2026鲁科版高中化学选择性必修1基础题--第2章　第3节　第2课时 影响化学反应速率的因素

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2026鲁科版高中化学选择性必修1
第2章　化学反应的方向、限度与速率
第3节　化学反应的速率
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.(2025湖南邵阳武冈期中)扎染是中国传统的手工染色技术,染色的核心工艺流程如下。
下列推论错误的是 (　　)
A.制备环节:改变还原剂可调控化学反应速率
B.退浆环节:催化剂大幅度加快化学反应速率
C.退浆环节:可以加热煮沸提高淀粉酶的活性
D.染色环节:升高体系温度加快化学反应速率
2.(2025北京陈经纶中学月考)反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)在一密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 (　　)
A.若该容器容积可变,保持其压强不变,向其中充入N2使容器容积增大
B.压缩该容器,将容器的容积缩小为原来的一半
C.容积不变,充入水蒸气使体系压强增大
D.增加Fe的量
3.(2025山东泰安期中)一定温度下,在密闭容器中进行反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),下列条件能加快反应速率的是 (　　)
A.体积不变,充入N2使压强增大
B.体积不变,充入惰性气体
C.增大体积使压强减小
D.压强不变,充入惰性气体
4.(易错题)下列关于反应3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)的说法中正确的是 (　　)
A.恒温条件下,将容器压缩,平衡正向移动,v正增大、v逆减小
B.恒温恒容条件下充入Ar,压强增大,反应速率加快,平衡正向移动
C.恒温恒压条件下充入He,平衡逆向移动,v正减小、v逆增大
D.移除NH3,平衡正向移动,v正、v逆都减小
5.(2025河南安阳林州第一中学月考)地下水中加入H2O2,可除去其中的三氯乙烯(C2HCl3),反应如下:3H2O2+C2HCl3 2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测得c(H2O2)随时间的变化如表所示:
时间/min 0 2 4 6 8
c(H2O2)/mol·L-1 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55
已知:在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率。下列说法错误的是 (　　)
A.分离出HCl,反应速率减小
B.反应过程中可能产生O2
C.加热,正反应速率加快,逆反应速率减小
D.0~4 min,v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
题组二　反应历程和活化能
6.(2025北京朝阳月考)臭氧分解2O3 3O2的反应历程包括以下反应:
反应①:O3 O2+O·　(快)
反应②:O3+O· 2O2　(慢)
大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基(Cl·)能够催化O3分解,加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是 (　　)
A.活化能:反应①>反应②
B.O3分解为O2的速率主要由反应②决定
C.Cl·主要参与反应①,改变O3分解的反应历程
D.Cl·参与反应提高了O3分解为O2的平衡转化率
7.(2024山东烟台第二中学月考)H2在石墨烯负载型Pd单原子催化剂(Pd/SVG)上还原NO生成N2和NH3的路径机理及活化能(kJ·mol-1)如图所示(图中涉及物质均为气态)。下列说法错误的是 (　　)
A.H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥
B.Pd/SVG上H2还原NO,更容易生成NH3,不容易生成N2
C.根据上图数据可计算NO(g)+5H(g) NH3(g)+H2O(g)的ΔH
D.由图可知,相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程
8.(2025广东珠海一中阶段考试)在Fe+作用下,CO与N2O发生如下两步基元反应,能量变化及反应历程如图所示。
①N2O+Fe+ N2+FeO+(慢);②FeO++CO CO2+Fe+(快)
下列说法正确的是 (　　)
A.Fe+改变反应历程,降低反应的活化能,也改变了反应的ΔH
B.FeO+是中间产物,也作催化剂
C.总反应的化学反应速率由反应①决定
D.总反应中每转移2 mol e-,生成22.4 L N2
9.(2025吉林东北师大附中期中)铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效选择性,其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是 (　　)
A.使用Bi、Bi2O3两种催化剂,Bi更有利于CO2的吸附
B.使用Bi、Bi2O3两种催化剂,反应的历程相同,决速步也相同
C.由*C+*HCOO-
D.使用Bi催化剂时,最大能垒是0.34 eV,使用Bi2O3催化剂时,最大能垒是0.58 eV
10.工业上可用一氧化碳和氢气在催化剂作用下合成甲醇,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
(1)该反应的ΔH　　　0(填“>”“=”或“<”)。
(2)其中决速步的能垒为　　　　eV。
(3)虚线框内最有可能发生的反应为　　　　　　　　　。
能力提升练
题组一　借助图像分析化学反应速率的影响因素
1.(2025江苏扬州大学附中月考)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g) 2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中各物质的浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示,下列说法中正确的是 (　　)
A.前8 min内的平均反应速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1
B.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30~40 min内该反应使用了催化剂
D.30~40 min内反应的平衡常数与原平衡相等,第40 min时改变的条件为升高温度
2.(2025北京理工大学附中月考)用Na2FeO4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,下列说法错误的是 (　　)
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的降解速率约为1.33×10-5 mol·L-1·min-1
B.实验①②说明升高温度,M降解速率增大
C.实验①③证明pH越高,越不利于M的降解
D.实验②④说明M的浓度越小,降解的速率越慢
3.(2025福建龙岩连城一中月考)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是 (　　)
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.①对应的v(降冰片烯)=0.012 mol·L-1·min-1
D.②对应的降冰片烯的起始浓度为3.0 mol·L-1,半衰期为62.5 min
题组二　“控制变量法”探究外界因素对化学反应速率的影响
4.(2025山东名校考试联盟期中)某化学兴趣小组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,实验数据如下表所示。已知:+I2 +HI
实验编号 ① ② ③ ④
丙酮溶液(4 mol·L-1)/mL 2 1 2 2
I2溶液(0.005 mol·L-1)/mL 2 2 1 2
盐酸(2 mol·L-1)/mL 2 2 2 a
蒸馏水/mL 0 1 1 1
溶液褪色时间/s t1 t2 t3 t4
下列说法错误的是 (　　)
A.实验①中,以丙酮表示的反应速率为 mol·L-1·s-1
B.实验④中,a=1
C.研究I2浓度对反应速率的影响,应选择实验①和③
D.若t15.(2025湖南长沙长郡中学月考)某校化学小组同学探究酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率的影响因素。
(1)邹邹进行了实验Ⅰ:常温下,向4 mL不同浓度的H2O2溶液中滴入1滴(0.04 mL)0.05 mol·L-1 KMnO4溶液[c(H+)=5.0 mol·L-1],记录如下:
c(H2O2)/(mol·L-1) 完全褪色时间/s 无色气体体积
0.001 3 25 相等
0.001 5 15
0.012 5 12
0.031 2 23
0.044 0 60
0.062 0 370
①将KMnO4溶液调成酸性所用的是　　　(填“盐酸”“硫酸”或“硝酸”),酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②对于c(H2O2)增大引起的速率异常现象,伟伟认为可能是H2O2分解造成的,你认为此结论是　　　　(填“正确”或“错误”)的,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③为了解释c(H2O2)增大到一定浓度后反应速率减小,波波查阅了相关资料。资料显示,c(H2O2)>0.02 mol·L-1时,H2O2溶液中存在2H2O2 H4O4。c(H2O2)=0.031 2 mol·L-1时反应速率减小的原因是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)龙龙继续进行实验Ⅱ,并记录如下:
操作 现象
实 验 Ⅱ 第1~9滴溶液滴下,完全褪色所需时间很长;第10滴溶液滴下迅速褪色,整个过程温度几乎不变
①对于第10滴溶液与H2O2溶液反应速率剧烈变化的原因,飞飞提出如下假设:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②杰杰设计实验Ⅲ证实了上述假设合理,请补全他的方案:
操作 现象
实 验 Ⅲ 滴入KMnO4溶液前,先加少量　　　　固体,第1~9滴溶液滴下,完全褪色所需时间大大缩短
(3)综合上述实验,对于酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率,臧臧进行了总结。下列因素一定能加快反应速率的是　　　　。
a.增大KMnO4溶液浓度
b.增大H2O2溶液浓度
c.加入合适的催化剂
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　由流程可知,使用连二硫酸钠作还原剂后时间缩短,化学反应速率加快,A项正确;催化剂可以改变反应历程,降低化学反应的活化能,能够加快化学反应速率,B项正确;加热煮沸会导致温度过高,使淀粉酶失去活性,C项错误;升高温度,分子的有效碰撞次数增多,从而加快反应速率,D项正确。
2.D　
选项 改变条件对反应速率的影响 结论
A 保持压强不变,充入N2,使H2O(g)、H2(g)的浓度减小,反应速率减慢 与题意不符
B 将容器的容积缩小为原来的一半,反应体系中H2O(g)、H2(g)的浓度增大,反应速率加快 与题意不符
C 容积不变,向容器中充入反应物H2O(g),H2O(g)的浓度增大,反应速率加快 与题意不符
D 增加固体Fe的量,对反应速率不产生影响 符合题意
3.A　体积不变,充入N2,反应物N2浓度增大,化学反应速率加快,A项符合题意;体积不变,充入惰性气体,虽然总压强增大,但反应物和生成物的浓度都不变,故反应速率不变,B项不符合题意;增大体积使压强减小,反应物和生成物的浓度都减小,反应速率减慢,C项不符合题意;压强不变,充入惰性气体,容器的体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,反应速率减慢,D项不符合题意。
4.D　恒温条件下,将容器压缩,压强增大,平衡正向移动,v正、v逆都增大,A错误;恒温恒容条件下充入Ar,压强增大,参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,B错误;恒温恒压条件下充入He,相当于减压,平衡逆向移动,v正、v逆都减小,C错误;移除NH3,减小生成物浓度,平衡正向移动,v正、v逆都减小,D正确。
易错分析
本题因不能正确理解外界条件的变化对v正、v逆的影响,而容易错选。
(1)浓度:增大浓度(无论是反应物还是生成物),v正、v逆都增大,平衡之所以移动,是因为v正、v逆增大的程度不同;减小浓度(无论是反应物还是生成物),v正、v逆均减小。
(2)压强:对有气体参加的可逆反应,加压(压缩容器体积),v正、v逆均突然增大,平衡向气体体积减小的方向移动,减小压强(扩大容器体积),v正、v逆均减小,平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)恒温恒容条件下充入与反应无关的气体,反应体系中各组分的浓度不变,反应速率不变;恒温恒压条件下充入与反应无关的气体,容器体积增大,反应体系中各组分的浓度减小,v正、v逆都减小,平衡向着气体体积增大的方向移动。
5.C　分离出HCl,减小生成物浓度,反应速率减小,A正确;H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,而Fe3+可以催化H2O2分解为O2和H2O,故反应过程中可能产生O2,B正确;加热,正、逆反应速率都加快(易错点),C错误;0~4 min,v(H2O2)==0.125 mol·L-1·min-1,D正确。
6.B　活化能越大,反应速率越慢,由反应②速率慢可知反应②活化能大,活化能:反应②>反应①,故A错误;化学反应速率由慢反应决定,所以O3分解为O2的速率主要由反应②决定,故B正确;氯自由基(Cl·)能够催化O3分解,加速臭氧层的破坏,催化剂可降低慢反应(活化能最大)的活化能来增大反应速率,所以Cl·主要参与反应②,故C错误;Cl·是催化剂,只改变反应历程,不影响平衡移动(易错点),则O3分解为O2的平衡转化率不变,故D错误。
7.C　活化能最大的为决速步(破题关键),则H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥,A正确;由题图知,Pd/SVG上H2还原NO,经过①②③④⑤即可生成NH3,经过①②③④自发过程⑥⑦才能生成N2,而反应⑥的活化能最大,发生最困难,则更容易生成NH3,不容易生成N2,B正确;根据题图数据不能计算NO(g)+5H(g) NH3(g)+H2O(g)的ΔH,C错误;由题图可知,相同催化剂条件下,反应可能存在多种反应历程,D正确。
8.C　Fe+在反应①中被消耗,在反应②中又被生成,故Fe+作催化剂,催化剂可降低反应的活化能,但不改变ΔH,故A错误;FeO+在反应①中生成,在反应②中被消耗,FeO+是中间产物,不是催化剂,故B错误;总反应的化学反应速率由慢反应决定,即由反应①决定,故C正确;总反应为N2O+CO N2+CO2,若转移2 mol电子,生成1 mol N2,在标准状况下的体积为22.4 L,题目没给气体所处状况,不能得到生成N2的体积(快速解),故D错误。
9.C　由题图可知,使用Bi2O3催化剂时*CO2的能量更低,能量越低越稳定,故可推出Bi2O3更有利于CO2的吸附,A项错误;由题图可以看出使用Bi、Bi2O3两种催化剂的反应历程不同,决速步也不同,B项错误;由*C生成*HCOO-的反应为*C+e- *C+*HCOO-,C项正确;使用Bi催化剂时,最大能垒是-0.51 eV-(-0.89 eV)=0.38 eV,使用Bi2O3催化剂时,最大能垒是-2.54 eV-(-2.86 eV)=0.32 eV,D项错误。
10.答案　(1)<　(2)0.8　(3)H3CO*+H2(g) CH3OH*
解析　(1)由反应历程图可知,反应物总能量高于生成物总能量,可知该反应的ΔH<0。(2)对于多步反应,其决速步为活化能最大的一步,从反应历程图可看出,决速步的能垒为-0.1 eV-(-0.9 eV)=0.8 eV。(3)从反应历程图可以看出,物质的转化过程为CO(g)→CO*→HCO*→H2CO*→H3CO*→CH3OH*→CH3OH(g),故虚线框内最有可能发生的反应为H3CO*+H2(g) CH3OH*。
方法点津
解答这类试题,关键是看明白反应历程图所表示的含义。根据反应物与生成物相对能量的大小,可确定总反应是放热反应还是吸热反应;根据图像可确定每步反应的活化能,其对应的活化能越大,反应越慢。
能力提升练
1.D　由图1可知,0~8 min内Δc(C)=1.36 mol·L-1,所以前8 min内的平均反应速率v(C)==0.17 mol·L-1·min-1,故A错误;由图1可知,反应在20~30 min内处于平衡状态,30~40 min内反应物和生成物浓度都减小为原来的,且平衡不移动,故在第30 min时改变的条件为减小压强(增大容器体积)(破题关键),减压,平衡不移动,故反应前后气体分子数不变,x=1,第40 min时正反应速率加快,平衡逆向移动,即逆反应速率增大程度大于正反应速率,反应物与产物的浓度在第40 min时均未突变,改变的条件为升温,升温,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应(破题关键),故B错误,C错误;第30 min时改变的条件为减小压强,减压不影响反应的平衡常数,第40 min时改变的条件为升高温度,故D正确。
2.D　根据题图可知,实验①0~15 min内M的物质的量浓度减少(0.30-0.10)×10-3 mol·L-1=2.0×10-4 mol·L-1,所以实验①在15 min内M的降解速率为≈1.33×10-5 mol·L-1·min-1,A项正确;实验①②的单一变量是温度,且实验②的温度高于实验①,从题图可知,在相同时间内,Δc(M):②>①,起始M的浓度相同,故说明升高温度,M降解速率增大,B项正确;实验①③的单一变量是pH,且实验③中溶液pH高于实验①,从题图可知,在相同时间内,Δc(M):③<①,起始M的浓度相同,故说明pH越高,越不利于M的降解,C项正确;实验②④的温度和起始M的浓度均不相同,有两个变量(易错点),不能说明M的浓度越小,降解的速率越慢,D项错误。
3.B　由题图中①②两条线可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需时间越短,故反应速率越大,A正确;由题图中①③两条线可知,其他条件相同时,降冰片烯的起始浓度①是③的两倍,反应所用时间①也是③的两倍,B错误;由题图可知,①对应的v(降冰片烯)==0.012 mol·L-1·min-1,C正确;反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题图可知,②对应的降冰片烯的起始浓度为3.0 mol·L-1,半衰期为125 min÷2=62.5 min,D正确。
4.A　由反应方程式结合表中数据可知,实验①中,丙酮过量,丙酮反应速率等于碘单质反应速率(破题关键),以丙酮表示的反应速率为 mol·L-1·s-1,A项错误;反应过程中溶液的总体积为6 mL,所以实验④中,a=1,B项正确;实验③与实验①相比,变量是I2浓度,可以用来研究I2浓度对反应速率的影响,C项正确;实验②和实验①相比,变量为丙酮浓度,若溶液褪色时间t15.答案　(1)①硫酸　5H2O2+2Mn+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O　②错误　向不同浓度的H2O2溶液中滴入1滴KMnO4溶液,产生的无色气体体积相等　③部分H2O2转化为H4O4,溶液中的c(H2O2)减小,导致反应速率减小
(2)①可能是KMnO4与H2O2反应后生成的Mn2+对该反应起了催化作用　②MnSO4
(3)ac
解析　(1)①KMnO4是强氧化剂,盐酸易被高锰酸钾氧化,硝酸自身具有氧化性,对该氧化还原反应可能带来干扰,应用硫酸将KMnO4溶液调成酸性。KMnO4与H2O2在酸性条件下反应,Mn被还原为Mn2+,H2O2被氧化生成O2,反应的离子方程式为5H2O2+2Mn+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O。③当c(H2O2)>0.02 mol·L-1时,H2O2溶液中存在2H2O2 H4O4(破题关键),c(H2O2)=0.031 2 mol·L-1>0.02 mol·L-1,部分H2O2转化为H4O4,溶液中c(H2O2)减小,导致速率减小。
(2)①第10滴KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率剧烈变化,可能是KMnO4与H2O2反应后生成的Mn2+对该反应起了催化作用。②若证实①中的假设,应在开始就加入少量的MnSO4固体提供Mn2+,观察溶液褪色情况。
(3)增大c(KMnO4),能加快反应速率,a正确;当c(H2O2)>0.02 mol·L-1时,部分H2O2转化为H4O4,增大c(H2O2),不一定能加快反应速率,b错误;加入合适的催化剂,能加快反应速率,c正确。
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