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2022届高中化学一轮复习 课时训练18 化学反应速率及影响因素
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这是一份2022届高中化学一轮复习 课时训练18 化学反应速率及影响因素，共12页。试卷主要包含了下列说法正确的是，04t1，少量铁粉与100 mL 0，某2 L恒容密闭容器中发生反应，已知反应等内容，欢迎下载使用。
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数
B.对于有气体参加的化学反应,若增大压强,不能增大活化分子的百分数
C.升高温度,可以增大活化分子百分数
D.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
2.A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应的化学方程式为aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
下列说法正确的是( )
A.0~t1内,平均反应速率v(B)=0.04t1
ml·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)=0.20t2
ml·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=3∶10
3.(2020江西新余第一中学入学考试)少量铁粉与100 mL 0.01 ml·L-1稀盐酸反应,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H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl固体 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 ml·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑦⑧ C.③⑦⑧ D.③⑥⑦⑧
4.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.15 ml·L-1·min-1
B.v(B)=0.01 ml·L-1·s-1
C.v(C)=0.40 ml·L-1·min-1
D.v(D)=0.45 ml·L-1·min-1
5.下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是( )
6.(2020贵州贵阳检测)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0。反应达到平衡后,下列改变某一条件对反应速率影响的说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2(g),反应速率一定加快
B.保持容器容积不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),再次平衡时反应速率增大
7.某2 L恒容密闭容器中发生反应:M(g)2E(g),测得M、E的物质的量随时间变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)曲线Ⅱ表示物质 (填“M”或“E”)。前10 min 内,用M表示的化学反应速率为 。
(2)Q点时M的正、逆反应速率 (填“相等”或“不相等”)。
(3)若升高温度,该反应的逆反应速率将会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若上述反应在甲、乙两个相同容积的密闭容器内同时进行,分别测得甲中v(M)=5 ml·L-1·min-1,乙中v(E)=8 ml·L-1·min-1。则反应较快的容器是 (填“甲”或“乙”)。
能力提升
8.(2020四川成都七中月考)已知反应:
2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g) ΔH=-a kJ·ml-1 (a>0)。其反应机理如下:
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g) 快
②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.NOBr2是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·ml-1
D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
9.(双选)用如图所示装置进行锌与稀硫酸反应速率的测定。下列说法错误的是( )
A.将图甲装置中分液漏斗旋塞打开,分液漏斗中的液体顺利流下,说明整套装置气密性不好
B.需要测量单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间
C.图甲装置中因为逐滴加入硫酸,硫酸的体积和浓度的变化会造成误差,用乙装置可以减小该误差(图乙装置中燃烧匙可上下移动)
D.只需要将图甲装置中的锌粒改为铜片,稀硫酸改为浓硫酸,就可以用此装置测定铜与浓硫酸的反应速率
10.(2020河北定州中学月考)向四个相同容积的密闭容器中分别充入一定量的气体CO、H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。开始反应时,按正反应速率由大到小的顺序排列,正确的是( )
①在500 ℃时,5 ml CO和10 ml H2反应
②在500 ℃时,加入催化剂,10 ml H2与5 ml CO反应
③在450 ℃时,6 ml H2和3 ml CO反应
④在500 ℃时,6 ml H2和3 ml CO反应
⑤在450 ℃时,4 ml H2和2 ml CO反应
A.②①③④⑤B.⑤②①③④
C.②①④③⑤D.②④⑤③①
11.对水样中溶质M的分解速率的影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(ml·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 ml·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
12.(2020湖北武钢三中月考)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:
用10 mL H2O2制取标准状况下150 mL O2所需的时间
①该小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响H2O2分解速率的因素中任选一个,说明该因素对该反应速率的影响: 。
(2)将质量相同但颗粒大小不同的MnO2分别加入到5 mL 5%过氧化氢溶液中,并用带火星的木条测试。测定结果如下:
①写出H2O2发生反应的化学方程式: 。
②实验结果说明催化剂作用的大小与 有关。
13.(2020广东中山模拟)为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,甲同学做了以下实验,请回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)过氧化氢分解的化学方程式为 。
(2)实验①的目的是 ;实验中滴加FeCl3溶液的目的是 。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是 (用实验中所提供的几种试剂)。
(4)乙同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的MnO2,放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如图所示:
①A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最小的是 。
②t1~t3 min内,过氧化氢的分解速率为 ml·L-1·min-1。
拓展深化
14.(2020山东临沂模拟)用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
(1)该实验探究的是 对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是 > (填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO4-)= ml·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①产物Mn2+是反应的催化剂;
② 。
课时训练18 化学反应速率及影响因素
参考答案与解析
1.BC 增大反应物浓度,只是增大了单位体积内的活化分子数,没有改变活化分子百分数,A项错误;增大压强,相当于增大了浓度,只是单位体积活化分子数目增大,没有改变活化分子百分数,B项正确;升高温度,一部分普通分子吸收能量变为活化分子,增大了活化分子百分数,C项正确;活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞,D项错误。
2.C 由于不知道t=0时B的物质的量,因此无法计算0~t1内,B的平均反应的速率,A项错误;反应速率是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B项错误;t1~t2时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06 ml、0.1 ml,所以b∶d=3∶5,D项错误。
3.C ①加水,盐酸的浓度变小,故反应速率变慢;②加氢氧化钠,降低了盐酸的浓度,故反应速率变慢;③加浓盐酸,反应速率加快,且铁的量没有改变,故不影响氢气的产量;④加醋酸钠固体,与盐酸反应生成弱酸醋酸,故反应速率减慢;⑤加氯化钠固体,氢离子的浓度不变,故反应速率不变;⑥滴加硫酸铜溶液,铁把铜置换出来,形成原电池,故反应速率加快,但与盐酸反应的铁减少,故减少了产生氢气的量;⑦温度升高,反应速率加快,且不影响氢气的产量;⑧改用浓度大的盐酸,反应速率加快,且不影响氢气的产量。
4.D 对同一化学反应而言,可以用不同的物质表示其反应速率,比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率,其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。根据v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率:A项,v(A)=0.15 ml·L-1·min-1;B项,v(A)=0.20 ml·L-1·min-1;C项,v(A)=0.20 ml ·L-1·min-1;D项,v(A)=0.225 ml·L-1·min-1。因此,D项表示的反应速率最快。
5.A A项,水中氢比乙醇中羟基上氢活泼,相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇,说明物质性质决定化学反应速率大小,正确;B项,浓硫酸、稀硫酸中溶质相同,但是浓度不同,物质性质不同,常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象,铝片表面生成一层致密保护膜,氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触,结论错误;C项,硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,S在O2中燃烧生成SO2,结论错误;D项,空气中O2和纯氧气中O2的化学性质相同,铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中能燃烧,是因为O2的浓度不同,结论错误。
6.A 增加反应物的浓度,反应速率加快,A项正确;加入氮气,因为容器容积不变,反应体系中各气体的浓度不变,故反应速率不变,B项错误;保持压强不变,加入氮气,容器容积增大,反应体系中各气体的浓度减小,反应速率减小,C项错误;保持压强不变,再次充入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),则容器容积增大为原来的2倍,再次平衡反应体系中各气体的浓度不变,反应速率不变,D项错误。
7.答案 (1)E 0.015 ml·L-1·min-1 (2)不相等 (3)增大 (4)甲
解析 (1)前10 min两曲线表示的物质的化学反应速率之比v(Ⅰ)∶v(Ⅱ)=(0.7-0.4) ml∶(1.0-0.4) ml =1∶2,化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比,故曲线Ⅰ表示M,曲线Ⅱ表示E。前10 min内v(M)=0.7ml-0.4ml2 L×10min=0.015 ml·L-1·min-1。
(2)Q点时,反应未达到平衡状态,M的正、逆反应速率不相等。
(3)升高温度,正、逆反应速率都增大。
(4)根据题意可得乙中v(M)=8 ml·L-1·min-1×12=4 ml·L-1·min-1,故甲容器中反应较快。
8.C 反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A项错误;NOBr2是反应过程中的中间物质,不是该反应的催化剂,B项错误;由于该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·ml-1,C项正确;增大Br2(g)浓度活化分子百分数不变,但单位体积内的活化分子数目增多了,所以能加快反应速率,D项错误。
9.AD 注射器的活塞可以移动,整套装置是容积可变的容器,不是刚性容器,分液漏斗中的液体顺利流下,不能说明整套装置的气密性不好,A项错误。测锌和稀硫酸反应的速率,需要测定单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体的时间,B项正确。硫酸溶液进入体系,会使系统压强增大,活塞右移;用乙装置可以消除硫酸滴加过程耗时引起的误差,C项正确。常温下,铜与浓硫酸不发生反应,两者需要在加热条件下才能发生反应,D项错误。
10.C 温度越高,浓度越大,反应速率越快;温度越低,浓度越小,反应速率越慢。相同条件下,加入催化剂,反应速率加快。经综合分析可得,化学反应速率由大到小:②>①>④>③>⑤。故选C。
11.D 0~20 min内,水样Ⅰ中vM=(0.40-0.10)ml·L-120min=0.015 ml·L-1·min-1,A项正确;比较水样Ⅰ和Ⅱ可知,水样酸性越强,M的分解速率越快,B项正确;在0~25 min内,水样Ⅲ中M的分解百分率为75%,而水样Ⅱ中M的分解百分率为60%,C项正确;虽然水样Ⅳ中有Cu2+存在,但是在相同时间内,Ⅰ中M的分解速率仍比Ⅳ快,D项错误。
12.答案 (1)①温度 催化剂 ②温度升高,化学反应速率加快(或使用合适的催化剂,化学反应速率加快) (2)①2H2O22H2O+O2↑ ②接触面积
解析 (1)①根据表中给出的相关内容,无催化剂、不加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应,在无催化剂、加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都分解,说明过氧化氢的分解速率与温度有关;但是反应条件相同时得到相同体积气体的时间不同,浓度越大,反应的速率越快,说明过氧化氢的分解速率与浓度有关;比较同一浓度的过氧化氢溶液如过氧化氢溶液浓度为30%时,在无催化剂、加热的时候,制取标准状况下150 mL O2需要的时间是360 s,有催化剂、加热的条件下,需要的时间是10 s,说明过氧化氢的分解速率与催化剂有关;②分析表中数据可以看出,浓度越大,反应速率越快,加热能加快过氧化氢的分解,有催化剂时过氧化氢分解速率快。
(2)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;②因在其他反应条件相同时,粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应更剧烈,且使带火星的木条复燃,说明接触面积对反应速率有影响。
13.答案 (1)2H2O22H2O+O2↑
(2)探究温度对H2O2分解速率的影响 加快H2O2分解速率,便于观察实验现象
(3)将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液),观察产生气泡的速率
(4)①C ②a-b560(t3-t1)
解析 (1)过氧化氢分解生成H2O和O2,该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(2)实验①中试管A、B的其他条件相同,只有温度不同,故其目的是探究温度对H2O2分解速率的影响。实验中滴加FeCl3溶液,可加快过氧化氢的分解速率,便于观察实验现象。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,可能原因是温度过低、未使用催化剂,故改进措施是将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液,观察产生气泡的速率。
(4)①图中曲线的斜率代表生成O2的反应速率,曲线的斜率越大,则瞬时反应速率越大。图中曲线斜率大小:A>B>C,故C点表示的瞬时反应速率最小。②t1~t3 min内,V(O2)由b mL增大到a mL,则有n(H2O2)=2n(O2)=2×(a-b)×10-3L22.4 L·ml-1=a-b11 200 ml ,故过氧化氢的分解速率为v=a-b11 200ml0.05 L×(t3-t1) min=a-b560(t3-t1) ml·L-1·min-1。
14.答案 (1)浓度 ② ① (2)0.005 2
(3)酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间)
(4)反应放热
解析 (1)对比实验①②中A溶液、B溶液的数据可知,除c(H2C2O4)不同外,其余各量均相同,因此该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中A溶液中的c(H2C2O4)比实验①中大,则相同时间内实验②的化学反应速率快,所得CO2的体积大。
(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)=4.48×10-3L22.4 L·ml-1=2×10-4 ml ,则有
2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
210
n(MnO4-)2×10-4 ml
列式:210=n(MnO4-)2×10-4ml,解得n(MnO4-)=4×10-5 ml 。在2 min末,n(MnO4-)=30×10-3 L×0.01 ml·L-1-4×10-5 ml =2.6×10-4 ml ,从而可得c(MnO4-)=2.6×10-4ml0.05 L=0.005 2 ml·L-1。
(3)可以通过测定酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。
(4)t1~t2时间内反应速率变快,其可能原因主要有:①产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂;②反应放热,使混合溶液的温度升高。
n(B)/ml
n(C)/ml
n(D)/ml
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
选项
实验方案
实验结论
A
常温下,相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应
钠与水反应比钠与乙醇反应快
B
常温下,浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应
浓硫酸与铝片反应较快
C
硫黄分别在空气中、氧气中燃烧
硫黄在氧气中燃烧生成SO3
D
铁丝在空气中不能燃烧,在纯氧气中能燃烧
纯氧气中O2比空气中O2活泼
水样
不同时刻的浓度/(ml·L-1)
0
min
5
min
10
min
15
min
20
min
25
min
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
反应条件
不同浓度时所需要的时间(s)
30%
H2O2
15%
H2O2
10%
H2O2
5%
H2O2
(Ⅰ)无催化剂、不加热
几乎不
反应
几乎不
反应
几乎不
反应
几乎不
反应
(Ⅱ)无催化剂、加热
360
480
540
720
(Ⅲ)MnO2催化剂、加热
10
25
60
120
催化剂
(MnO2)
操作
情况
观察结果
反应完成
所需的时间
粉末状
混合不
振荡
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5 min
块状
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30 min
编号
实验操作
实验现象
①
分别在试管A、B中加入5 mL 5%的H2O2溶液,各滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5 ℃左右水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40 ℃左右水的烧杯中浸泡
试管A中不再产生气泡;试管B中产生的气泡量增大
②
另取两支试管分别加入5 mL 5%H2O2溶液和5 mL 10%H2O2溶液
试管A、B中均未明显见到有气泡产生
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 ml·L-1
H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L-1
KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 ml·L-1
H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L-1
KMnO4溶液
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数
B.对于有气体参加的化学反应,若增大压强,不能增大活化分子的百分数
C.升高温度,可以增大活化分子百分数
D.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
2.A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应的化学方程式为aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
下列说法正确的是( )
A.0~t1内,平均反应速率v(B)=0.04t1
ml·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)=0.20t2
ml·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=3∶10
3.(2020江西新余第一中学入学考试)少量铁粉与100 mL 0.01 ml·L-1稀盐酸反应,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H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl固体 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 ml·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑦⑧ C.③⑦⑧ D.③⑥⑦⑧
4.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.15 ml·L-1·min-1
B.v(B)=0.01 ml·L-1·s-1
C.v(C)=0.40 ml·L-1·min-1
D.v(D)=0.45 ml·L-1·min-1
5.下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是( )
6.(2020贵州贵阳检测)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0。反应达到平衡后,下列改变某一条件对反应速率影响的说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2(g),反应速率一定加快
B.保持容器容积不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml N2(N2不参加反应),反应速率一定加快
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),再次平衡时反应速率增大
7.某2 L恒容密闭容器中发生反应:M(g)2E(g),测得M、E的物质的量随时间变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)曲线Ⅱ表示物质 (填“M”或“E”)。前10 min 内,用M表示的化学反应速率为 。
(2)Q点时M的正、逆反应速率 (填“相等”或“不相等”)。
(3)若升高温度,该反应的逆反应速率将会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若上述反应在甲、乙两个相同容积的密闭容器内同时进行,分别测得甲中v(M)=5 ml·L-1·min-1,乙中v(E)=8 ml·L-1·min-1。则反应较快的容器是 (填“甲”或“乙”)。
能力提升
8.(2020四川成都七中月考)已知反应:
2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g) ΔH=-a kJ·ml-1 (a>0)。其反应机理如下:
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g) 快
②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.NOBr2是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·ml-1
D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
9.(双选)用如图所示装置进行锌与稀硫酸反应速率的测定。下列说法错误的是( )
A.将图甲装置中分液漏斗旋塞打开,分液漏斗中的液体顺利流下,说明整套装置气密性不好
B.需要测量单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间
C.图甲装置中因为逐滴加入硫酸,硫酸的体积和浓度的变化会造成误差,用乙装置可以减小该误差(图乙装置中燃烧匙可上下移动)
D.只需要将图甲装置中的锌粒改为铜片,稀硫酸改为浓硫酸,就可以用此装置测定铜与浓硫酸的反应速率
10.(2020河北定州中学月考)向四个相同容积的密闭容器中分别充入一定量的气体CO、H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。开始反应时,按正反应速率由大到小的顺序排列,正确的是( )
①在500 ℃时,5 ml CO和10 ml H2反应
②在500 ℃时,加入催化剂,10 ml H2与5 ml CO反应
③在450 ℃时,6 ml H2和3 ml CO反应
④在500 ℃时,6 ml H2和3 ml CO反应
⑤在450 ℃时,4 ml H2和2 ml CO反应
A.②①③④⑤B.⑤②①③④
C.②①④③⑤D.②④⑤③①
11.对水样中溶质M的分解速率的影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(ml·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 ml·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
12.(2020湖北武钢三中月考)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:
用10 mL H2O2制取标准状况下150 mL O2所需的时间
①该小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响H2O2分解速率的因素中任选一个,说明该因素对该反应速率的影响: 。
(2)将质量相同但颗粒大小不同的MnO2分别加入到5 mL 5%过氧化氢溶液中,并用带火星的木条测试。测定结果如下:
①写出H2O2发生反应的化学方程式: 。
②实验结果说明催化剂作用的大小与 有关。
13.(2020广东中山模拟)为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,甲同学做了以下实验,请回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)过氧化氢分解的化学方程式为 。
(2)实验①的目的是 ;实验中滴加FeCl3溶液的目的是 。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是 (用实验中所提供的几种试剂)。
(4)乙同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的MnO2,放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如图所示:
①A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最小的是 。
②t1~t3 min内,过氧化氢的分解速率为 ml·L-1·min-1。
拓展深化
14.(2020山东临沂模拟)用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:
(1)该实验探究的是 对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是 > (填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO4-)= ml·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①产物Mn2+是反应的催化剂;
② 。
课时训练18 化学反应速率及影响因素
参考答案与解析
1.BC 增大反应物浓度,只是增大了单位体积内的活化分子数,没有改变活化分子百分数,A项错误;增大压强,相当于增大了浓度,只是单位体积活化分子数目增大,没有改变活化分子百分数,B项正确;升高温度,一部分普通分子吸收能量变为活化分子,增大了活化分子百分数,C项正确;活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞,D项错误。
2.C 由于不知道t=0时B的物质的量,因此无法计算0~t1内,B的平均反应的速率,A项错误;反应速率是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B项错误;t1~t2时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06 ml、0.1 ml,所以b∶d=3∶5,D项错误。
3.C ①加水,盐酸的浓度变小,故反应速率变慢;②加氢氧化钠,降低了盐酸的浓度,故反应速率变慢;③加浓盐酸,反应速率加快,且铁的量没有改变,故不影响氢气的产量;④加醋酸钠固体,与盐酸反应生成弱酸醋酸,故反应速率减慢;⑤加氯化钠固体,氢离子的浓度不变,故反应速率不变;⑥滴加硫酸铜溶液,铁把铜置换出来,形成原电池,故反应速率加快,但与盐酸反应的铁减少,故减少了产生氢气的量;⑦温度升高,反应速率加快,且不影响氢气的产量;⑧改用浓度大的盐酸,反应速率加快,且不影响氢气的产量。
4.D 对同一化学反应而言,可以用不同的物质表示其反应速率,比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率,其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。根据v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率:A项,v(A)=0.15 ml·L-1·min-1;B项,v(A)=0.20 ml·L-1·min-1;C项,v(A)=0.20 ml ·L-1·min-1;D项,v(A)=0.225 ml·L-1·min-1。因此,D项表示的反应速率最快。
5.A A项,水中氢比乙醇中羟基上氢活泼,相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇,说明物质性质决定化学反应速率大小,正确;B项,浓硫酸、稀硫酸中溶质相同,但是浓度不同,物质性质不同,常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象,铝片表面生成一层致密保护膜,氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触,结论错误;C项,硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈,S在O2中燃烧生成SO2,结论错误;D项,空气中O2和纯氧气中O2的化学性质相同,铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中能燃烧,是因为O2的浓度不同,结论错误。
6.A 增加反应物的浓度,反应速率加快,A项正确;加入氮气,因为容器容积不变,反应体系中各气体的浓度不变,故反应速率不变,B项错误;保持压强不变,加入氮气,容器容积增大,反应体系中各气体的浓度减小,反应速率减小,C项错误;保持压强不变,再次充入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),则容器容积增大为原来的2倍,再次平衡反应体系中各气体的浓度不变,反应速率不变,D项错误。
7.答案 (1)E 0.015 ml·L-1·min-1 (2)不相等 (3)增大 (4)甲
解析 (1)前10 min两曲线表示的物质的化学反应速率之比v(Ⅰ)∶v(Ⅱ)=(0.7-0.4) ml∶(1.0-0.4) ml =1∶2,化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比,故曲线Ⅰ表示M,曲线Ⅱ表示E。前10 min内v(M)=0.7ml-0.4ml2 L×10min=0.015 ml·L-1·min-1。
(2)Q点时,反应未达到平衡状态,M的正、逆反应速率不相等。
(3)升高温度,正、逆反应速率都增大。
(4)根据题意可得乙中v(M)=8 ml·L-1·min-1×12=4 ml·L-1·min-1,故甲容器中反应较快。
8.C 反应速率主要取决于慢的一步,所以反应速率主要取决于②的快慢,A项错误;NOBr2是反应过程中的中间物质,不是该反应的催化剂,B项错误;由于该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·ml-1,C项正确;增大Br2(g)浓度活化分子百分数不变,但单位体积内的活化分子数目增多了,所以能加快反应速率,D项错误。
9.AD 注射器的活塞可以移动,整套装置是容积可变的容器,不是刚性容器,分液漏斗中的液体顺利流下,不能说明整套装置的气密性不好,A项错误。测锌和稀硫酸反应的速率,需要测定单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体的时间,B项正确。硫酸溶液进入体系,会使系统压强增大,活塞右移;用乙装置可以消除硫酸滴加过程耗时引起的误差,C项正确。常温下,铜与浓硫酸不发生反应,两者需要在加热条件下才能发生反应,D项错误。
10.C 温度越高,浓度越大,反应速率越快;温度越低,浓度越小,反应速率越慢。相同条件下,加入催化剂,反应速率加快。经综合分析可得,化学反应速率由大到小:②>①>④>③>⑤。故选C。
11.D 0~20 min内,水样Ⅰ中vM=(0.40-0.10)ml·L-120min=0.015 ml·L-1·min-1,A项正确;比较水样Ⅰ和Ⅱ可知,水样酸性越强,M的分解速率越快,B项正确;在0~25 min内,水样Ⅲ中M的分解百分率为75%,而水样Ⅱ中M的分解百分率为60%,C项正确;虽然水样Ⅳ中有Cu2+存在,但是在相同时间内,Ⅰ中M的分解速率仍比Ⅳ快,D项错误。
12.答案 (1)①温度 催化剂 ②温度升高,化学反应速率加快(或使用合适的催化剂,化学反应速率加快) (2)①2H2O22H2O+O2↑ ②接触面积
解析 (1)①根据表中给出的相关内容,无催化剂、不加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应,在无催化剂、加热的情况下,不同浓度的过氧化氢溶液都分解,说明过氧化氢的分解速率与温度有关;但是反应条件相同时得到相同体积气体的时间不同,浓度越大,反应的速率越快,说明过氧化氢的分解速率与浓度有关;比较同一浓度的过氧化氢溶液如过氧化氢溶液浓度为30%时,在无催化剂、加热的时候,制取标准状况下150 mL O2需要的时间是360 s,有催化剂、加热的条件下,需要的时间是10 s,说明过氧化氢的分解速率与催化剂有关;②分析表中数据可以看出,浓度越大,反应速率越快,加热能加快过氧化氢的分解,有催化剂时过氧化氢分解速率快。
(2)①H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;②因在其他反应条件相同时,粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应更剧烈,且使带火星的木条复燃,说明接触面积对反应速率有影响。
13.答案 (1)2H2O22H2O+O2↑
(2)探究温度对H2O2分解速率的影响 加快H2O2分解速率,便于观察实验现象
(3)将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液),观察产生气泡的速率
(4)①C ②a-b560(t3-t1)
解析 (1)过氧化氢分解生成H2O和O2,该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(2)实验①中试管A、B的其他条件相同,只有温度不同,故其目的是探究温度对H2O2分解速率的影响。实验中滴加FeCl3溶液,可加快过氧化氢的分解速率,便于观察实验现象。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,可能原因是温度过低、未使用催化剂,故改进措施是将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液,观察产生气泡的速率。
(4)①图中曲线的斜率代表生成O2的反应速率,曲线的斜率越大,则瞬时反应速率越大。图中曲线斜率大小:A>B>C,故C点表示的瞬时反应速率最小。②t1~t3 min内,V(O2)由b mL增大到a mL,则有n(H2O2)=2n(O2)=2×(a-b)×10-3L22.4 L·ml-1=a-b11 200 ml ,故过氧化氢的分解速率为v=a-b11 200ml0.05 L×(t3-t1) min=a-b560(t3-t1) ml·L-1·min-1。
14.答案 (1)浓度 ② ① (2)0.005 2
(3)酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间)
(4)反应放热
解析 (1)对比实验①②中A溶液、B溶液的数据可知,除c(H2C2O4)不同外,其余各量均相同,因此该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中A溶液中的c(H2C2O4)比实验①中大,则相同时间内实验②的化学反应速率快,所得CO2的体积大。
(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)=4.48×10-3L22.4 L·ml-1=2×10-4 ml ,则有
2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
210
n(MnO4-)2×10-4 ml
列式:210=n(MnO4-)2×10-4ml,解得n(MnO4-)=4×10-5 ml 。在2 min末,n(MnO4-)=30×10-3 L×0.01 ml·L-1-4×10-5 ml =2.6×10-4 ml ,从而可得c(MnO4-)=2.6×10-4ml0.05 L=0.005 2 ml·L-1。
(3)可以通过测定酸性KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。
(4)t1~t2时间内反应速率变快,其可能原因主要有:①产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂;②反应放热,使混合溶液的温度升高。
n(B)/ml
n(C)/ml
n(D)/ml
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
选项
实验方案
实验结论
A
常温下,相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应
钠与水反应比钠与乙醇反应快
B
常温下,浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应
浓硫酸与铝片反应较快
C
硫黄分别在空气中、氧气中燃烧
硫黄在氧气中燃烧生成SO3
D
铁丝在空气中不能燃烧,在纯氧气中能燃烧
纯氧气中O2比空气中O2活泼
水样
不同时刻的浓度/(ml·L-1)
0
min
5
min
10
min
15
min
20
min
25
min
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
反应条件
不同浓度时所需要的时间(s)
30%
H2O2
15%
H2O2
10%
H2O2
5%
H2O2
(Ⅰ)无催化剂、不加热
几乎不
反应
几乎不
反应
几乎不
反应
几乎不
反应
(Ⅱ)无催化剂、加热
360
480
540
720
(Ⅲ)MnO2催化剂、加热
10
25
60
120
催化剂
(MnO2)
操作
情况
观察结果
反应完成
所需的时间
粉末状
混合不
振荡
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5 min
块状
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30 min
编号
实验操作
实验现象
①
分别在试管A、B中加入5 mL 5%的H2O2溶液,各滴入2滴1 ml·L-1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5 ℃左右水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40 ℃左右水的烧杯中浸泡
试管A中不再产生气泡;试管B中产生的气泡量增大
②
另取两支试管分别加入5 mL 5%H2O2溶液和5 mL 10%H2O2溶液
试管A、B中均未明显见到有气泡产生
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 ml·L-1
H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L-1
KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 ml·L-1
H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L-1
KMnO4溶液
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