的量 D. 加入催化剂
真题链接
8.（2022·浙江6月）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（ ）。
A. 实验①，，
B. 实验②，时处于平衡状态，
C. 相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D. 相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大1.（教材习题）下列过程中化学反应速率的增大对人类有益的是（ ）。
A. 金属的腐蚀 B. 食物的腐败 C. 塑料的老化 D. 合成氨
【答案】D
【解析】金属的腐蚀会造成资源消耗和建筑损毁，则应降低反应速率，A错误；食物腐败使食品的保质缩短，则应降低反应速率，B错误；塑料老化会缩短塑料制品的使用寿命，则应降低反应速率，C错误；氨气是人类需要的重要化工原料，则工业合成氨需要增大反应速率，D正确。
2.下列措施对加快反应速率有明显效果的是（ ）。
A. Na与水反应时，增加水的用量
B. Al与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C. Na2SO4与BaCl2两种溶液反应时，增大压强
D. 大理石和盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状
【答案】D
【解析】水为纯液体，增加水的用量，反应速率不变，A错误；Al与浓硫酸发生钝化，不生成氢气，反应速率减小，B错误；反应没有气体参加，则增大压强，反应速率不变，C错误；
块状大理石改为粉末状，增大了接触面积，反应速率加快，D正确。
3.足量块状铁与100 mL 0.01mol/L的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量，可以使用如下方法中的（ ）。
①加溶液 ②加固体 ③加固体
④升高温度 ⑤将块状铁改为铁粉 ⑥将稀硫酸改用的浓硫酸
A. ①②③ B. ③④⑥ C. ④⑤ D. ④⑤⑥
【答案】C
【解析】足量块状铁与100 mL 0.01mol/L的稀硫酸反应，H2的量取决于硫酸的量，故反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的产量，①加NaCl溶液相当于稀释硫酸，反应速率减慢，不合题意；②加NaOH固体消耗硫酸，H2的量减少，反应速率减慢，不合题意；③加CH3COONa固体将酸转化为弱酸，反应速率减慢，H2的量不变，不合题意；④升高温度，反应速率加快，H2的量不变，符合题意；⑤将块状铁改为铁粉增大接触面积，反应速率加快，H2的量不变，符合题意；⑥将稀硫酸改用98%的浓硫酸，浓硫酸使铁钝化，将不产生H2，不合题意，综上所述，④⑤符合题意。
4.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 升高温度，活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子数目增加，有效碰撞的频率加快，从而加快该反应速率
B. 加入合适的催化剂，通过改变反应路径，增大活化能，加快反应速率
C. N2(g)＋NO2(g)=N2O(g)＋NO(g) ΔH＝－139 kJ·mol－1
D. 在N2O和NO生成N2和NO2的反应过程中，断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
【答案】D
【解析】由图可知，反应物的总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，反应的热化学方程式为N2O(g)＋NO(g)= N2(g)＋NO2(g) ΔH＝－139 kJ·mol－1。升高温度，活化分子的数目和百分数增加，有效碰撞的频率加快，从而加快该反应速率，A错误；加入合适的催化剂，通过改变反应路径，降低反应的活化能，活化分子的数目和百分数增加，有效碰撞的频率加快，从而加快反应速率，B错误；由分析可知，N2O和NO生成N2和NO2的反应为放热反应，则N2和NO2生成N2O和NO的逆反应为吸热反应，反应的热化学方程式为N2(g)＋NO2(g)=N2O(g)＋NO(g) ΔH＝+139 kJ·mol－1，C错误；由分析可知，N2O和NO生成N2和NO2的反应为放热反应，则反应的断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。
5.对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列说法不正确的是（ ）。
A. 图甲可通过观察气泡产生快慢来比较反应速率的大小
B. 图甲所示实验中，若左边试管里的反应速率大于右边的，则证明Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+的好
C. 用图乙装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D. 为检查乙装置的气密性，可关闭a处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
【答案】B
【解析】过氧化氢分解产生氧气，图甲可通过观察气泡产生快慢来比较反应速率的大小，A正确；FeCl3和CuSO4的阴离子不同，无法证明Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果哪个好。若要比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，应使两催化剂的阴离子相同，B错误；用图乙装置测定反应速率，可测定反应产生的相同气体体积所需的时间，也可以测定相同时间内生成的气体体积，C正确；为检查乙装置的气密性，可关闭a处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若装置气密性良好，则活塞会回到原位，D正确。
6.浓度、压强、温度、催化剂等因素会影响化学反应速率。回答下列问题：
（1）下列四支试管中，过氧化氢分解反应速率最大的是_______(填试管标号)。
试管 温度 过氧化氢浓度 催化剂
a 室温(25°C) 12% 有
b 水浴加热(50°C) 4% 无
c 水浴加热(50°C) 12% 有
d 室温(25°C) 4% 无
II.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验：
实验编号 反应物 催化剂
① 10mL2%H2O2溶液 无
② 10mL5%H2O2溶液 无
③ 10mL5%H2O2溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④ 10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤ 10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
（2）实验①和②的目的是____________________________。
（3）实验③中发生反应的化学方程式为___________________________________。
（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随反应时间变化的关系如图所示，由此得出的实验结论是_______________________________________________________________。
【答案】（1）c （2）探究浓度对化学反应速率的影响 （3）2H2O22H2O+O2↑
（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
【解析】探究影响反应速率的因素时，需要进行单因子变量控制。（1）增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温等均能加快反应速率。则c的速率最快。（2）实验①和②只有反应物浓度不同，则目的是探究浓度对化学反应速率的影响。（3）实验③为氯化铁催化双氧水分解，发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。（4）与③相比④中多了盐酸、⑤中多了氢氧化钠，反应速率大小：⑤＞③＞④，由此得出的实验结论是碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
7.在某一容积为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。回答下列问题：
在2min时，图象发生改变的原因可能是________(填字母，下同)。
A. 升高温度 B. 加入稀有气体，增大压强
C. 减少A的物质的量 D. 加入催化剂
【答案】（1）AD
【解析】（1）在2min时，代表A、B、C、D的曲线的斜率的绝对值都增大，说明这四种物质的反应速率均增大。升高温度，各物质的反应速率都增大，A符合题意；加入稀有气体，增大压强，各物质的浓度未改变，各物质的反应速率均不变，B不符合题意；减少A的物质的量，也就是减少A的浓度，则A的反应速率减小，C不符合题意；加入催化剂，各物质的反应速率都增大，D符合题意。
真题链接
8.（2022·浙江6月）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（ ）。
A. 实验①，，
B. 实验②，时处于平衡状态，
C. 相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D. 相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
【答案】C
【解析】实验①中，0~20 min，氨气浓度变化量为2.4010-3mol/L-2.0010-3mol/L=
4.0010-4mol/L，v(NH3)==2.0010-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5mol/(L·min)，A正确；催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4 mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4 mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，氨气浓度减小，因此实验②60 min时处于平衡状态，根据等效平衡可以判断x<0.2，即x≠0.4，B正确；实验①、实验②中0~20 min、20~40 min氨气浓度变化量都是4.0010-4 mol/L，实验②中60 min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60 min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确。
