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一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)
1.升高温度能加快反应速率的主要原因是( )
A.活化分子能量明显增加 B.降低活化分子的能量
C.增加活化分子百分数 D.降低反应所需的能量
解析: 升高温度,反应物分子获得能量,有更多的分子变为活化分子,增大了活化分子百分数,使活化分子的百分数增大,有效碰撞几率增大,反应速率加快。
答案: C
2.(2011·南京高二检测)Fe与稀H2SO4反应制取氢气,下列措施一定能使生成氢气的速率加快的是( )
A.增加铁的量 B.增大硫酸的浓度
C.加热 D.增大压强
解析: 错选A的误区是混淆了外界条件对反应速率影响的关系,浓度增大,反应速率加快,铁为固体,增加铁的量,其浓度并没有改变;错选B的误区是把反应物的性质发生改变与反应发生改变混淆了,当H2SO4浓度增大时,可能转变为浓H2SO4,浓硫酸与铁常温下会发生钝化,无氢气生成;错选D的误区是把增大反应物浓度与增大物质的浓度的关系混淆了,增大压强,只改变了氢气的浓度,而氢气是生成物,并没有改变反应物的浓度。
答案: C
3.(2011·海淀高三质检)反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(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(双选)( )
A.增加Fe的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
解析: Fe为固态反应物,增加其用量并不影响其浓度,因此增加Fe的量对反应速率几乎无影响;容器体积缩小一半,即压强增大,H2O(g)和H2的物质的量浓度都增大,正反应速率和逆反应速率都增大;体积不变充入N2,容器内总压强增大,但N2不参与反应,容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度并没有增加或减小,因此正反应速率和逆反应速率都基本不变;充入N2,使容器体积增大,总压强虽然不变,但容器内H2和H2O(g)的物质的量浓度都减小,正反应速率和逆反应速率都变小。
答案: AC
4.一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生反应:2HI??H2+I2,若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间为( )
A.等于5 s B.大于10 s
C.等于10 s D.小于10 s
解析: v(HI)==0.002 mol·L-1·s-1,若反应仍以该速率进行,则t=
=10 s,但随反应进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间大于10 s。
答案: B
5.在化工生产中,如果再加快反应速率,应该优先考虑的科研方向是( )
A.提高设备强度,以便加压 B.选择适宜的催化剂
C.采用高温 D.用块状反应物代替粉末状反应物
解析: 催化剂能大大降低反应的活化能,使反应速率成千上万倍地增大,效率较高。
答案: B
6.(2011·江门高二检测)已知:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中,反应速率最快的是( )
组号 反应温度/℃ Na2S2O3 H2SO4 H2O体积/mL
体积/mL 浓度/(mol·L-1) 体积/ mL 浓度/(mol·L-1)
A 10 5 0.2 5 0.1 10
B 10 5 0.1 5 0.1 10
C 30 5 0.1 5 0.1 10
D 30 5 0.2 5 0.2 10
解析: 外界条件多个变化时,要对比找出其他相同条件,然后比较。本题主要比较温度和浓度对化学反应速率的影响。溶液混合后总体积都相同,从温度方面判断C、D的反应速率大于A、B的反应速率;从浓度方面判断,A、D的反应速率大于B、C的反应速率。所以反应速率最快的为D。
答案: D
7.在一个带有活塞的密闭容器中发生反应:A(s)+3B(g)??2C(g)+2D(g),改变下列条件,对反应速率不产生影响的是(双选)( )
A.减少反应物A的量
B.压缩活塞,使其容积减小
C.向容器中充入稀有气体
D.固定活塞后,再向容器中充入稀有气体
解析: 解答本题易忽略A为固体,反应后气体的体积增大了;压缩活塞,各气体浓度均增大,显然会使反应速率加快;向容器中充入稀有气体,会使容器体积增大,从而降低了各气体的浓度,反应速率减小,故AD符合题意。
答案: AD
8.将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,b g(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是( )
解析: 粉末状CaCO3的表面积比块状CaCO3的表面积大,故在相同条件下,与相同浓度的盐酸反应时化学反应速率快,即单位时间内损失的CaCO3的质量大,可排除A、B。由于a>b,且粉末状碳酸钙的消耗量大于块状碳酸钙,故当粉末状CaCO3完全消耗时,块状CaCO3尚有剩余,此后,单位时间内块状CaCO3的损失量又大于粉末状CaCO3的损失量。
答案: C
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
9.(12分)(2011·黄冈中学质检)把0.01 mol MnO2粉末加入50 mL过氧化氢的溶液里(ρ=1.1 g·L-1),在标准状况下,放出气体的体积V和时间t的关系曲线如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是__________。
(2)放出一半气体所需的时间约为________。
(3)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序是________________。
(4)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为____________。
(5)根据曲线形状解释反应速率的变化情况是_______________________________。
解析: (1)用作图法求解,曲线水平时,对应V轴体积是60 mL,即放出气体的总体积。
(2)60 mL的一半是30 mL,30 mL对应的时间约是1 min。
(3)开始时,反应物浓度大,反应速率快,故四点中,D点最快,A点最慢。
(4)2H2O22H2O+O2↑
2 mol 22.4 L
n(H2O2) 0.06 L
n(H2O2)=0.005 4 mol,
c(H2O2)=0.005 4 mol/0.05 L=0.11 mol/L
(5)曲线的斜率逐渐减小,说明随浓度的下降,反应速率逐渐减慢。
答案: (1)60 mL (2)1 min (3)D>C>B>A (4)0.11 mol/L (5)随着c(H2O2)减小,反应速率减慢
10.(12分)用如下图所示装置进行下列实验。
(1)在检查装置气密性后,向试管a中加入10 mL 6 mol·L-1稀HNO3和1 g铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a有可能发生的所有反应的化学方程式_______ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验过程中常常反应开始时速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于_______________ _____________________,当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢,原因是_____________ ___________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是(多选)( )
A.加热 B.使用铜粉
C.稀释HNO3 D.改用浓HNO3
答案: (1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;2NO+O2===2NO2
(2)反应放热,使温度升高,故反应速率加快
反应一段时间后HNO3浓度降低,故反应速率又逐渐减小
(3)AB
11.(12分)影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表:
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol·L-1的硫酸于试管中 反应速率Mg>Fe,Cu不反应 金属的性质越活泼,反应速率越快
②__________
(1)甲同学表中实验步骤②为______________________________________________ __________________________。
(2)甲同学的实验目的是___________________________________________________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是________。
乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是__________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是__________________________________
________________________________________________________________________。
该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析: 本题通过实验,对化学反应速率的因素进行了探究,主要考查了学生设计实验方案的能力以及对比分析的能力。
答案: (1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)
(4)Mg(或Fe)和0.5 mol·L-1硫酸和2 mol·L-1硫酸常温下Mg与18.4 mol·L-1硫酸反应生成SO2 Fe在18.4 mol·L-1硫酸中钝化
12.(16分)(知能提升)(2011·济南高二调研)“碘钟”实验中,3I-+S2O82-===I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验,得到的数据如表所示:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
c(I-)/mol·L-1 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120
c(S2O82-)/mol·L-1 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040
t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)显色时间t1=________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________(填字母)。
A.<22.0 s B.22.0~44.0 s
C.>44.0 s D.数据不足,无法判断
解析: (2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(S2O82-)的数值成反比,利用①、⑤两组数据,可知两组实验中c(S2O82-)相同,而c(I-)⑤是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的,即 s=29.3 s。
(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越快,则显色时间越短,故选A。
答案: (1)研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A
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1(共46张PPT)
第二节 影响化学反应速率的因素
我们知道,有些化学反应在瞬间就能完成,如酸、碱在水溶液中的中和反应;而有些化学反应却进行得非常缓慢,如煤和石油的形成,需要经过漫长的地质年代。为什么不同的化学反应的反应速率差别如此之大呢?木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺,夏天将食品放在冰箱里不容易腐烂。对于同一化学反应,其反应速率的快慢受哪些外界条件的影响呢?
1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响,认识其一般规律。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。
4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。
1.有效碰撞:是 。
2.活化分子和活化能
(1)活化分子: 的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞,是由于它们的能量高,发生碰撞时,能够克服相撞分子之间的排斥力,破坏分子内部原子之间的“结合力”,从而使反应物分子破坏,重新组合成生成物分子,发生化学反应。
能够发生化学反应的碰撞
能够发生有效碰撞
(2)活化能: ,活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。即:普通分子+活化能 活化去活化活化分子。活化能的大小虽然表示一般分子成为活化分子的难易程度,但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。
(3)活化能与化学反应速率:在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大,单位体积内的活化分子数 ,单位时间内有效碰撞的次数 ,化学反应速率就 。
活化分子的平均能量与普通分子的平均能量之差
越多
越多
越快
利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
变化结果
条件变化 活化能 单位体积
分子总数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率
增大反应物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快
增大气态反应物的压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快
升高反应物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快
使用催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快
相互关系 单位体积活化分子数=单位体积分子总数×活化分子百分数
1.下列说法正确的是(双选)( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B.反应物活化分子间的碰撞就是有效碰撞
C.活化能越小,一般分子就越容易成为活化分子
D.反应物活化分子间的有合适取向的碰撞才是有效碰撞
答案: CD
影响化学反应速率的因素分为内因和外因两个方面。内因是指 ,如金属钠与冷水剧烈反应,而镁和沸水仅能微弱反应。外因是指外界条件如 等。影响化学反应速率的决定因素是内因。
1.浓度对反应速率的影响
(1)影响
其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率 ;减小反应物浓度,反应速率 。
反应物本身的性质
浓度、温度、压强、催化剂
增大
减小
(2)原因
其他条件不变时,增大反应物浓度,单位体积内 增多, 几率增多,化学反应速率 。反之,减小反应物的浓度,化学反应速率减小。
2.压强对反应速率的影响
(1)影响
对于气体反应,增大压强(减小容器容积),反应速率 ;减小压强(增大容器容积),反应速率 。
活化分子数
有效碰撞
增大
加快
减慢
(2)原因
对于气体反应,增大压强,相当于增大 。反应速率 ;反之,减小压强,反应速率 。
3.温度对反应速率的影响
(1)影响
其他条件相同时,升高温度,反应速率 ;降低温度,反应速率 。
(2)原因
其他条件相同时,升高温度,提高了活化分子的 和较高能量的分子间的 ,使分子间 的几率提高,反应速率 。
反应物的浓度
加快
减慢
增大
减小
百分数
碰撞频率
有效碰撞
增大
4.催化剂对反应速率的影响
(1)影响
一般来说,使用催化剂可 反应速率。
(2)原因
催化剂改变了反应的 ,降低了反应所需的 ,提高了反应体系中活化分子的 ,使 的几率提高,反应速率 。
加快
路径
活化能
百分数
有效碰撞
增大
外界条件对反应速率的影响
(1)外界条件对反应速率产生影响的本质
(2)压强对化学反应速率影响的几种情况
改变压强,对化学反应速率影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。
①对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。
2.决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤ B.⑤
C.①④ D.①②③④
解析: 化学反应速率的大小主要由反应物本身的性质来决定,对同一反应来说(反应物一定)外部因素对反应速率产生影响。
答案: B
解析: 升高温度、使用催化剂都能增大正、逆反应的速率;降低温度,v(正),v(逆)将减小;增大容器的体积,相当于气体物质的浓度减小,正、逆反应速率都将降低。
答案: BD
(2011·北京海淀质检)可逆反应2SO2+O2??2SO3 ΔH<0,指出下列情况时,对正逆反应速率的影响:
(1)增大氧气的浓度,正反应速率________,逆反应速率______(填“增大”或“减小”,下同)。
(2)减小SO2的浓度,正反应速率_____,逆反应速率___。
(3)增大反应容器的压强,正反应速率___,逆反应速率__。
(4)升高温度,正反应速率______,逆反应速率______。
物浓度,正、逆反应速率均减小;(3)增大反应容器的压强,正、逆反应速率均增大;(4)升高温度正逆反应速率均增大。
答案: (1)增大 增大 (2)减小 减小 (3)增大 增大
(4)增大 增大
分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体浓度是否有变化:若气体浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体浓度无变化,化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压。
解析: A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变,故B项错误;C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间会延长,故C项错误;根据反应速率的计算公式可知D项正确。
答案: D
(2010·福建理综)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
答案: B
有关化学反应速率的图象
(1)以化学反应CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O为例
①其他条件一定,反应速率随着c(HCl)的增大而增大,如图A。
②其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大,如图B。
③其他条件一定,随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图C。
(2)以化学反应2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(g)为例
①其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,如图A。
②其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小,如图B。
③温度、反应容器的容积都一定,随着时间的延长,SO2、H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图C。
④分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大,如图D。
⑤分别在较低压强p1和较高压强p2下反应,使气态反应物的温度都逐渐升高,反应速率随温度的升高而增大及随压强的增大而增大,如图E。
(3)特别提醒
①根据c-t图象,可计算某物质的平均速率、转化率,并可书写化学方程式等。
②根据v-T-p图象,可判断温度的高低、压强的大小,判断时先确定一个量p(或T),看另一个量T(或p)与速率v的关系,再判断高低(或大小)。
2.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,在根据数据所绘制得到的图中,曲线a、b、c、d依次所对应的实验组别可能是(双选)( )
组别 c(HCl)(mol/L) 温度(℃) 状态
1 2.0 25 块状
2 2.5 30 块状
3 2.5 50 块状
4 2.5 30 粉末状
A.4—3—2—1 B.1—2—3—4
C.3—4—2—1 D.1—2—4—3
解析: 解答本题要注意以下两点:
(1)准确判断曲线a、b、c、d对应反应速率的大小关系。
(2)明确四组实验中浓度、温度、状态的差别。
答案: AC
1.如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时,放出O2的体积随时间的变化关系示意图,a为使用催化剂,b为不使用催化剂,其中正确的图象是( )
解析: 催化剂能加快化学反应速率,缩短反应消耗时间;但是对生成物的量无任何影响。满足要求的图象是A的。正确答案为A。
答案: A
解析: A项中C为固体,增加其用量,不能改变其浓度,对反应速率无影响;B项中充入水蒸气能增大水蒸气浓度,加快反应速率;C项中体积不变充入N2后,各成分的分压不变,浓度不变,不影响反应速率;D项中充入N2,由于保持压强不变,容器体积必增大,气态成分浓度减小,反应速率减小,D项不符合题意。
答案: AC
3.下列说法不正确的是( )
A.增大反应物浓度→单位体积内分子总数增加→单位体积的活化分子数增多→反应速率增大
B.压强增大→气体参加的反应中反应物浓度增加→单位体积的活化分子数增多→反应速率增大
C.温度升高→能量增加→许多分子转化为活化分子→活化分子百分率增加→反应速率增大
D.催化剂→分子能量增加→许多分子转化为活化分子→活化分子百分率增加→反应速率增大
解析: 浓度和压强是通过改变单位体积内分子的总数来改变活化分子数的,并没有改变活化分子百分率;而温度和催化剂是通过改变活化分子百分率来改变单位体积的活化分子数的,其中升高温度是提高了分子的能量,而催化剂是降低了成为活化分子所需的能量,所以D项错误。
答案: D
(3)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应),反应速率__________,理由是_____________ ______ ____________________________________________________________________________________________________。
(4)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),反应速率________,理由是_____________________ ____________________________________________________________________________________________________________。
答案: (1)加快 增大反应物氢气的浓度,反应速率加快
(2)不变 反应物的浓度不变,反应速率不变
(3)减慢 保持压强不变,向其中充入N2,体积变大,反应物浓度减小,反应速率减慢
(4)不变 保持压强不变,向其中充入1 mol H2和1 mol I2,反应物浓度不变,反应速率不变
练考题、验能力、轻巧夺冠