鲁科版高中化学选择性必修1第2章分层作业12外界条件对化学反应速率的影响习题含答案

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分层作业12　外界条件对化学反应速率的影响
A级 必备知识基础练
1.运用“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成无污染的物质。下列对此反应的叙述中正确的是(　　)
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.改变压强对反应速率无影响
C.升高温度能加快反应速率
D.该反应生成NO2和C,控制了大气污染
2.下列说法不正确的是(　　)
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应的途径
D.缩小体积增大压强能提高活化分子的浓度
3.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
4.研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是(　　)
A.降低了反应的活化能
B.减缓了反应的速率
C.降低了反应的焓变
D.增大了反应的平衡常数
5.某小组设计如图所示实验(夹持仪器已省略),探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　)

A.该实验探究的是温度对反应速率的影响
B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同
C.实验中,H2O2溶液的浓度不宜过大
D.温度相同时,若用FeCl3代替MnO2,反应速率相同
6.(2023河北邯郸魏县五中高二期中)一定量的锌粉和6 mol·L-1的过量盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,能够加快反应速率,又不影响产生H2的总量的是(　　)
①石墨粉　②CuO　③铜粉　④铁粉　⑤浓盐酸
A.①②⑤
B.①③⑤
C.③④⑤
D.①③④
7.据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是(　　)
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
8.在一定条件下,容积为2 L的密闭容器中,将2 mol L气体和3 mol M气体混合,发生如下反应:2L(g)+3M(g)═xQ(g)+3R(g),10 s末,生成2.4 mol R,并测得Q的浓度为0.4 mol·L-1。计算:
(1)10 s末L的物质的量浓度为________。 
(2)前10 s内用M表示的化学反应速率为________。 
(3)化学方程式中x值为________。 
(4)在恒温恒容条件下,往容器中加入1 mol氦气,反应速率________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。 
(5)在恒温恒压条件下,往容器中加入1 mol氦气,反应速率________。 
B级 关键能力提升练
9.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH甲
C.H2的平衡转化率:乙>甲
D.平衡混合气体中H2的体积分数:乙>甲
14.如图所示,某刚性容器内有一活塞和弹簧,B为真空,A内已充入2 mol SO2和1 mol O2,在一定条件下发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH1=-Q kJ·mol-1(Q>0),一段时间后活塞已保持静止,SO2的反应速率为v0。再往A内迅速充入2 mol SO2和1 mol O2,当活塞再次保持静止时,SO2的反应速率为v,在此过程中,下列说法正确的是(　　)

A.活塞先下移,后上移到原静止位置,v>v0
B.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v>v0
C.活塞先下移,后上移到原静止位置,v=v0
D.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v=v0
15.向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是(　　)


A.若t1=15,反应产物C在t0~t1时间段的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度
C.B的起始物质的量为0.02 mol
D.t5~t6阶段可能是升高温度
16.如图表示25 ℃时,N2、H2与NH3的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图,据图回答下列问题:

(1)若反应中生成2 mol NH3,则反应________ (填“吸热”或“放热”) ________kJ。 
(2)图中曲线________ (填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线,铁触媒能加快反应速率的原理是________________________________________。 
(3)合成氨反应中平衡混合物中氨气的体积分数与压强、温度的关系如图所示。若曲线a对应的温度为500 ℃,则曲线b对应的温度可能是________ (填字母)。 

A.600 ℃ B.550 ℃
C.500 ℃ D.450 ℃
C级 学科素养拔高练
17.反应2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的热量,该反应的速率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:
①2NO+H2═N2+H2O2(慢)
②H2O2+H2═2H2O(快)
T ℃时测得有关实验数据如下:
序号
c(NO)(mol·L-1)
c(H2)(mol·L-1)
速率(mol·L-1·min-1)
Ⅰ
0.006 0
0.001 0
1.8×10-4
Ⅱ
0.006 0
0.002 0
3.6×10-4
Ⅲ
0.001 0
0.006 0
3.0×10-5
Ⅳ
0.002 0
0.006 0
1.2×10-4

下列说法错误的是(　　)
A.整个反应速率由第①步反应决定
B.正反应的活化能一定是①甲;丙、丁相比较,丁温度高,反应速率丁>丙;甲与丁相比较,甲反应物浓度大,反应速率甲>丁,故C项正确。
12.C　解析 升高温度时B的体积分数减小,平衡向正反应方向移动,升温时平衡向吸热的方向移动,则正反应为吸热反应,②正确;由图像可知,压强增大时B的体积分数减小,平衡向正反应方向移动,压强增大平衡向气体分子数减小的方向移动,即正反应方向气体分子数减小,A为固体,则a>b,③正确;综上C项正确。
13.D　解析 因为乙容器中的原料投入量正好是甲的2倍,故A项正确;假设开始时乙容器的容积也是甲的2倍(如图所示),则此时甲、乙两容器中达到的平衡是等效平衡。再将乙容器的容积压缩至与甲相等(如图中丙),则在此过程中化学平衡要向正反应方向移动,即N2、H2的平衡转化率增大,它们在平衡混合气体中的体积分数减小,故C项正确、D项错误;平衡后,丙中N2、H2、NH3的浓度分别比甲中N2、H2、NH3浓度大,但丙中N2、H2的浓度要分别小于甲中N2、H2浓度的2倍,而丙中NH3的浓度要大于甲中NH3浓度的2倍,B项正确。

14.B　解析 再往A内充入2 mol SO2和1 mol O2后,压强增大,先将弹簧压下,随着反应的进行,压强减小(平衡正向移动),弹簧又伸长,但最终压强比原来大,所以反应速率比原来大。
15.D　解析 v(C)=ΔcΔt=(0.11-0.05)mol·L-115 s=0.004 mol·L-1·s-1,A错误;在t4~t5阶段,平衡没有移动,反应速率减小,则是减小了压强;由图分析可知反应方程式是3A(g)B(g)+2C(g),再由化学式前的系数之比等于Δc之比,求出Δc(B)=0.03 mol·L-1,则B起始浓度为0.02 mol·L-1,根据开始时A的浓度可求出容器容积为2 L,则B的起始物质的量为0.04 mol,B和C错误;t5~t6阶段改变的条件可能是升高温度,D正确。
16.答案 (1)放热　92
(2)b　降低了合成氨反应的活化能
(3)D
解析 (1)由题图中能量状态可知N2(g)与3H2(g)具有的总能量高于2NH3(g)所具有的能量,故该反应为放热反应,并且反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)每生成2 mol NH3放出热量(600-508) kJ=92 kJ。
(2)合成氨反应中,加入铁触媒后,使反应的活化能降低,从而加快了反应速率,故曲线b代表加催化剂后的能量变化曲线。
(3)对于合成氨反应,当其他条件不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡混合物中NH3的体积分数降低。题图中,当压强不变时,曲线b对应的温度下平衡混合物中NH3的体积分数大于曲线a对应的NH3的体积分数,所以曲线b对应的温度低于曲线a对应的温度。
17.B　解析 由①、②两反应知,反应过程中反应慢的反应决定整个反应速率,整个反应速率由第①步反应决定,A正确;反应①慢,说明反应①的活化能高,正反应的活化能一定是①>②,B错误;比较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知,NO浓度不变,实验Ⅱ氢气浓度增大一倍,反应速率增大一倍,比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知,H2浓度不变,实验Ⅳ中NO浓度增大一倍,反应速率增大四倍,据此得到速率方程:v=kc2(NO)·c(H2),依据实验Ⅰ中数据计算k=5 000,则题给反应的速率表达式为v=5 000 c2(NO)·c(H2),C正确;反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2放出166 kJ的热量,生成28 g N2应放热664 kJ,则热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-664 kJ·mol-1,D正确。
18.答案 (1)2H2O22H2O+O2↑
(2)研究温度对H2O2分解速率的影响　加快H2O2分解速率,使实验现象易于观察
(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 mol·L-1FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
(4)C
解析 影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响,这种探究方法称为控制变量法。解答此类题时,首先要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。题中实验①控制浓度和其他条件相同,探究温度对反应速率的影响。实验②控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响。(3)若实验②未观察到预期的实验现象,根据②的实验条件,应同时升高温度或滴入FeCl3溶液,以便加快反应速率。(4)分析图像可知斜率越大,反应速率越快,所以C点反应速率最慢。