第二章 基础课时7 化学反应速率的影响因素活化能 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第二章　基础课时7　化学反应速率的影响因素　活化能
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)化学反应速率的影响因素
1.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(　　)
铁与稀硫酸反应，滴入几滴硫酸铜溶液
Na与无水乙醇反应时增大无水乙醇的用量
K2SO4与Ba(OH)2两溶液反应时，增大压强
Zn与稀盐酸反应，加入少量醋酸钠粉末
2.反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)
①增加C的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持压强不变，充入N2使容器容积变大
①④ ②③
①③ ②④
3.将除去氧化膜的镁条放入少量稀盐酸中进行实验，测得氢气的产生速率(v)随时间(t)的变化情况如图所示，下列说法中不正确的是(　　)
速率先增大后减小
t1→t2速率变化的主要原因是镁与酸的反应是放热反应，体系温度升高
t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行温度逐渐降低
t2→t3速率变化的主要原因是随着反应的进行c(H＋)减小
(二)控制变量探究影响化学反应速率因素
4.(2024·德州高二期中)一定条件下，I－可催化SO2在水中发生反应，过程分为两步
ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O
ⅱ.SO2＋I2＋2H2O===SO＋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)，
已知：(1)试管①中是18 mL SO2的稀溶液；②③④中是18 mL SO2的饱和溶液
(2)四组实验中溶液出现混浊所用时间：①>②>③>④
下列说法错误的是(　　)
通过实验①②可探究SO2的浓度对反应速率的影响
实验①③可证明酸性条件下I－的催化效果更好
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
总反应为：3SO2＋2H2OS↓＋2SO＋4H＋
5.(2024·人民大学附中高二期中)丙酮()碘化反应为＋I2I－＋H＋＋。兴趣小组在20 ℃时研究了该反应的反应速率。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间来度量反应速率的大小。实验数据如下表，其中①～③混合液总体积均为100 mL。
序号 n(丙酮)/mol n(I2)/mol 褪色时间/s
① 0.2 2×10－4 40
② 0.1 2×10－4 80
③ 0.2 1×10－4 20
下列推理合理的是(　　)
实验①中，v(I2)＝5×10－6 mol·L－1·s－1
由实验①②可知，c(丙酮)越小，反应速率越快
由实验①③可知，c(I2)越小，反应速率越快
该反应可能会出现反应速率随时间先增大后减小的现象
(三)有效碰撞理论
6.对于水煤气转换反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，下列条件的改变，能增大活化分子百分数的是(　　)
降低温度
增大反应物浓度
恒容条件下，充入稀有气体
使用催化剂
7.下列说法不正确的是(　　)
图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能
图乙中HI分子发生了有效碰撞
盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零
增大反应物浓度，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
(四)过渡态理论——催化剂、基元反应、反应历程
8.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(　　)
HCN比HNC稳定
该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
正反应的活化能大于逆反应的活化能
使用催化剂，可以改变反应的反应热
9.一定条件，2CO(g)＋2NON2(g)＋2CO2(g)反应的反应历程如图所示，描述正确的是(　　)
该反应历程中共有两个基元反应
总反应速率快慢由第二步决定
第二步基元反应为O—N===N—O＋CO===CO2＋N2O
该反应所有基元反应均为吸热反应
10.(2023·南阳高二期中)中国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO2氢化机理。其机理中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如下图所示。
下列说法错误的是(　　)
化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11－2、TS21－2，说明这一过程包含两个基元反应
图中I1－2生成化合物2的过程是放热过程
过程①的活化能低于过程②的活化能
过程①的热化学方程式为1(s)＋CO2(g)===I1－2(s)　ΔH＝－2.08 kJ·mol－1
B级　素养培优练
11.某小组为了探究影响NaHSO3溶液与KMnO4溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计实验方案如表所示。
实验 1 2 3 4
V(NaHSO3)/mL(c＝0.2 mol/L) 5.0 5.0 6.0 4.0
V(KMnO4)/mL(c＝0.1 mol/L) 1.5 1.5 1.5 1.5
V(H2SO4)/mL(c＝0.6 mol/L) 1.5 2.0 2.5 1.5
V(MnSO4)/mL(c＝0.1 mol/L) 0.0 0.0 0.0 0.5
V(H2O)/mL 2.0 a 0.0 b
褪色时间t/min 8 6 4 3
下列说法正确的是(　　)
若a＝1.0时，实验1和2的结果说明溶液酸性越强，反应速率越快
实验3中NaHSO3的反应速率为
0.003 75 mol/(L·min)
该反应的离子方程式为5SO＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O
若b＝2.5时，实验3和4的结果说明催化剂更有利于改变化学反应速率
12.(2024·济宁兖州高二期中考试)我国科学家研究出在S－In催化剂上实现高选择性、高活性电催化还原CO2制甲酸。图1表示不同催化剂及活性位上生成H*的能量变化，图2表示反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是(　　)
S－In/S表面更容易生成H*
S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化
CO2经两步转化生成HCOO－
H*＋OH－―→H2＋*＋OH－相对能量变化越小，越有利于抑制H*复合成H2
13.(9分)(2023·菏泽高二期中)某同学设计实验探究丙酮碘化反应中，丙酮、I2、H＋浓度对化学反应速率的影响。
已知：＋I2＋HI
编号 ① ② ③ ④
I2溶液(0.002 5 mol/L) 5 mL 5 mL 5 mL 2.5 mL
丙酮溶液(4 mol/L) 10 mL 10 mL 5 mL 10 mL
盐酸(2 mol/L) 10 mL 5 mL a mL 10 mL
蒸馏水 0 mL 5 mL 5 mL 2.5 mL
褪色时间(s) t1 t2 t3 t4
回答下列问题：
(1)(2分)实验③中，a＝________ mL，加5 mL蒸馏水的目的是___________________________________________________________________。
(2)(2分)研究I2浓度对反应速率的影响，应选择的实验为________和________。
(3)(2分)在实验④中，以I2表示的反应速率为________ mol/(L·s)(用含有t4的代数式表示)。
(4)(3分)通过实验，将各组透光率T(溶液颜色越浅，透光率越高)数据导出，通过公式A＝－lg T转化为吸光度数据，各组实验的吸光度数据变化曲线对比如图所示：
已知：整个反应过程的曲线斜率可以表征反应的瞬时速率。
查阅资料发现丙酮碘化反应的历程为：
(慢)
(快)
+H++I-(快)
①(1分)分析图中数据可知：影响酮碘化反应的速率的是_________________________________________________的浓度。
②(2分)请依据反应历程，进一步解释影响丙酮碘化反应速率的物质浓度因素的原因___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
14.(11分)回答下列问题：
(1)(6分)等质量的碳酸钙与过量的一定浓度稀盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生二氧化碳体积V与时间(t)的数据，根据数据绘制得图。
实验组别 c(HCl)/mol·L－1 温度/℃ 形状(碳酸钙)
Ⅰ 2.0 30 块状
Ⅱ 2.5 30 块状
Ⅲ 2.5 50 粉末状
Ⅳ 2.5 50 块状
①(2分)曲线b、c对应的实验组别分别为________、________。
②(2分)对比实验________和________说明温度对化学反应速率的影响。
③(2分)用浓度相同的稀硫酸代替盐酸进行实验Ⅰ，下列说法错误的是________。
A.因为都是强酸所以反应速率不变
B.稀硫酸为二元强酸，氢离子浓度增大，故反应速率变大
C.无论稀硫酸或稀盐酸，均可以通过测定和记录相同时间内收集到的二氧化碳气体体积，可比较反应速率
(2)(2分)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：
①进程Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ使用X、Y、Z三种物质，其中表现出催化作用的是________(填写X、Y、Z字母)。
②比较进程Ⅱ、Ⅲ中生成P的速率大小：Ⅱ________Ⅲ(填“大于”“等于”“小于”)。
(3)(3分)某反应在催化剂时有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热ΔH＝－620.9 kJ·mol－1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。
①(1分)第一个基元反应的反应热ΔH＝___________________________________________________________________。
②(2分)该过程总反应的化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
基础课时7　化学反应速率的影响因素　活化能
1.A　[铁和硫酸铜溶液发生置换反应，被置换出来的铜附着在铁上，和稀硫酸共同构成原电池，可以加快反应速率，A正确；增大无水乙醇的用量，反应物的浓度不变，反应速率不变，B错误；K2SO4与Ba(OH)2两溶液的反应没有气体参与，增大该反应的压强，反应速率不变，C错误；加入少量醋酸钠粉末，与HCl反应生成CH3COOH，CH3COOH是弱酸，H＋浓度减小反应速率减小，D错误。]
2.C　[增大固体的量、恒容时充入与反应无关的气体对反应速率无影响。]
3.C　[由图可知，反应过程中速率先增大后减小，A正确；由于镁与盐酸的反应放热，所以可提高反应的速率，t1→t2速率变化变快的主要原因是反应放热使溶液温度升高，B正确；t2→t3速率不断变慢，是因为随着氢气的量的增加，镁以及溶液中的c(H＋)因反应的消耗不断变少，导致反应速率变慢，此时浓度因素的影响大于温度的影响，C错误、D正确。]
4.B　[实验①②中温度和NaI溶液的浓度相同，SO2的浓度不同，可以通过实验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，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；反应i＋2×反应ⅱ可得总反应为3SO2＋2H2OS↓＋2SO＋4H＋，D正确。]
5.D　[实验①中淀粉溶液褪色时间为40 s，则v(I2)＝＝＝＝5×10－5 mol·L－1·s－1，A错误；实验①②中只有c(丙酮)不同，其他数据相同，并且实验①中c(丙酮)大、褪色时间短，即c(丙酮)越大，反应速率越快，B错误；实验①③中只有c(I2)不同，其他数据相同，并且实验③中c(I2)小、褪色时间短，但I2的物质的量是①的一半，反应褪色时间也是①的一半，即改变c(I2)，反应速率不变，C错误；随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故反应速率也逐渐减慢，但可能该反应是一个放热反应，导致溶液温度升高反应速率加快或者生成的H＋起催化剂的作用，故该反应可能会出现反应速率随时间先增大后减小的现象，D正确。]
6.D　[根据活化分子百分数＝，升高温度和使用催化剂能提高活化分子百分数，因为升高温度，一些普通分子的能量升高，变为活化分子，活化分子数增多；使用催化剂能降低反应的活化能，从而使一些普通分子成为活化分子，活化分子数增多。降低温度，分子能量降低，活化分子数减少，因此活化分子百分数减小，故A不选；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数不变，故B不选；恒容条件下，充入稀有气体，反应物浓度不变，因此活化分子百分数不变，故C不选；使用催化剂能降低反应的活化能，活化分子数增多，进而提高活化分子百分数，故D选。]
7.B　[催化剂可降低反应的活化能，A正确；能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新物质，即没有发生化学反应，不是有效碰撞，B错误；盐酸和氢氧化钠溶液反应的实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水，在溶液中氢离子与氢氧根离子已经处于活跃状态，因此盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零，C正确；增大反应物浓度，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，D正确。]
8.D　[HNC的能量比HCN的高，则稳定性较好的是HCN，A项正确；该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1，为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B、C项正确；使用催化剂只能改变反应的历程，但是不影响反应的反应热，D项错误。]
9.C　[根据图示，该反应历程中共有三个基元反应，A错误；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===CO2＋N2O，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。]
10.D　[化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11－2、TS21－2，需要两步反应，说明这一过程包含两个基元反应，A正确；I1－2生成化合物2的过程能量降低是放热过程，B正确；过程①的活化能为6.05 kcal·mol－1，过程②的活化能为11.28 kcal·mol－1－2.08 kcal·mol－1＝9.2 kcal·mol－1，过程①的活化能低于过程②的活化能，C正确；过程①的热化学方程式为1(s)＋CO2(g)===I1－2(s)　ΔH＝＋2.08 kcal·mol－1，D错误。]
11.D　[若a＝1.0时，实验1和2中除了硫酸的浓度不同，溶液总体积不同，导致NaHSO3和KMnO4的浓度也不同，不能说明溶液酸性越强反应速率越快，A错误；实验3中，KMnO4的起始浓度为 mol/L＝0.015 mol/L，则KMnO4的反应速率为＝0.003 75 mol/(L·min)，则NaHSO3的反应速率为0.003 75 mol/(L·min)×＝0.009 375 5 mol/(L·min)，B错误；HSO不能拆，该反应的离子方程式为5HSO＋2MnO＋H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O，C错误；若b＝2.5时，实验3中反应物浓度较大，实验4中加入催化剂，实验4中溶液褪色时间更快，说明该相同条件下，催化剂更有利于改变化学反应速率，D正确。]
12.C　[根据图1可知，使用S－In/S作催化剂，活化能最低，所以S－In/S表面更容易生成H*，A正确；根据图2可知，K＋吸引H2O中的O、S2－吸引H2O中的H，S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化，B正确；根据图2，CO2生成HCOO－的步骤为CO2→CO→HCOO*→HCOO－，经过三步转化，C错误；H*＋OH－―→H2＋*＋OH－为放热过程，其相对能量变化越小，放出热量越小，越不易使反应物分子活化，因此越有利于抑制H*复合成H2，D正确。]
13.(1)10　使混合溶液的体积相等，保证盐酸溶液和碘溶液的起始浓度不变　(2)①　④　(3)
(4)①H＋和丙酮　②根据反应历程，丙酮与氢离子的反应是慢反应，是该反应的决速步骤，则反应速率由H＋和丙酮的浓度决定，与碘的浓度无关
解析　(1)根据①、②、④中的数据，溶液的总体积为25 mL，则实验③中，a＝10 mL；加5 mL蒸馏水可使混合溶液的体积相等，保证盐酸溶液和碘溶液的起始浓度不变；(2)研究I2浓度对反应速率的影响，应控制其他浓度相同而碘单质浓度不同，因此选择实验①和实验④；(3)根据反应的方程式，④中丙酮过量，碘完全反应，由于加入其他试剂后溶液体积扩大十倍，则碘单质的浓度为0.000 25 mol/L，则v(I2)＝＝＝ mol/(L·s)；(4)①根据图中数据可知，影响酮碘化反应的速率的是H＋和丙酮的浓度；②决速步骤为化学反应中的慢反应，根据反应历程，丙酮与氢离子的反应是慢反应，是该反应的决速步骤，则反应速率由H＋和丙酮的浓度决定，与碘的浓度无关。
14.(1)①Ⅳ　Ⅱ　②Ⅱ　Ⅳ　③AC　(2)①X、Y　②大于
(3)①＋199.2 kJ/mol　②2CO＋2NON2＋2CO2
解析　(1)①由图像可知，收集相同体积的CO2需要的时间t越小，反应速率越快，则反应速率为a＞b＞c＞d，由表中数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ中，Ⅳ中的温度高于Ⅰ、Ⅱ，则Ⅳ中反应速率大于Ⅰ、Ⅱ，且Ⅰ的HCl浓度最低，即反应速率Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅰ；Ⅲ、Ⅳ中，Ⅲ的接触面积大，则反应速率Ⅲ＞Ⅳ，所以反应速率为Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅰ，因此曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ。②实验Ⅱ、Ⅳ中只有温度不同，可以根据实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响。③用浓度相同的硫酸代替盐酸进行实验，硫酸是二元强酸，氢离子浓度增大，因此反应速率加快，A错误，B正确；由于硫酸和碳酸钙反应，生成的硫酸钙是微溶物质，若使用块状碳酸钙，微溶的硫酸钙会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步发生，所以使用稀硫酸反应时，不可以通过测定和记录相同时间内收集到的二氧化碳气体体积，来比较反应速率，C错误。(2)①进程Ⅱ、Ⅲ中，X和Y参与反应历程，但最终没有被消耗，是催化剂，表现出催化作用，进程Ⅳ中Z被消耗，不是催化剂，不表现出催化作用。②进程Ⅱ、Ⅲ中，分别加入催化剂X和Y，但X降低的活化能比Y降低的活化能多，反应速率更快，所以生成P的速率大小：Ⅱ大于Ⅲ。(3)①由图可知，第一个基元反应吸收了199.2 kJ热量，所以反应热ΔH＝＋199.2 kJ/mol；②由反应历程图可知，该反应的反应物为CO和NO，生成物为N2和CO2，该过程总反应的化学方程式为2CO＋2NON2＋2CO2。