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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率当堂达标检测题
展开2.1.2影响化学反应速率的因素同步练习-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.科学家提出如下光分解法制备氢气:
①2Ce4+(aq)+H2O(l)===2Ce3+(aq)+O2(g)+2H+(aq) ΔH1
②Ce3+(aq)+H2O(l)===Ce4+(aq)+H2(g)+OH-(aq) ΔH2
③H2O(l)===H+(aq)+OH-(aq) ΔH3
④2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A.Ce4+能够增大水分解反应的活化能,提高反应速率
B.Ce3+是反应②和反应③的催化剂
C.上述反应中,ΔH4=2ΔH1+4ΔH2-4ΔH3
D.通常条件下,反应④中生成H2、O2的速率之比为1∶2
2.下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
3.炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成对环境有不良影响的活化氧,反应过程的能量变化如下图。下列说法正确的是
A.生成活化氧的总反应是吸热反应
B.反应前后只有氧元素的化合价发生改变
C.无水条件下更有利于生成活化氧
D.反应过程中存在氧氧键的断裂和碳氧键的生成
4.科研人员提出了CO2羰基化合成甲醇的反应机理,其主要过程示意图如图(图中数字表示键长的数值,单位相同且都省略)。
下列说法不正确的是
A.该过程中,CO2被还原
B.该过程中共发生了2次加成反应
C.由图可知,化学键周围的基团会对键长产生影响
D.该过程从原子利用率的角度,不符合“绿色化学”理念
5.某种含二价铜的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3)]+可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图1所示,反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图2所示。下列说法正确的是
A.该脱硝过程总反应的焓变△H>0
B.由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.总反应的化学方程式为4NH3(g)+2NO(g)+2O2(g)3N2(g)+6H2O(g)
6.某温度下,在容积一定的密闭容器中进行如下反应: >0。下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.向容器中充入氩气,反应速率不变
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
7.下列各组反应(表中物质均为反应物),在反应刚开始时,放出H2的速率最快的是
选项
金属(粉末状)
酸
反应温度
A
0.1molMg
10mL8mol·L-1硝酸
60 ℃
B
0.1molMg
10mL3mol·L-1硫酸
60 ℃
C
0.1molFe
10mL3mol·L-1盐酸
60 ℃
D
0.1molMg
10mL3mol·L-1盐酸
60 ℃
A.A B.B C.C D.D
8.有机框架铁催化某反应的机理如下,图中中有5个氧配体,其中3个是中性配体(贡献的价态是0),2个是负一价配体(贡献的价态是-1)。
下列说法正确的是
A.化合物a中铁显+5价 B.由"吸附态b”到“过渡态1”释放能量
C.反应过程中Fe的成键数目保持不变 D.总反应为C2H6+N2OC2H5OH+N2
9. ,在存在时,该反应的机理为:
ⅰ.(快)
ⅱ.(慢)
下列说法正确的是
A.反应速率主要取决于的质量 B.是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198kJ/mol D.反应ⅰ是决速步骤
10.下列关于化学反应速率的说法,不正确的是
A.加入少量氯化铜固体,可加快锌片与稀盐酸反应制备氢气的速率
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示
D.可用单位时间内碳酸钙浓度的减少表示碳酸钙和稀盐酸反应的反应速率
二、填空题
11.反应3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g),在一可变容积的密闭容器中进行,试回答:
(1)增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同),原因是 。
(2)将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,逆反应速率 。
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其正反应速率 ,逆反应速率 。
12.(1)某课外兴趣小组对过氧化氢的分解速率做了如下实验探究,下表是该小组研究影响过氧化氢的因素时采集的一组数据:用10mLH2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
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
无催化剂、加热
360
480
540
720
MnO2催化剂、加热
10
25
60
120
①上述实验结果体现了催化剂、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对化学反应速率的影响 。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,M、N、W三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据,试填写下列空白:
①该反应的化学方程式为 。
②从开始至4min,N的平均反应速率为 。
13.催化剂(Fe,Al)/MIL-53可直接选择性氧化甲烷制甲醇,节省能耗。
(1)(Fe,Al)/MIL-53制备方法如下:Al(NO3)3•9H2O+Al/MIL-53(Fe,Al)/MIL-53。
①对苯二甲酸的结构简式为 ,该分子中最多 个原子共平面。
②生成(Fe,Al)/MIL-53过程中溶液pH (填“变大”或“变小”)。
③(Fe,Al)/MIL-53中Fe3+位于O原子形成的 空隙中,1个对苯二甲酸根离子最多能形成 个配位键。
(2)(Fe,Al)/MIL-53催化CH4制CH3OH的机理如图,其中虚线表示吸附状态。
①ii转化为iii的过程中,破坏的微粒间作用力有 (填标号)。
A.σ键 B.配位键 C.离子键 D.极性键 E.非极性键
②该催化循环中铁元素价态有 种。
(3)用FeCl3•6H2O和对苯二甲酸合成Fe/MIL-53。两种催化剂在上述催化过程中相对能量的变化情况如图。
①Fe/MIL-53催化过程中决速步骤为 (化学键变化角度答题)。
②(Fe,Al)/MIL-53催化效果更佳的原因是 。
14.铁是一种重要的金属元素,其单质及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)下列铁的化合物中,不能通过化合反应得到的是 (填字母)。
A.Fe3O4 B.FeCl2 C.Fe(OH)2 D.FeCl3 E.Fe(OH)3
(2)FeS2高温灼烧,会产生大量的SO2,对环境产生污染。用铁盐溶液处理FeS2得到Fe2+和SO,反应机理如图所示:
①过程Ⅰ中每有90gFeS2参与反应,理论上可还原 molFe3+。
②总反应的离子方程式为 。
(3)已知FeCl3溶液与SO2的反应体系中存在下列两种化学变化:
Ⅰ.Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)(红棕色);
Ⅱ.Fe3+与SO2发生氧化还原反应。
①写出反应Ⅱ的离子方程式: 。
②某学习小组为了探究FeCl3与SO2的反应情况,进行如下实验:
实验1:取5mL1mol•L-1FeCl3溶液于试管中,通入SO2至饱和,溶液很快由黄色变为红棕色。
实验2:用激光笔照射实验1中的红棕色溶液,溶液中无明显光路,说明红棕色物质不是 (填分散系种类)。
实验3:将实验1中的溶液静置,1小时后,溶液逐渐变为浅绿色。
实验4:向实验3中的溶液加入2滴 (填化学式)溶液,出现蓝色沉淀,说明有Fe2+。
若反应Ⅰ、Ⅱ的活化能分别为E1、E2,由上述实验可以得到的结论是:E1 E2(填“>”“<”或“=”)。
实验5:另取5mL1mol•L-1FeCl3溶液于试管中,先滴加2滴浓盐酸,再通入SO2至饱和。几分钟后,溶液由黄色变为浅绿色,由此可知,促使氧化还原反应Ⅱ快速发生可采取的措施是 。
15.反应速率常数k表示 ;与 无关,受 等因素的影响。速率常数越大,反应进行得 。
16.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
I.将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
(1)能使化学反应速率加快的措施有 (填序号)。
①升高反应温度②增加C的物质的量③密闭定容容器中充入CO(g)
II.工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(2)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= ;
(3)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。请结合图象解释催化剂加快化学反应速率的原因 ,该反应消耗1molCO时, (填“放出”或“吸收”) KJ热量。
17.为了研究碳酸钙与稀盐酸的反应速率,一位同学通过测定反应中生成的气体体积随时间变化的情况,绘制出了如图所示的曲线。请分析讨论以下问题:
(1)在0~、~、~各相同的时间段里,反应速率最慢的是 时间段,收集到气体最多的是 时间段。
(2)试分析三个时间段里,反应速率不同的可能原因(该反应是放出热量的反应) 。
(3)在后,为什么收集到的气体的体积不再增加 ?
18.(1)已知3H2(g)+N2(g)2NH3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(NH3)/mol
0
0.24
0.36
0.40
0.40
0~50s内的平均反应速率v(N2)= 。
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。NN的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1molNH3过程中 (填“吸收”或“放出”)的能量为 。
(3)为加快反应速率,可以采取的措施是 。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离NH3
(4)CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)。科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:
反应①:CH4(g)C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:
CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为 。能量变化图中:E5+E1 E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。
19.下表是研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:
用10mL H2O2溶液制取150mL氧气所需的时间(单位:s)
30% H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
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
无催化剂、加热
360
480
540
720
MnO2催化剂、加热
10
25
60
120
请分析回答:
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等反应条件对过氧化氢分解速率的影响。
(2)从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响? 。
20.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀硫酸反应得到实验数据如表所示:
实验编号
锌的状态
反应温度/℃
收集100 mL氢气
所需时间/s
1
块状薄片
15
200
2
块状薄片
25
90
3
粉末
25
10
(1)该实验的目的是探究 、 对锌和稀硫酸反应速率的影响;
(2)实验1和2表明 ,化学反应速率越大;
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 ;
(4)请设计一个实验方案证明硫酸的浓度对该反应的速率的影响: 。
三、实验题
21.某小组利用H2C2O4溶液与用硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时。该小组设计了如下的方案。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
蒸馏水
体积/ml
温度/℃
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.50
6.0
0.010
4.0
0
25
②
0.50
a
0.010
4.0
c
25
③
0.50
6.0
0.010
4.0
0
50
(1)该实验是通过 来判断反应的快慢。
(2)已知H2C2O4被KMnO4(H+)氧化为CO2逸出,该反应的化学方程式为 ,为了观察到实验现象从而判断反应的快慢,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:n(H2C2O4):n(KMnO4)≥ 。
(3)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 和 (填编号,下同),可探究H2C2O4浓度对化学反应速率影响的实验编号是 和 。
(4)实验①测得反应所用的时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= 。
(5)该小组发现室温下反应速率走势如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是: ,若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是 (填序号)
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.稀硫酸 D.氯化锰
22.某化学小组欲测定KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率,所用试剂为10mL0.1mol·L-1KClO3溶液和10mL0.3mol·L-1NaHSO3溶液,所得溶液中c(Cl-)随时间变化的曲线如图1所示,用Cl-表示的反应速率随时间的变化情况如图2所示。
(1)配平该反应的化学方程式: 。
_____KClO3+_____NaHSO3=_____KCl+_____Na2SO4+_______H2SO4
(2)根据实验数据可知,该反应在0~7min内的平均反应速率v(Cl-)= mol·L-1·min-1。
(3)图2中阴影部分面积表示的是 。
(4)分析图2发现,在反应过程中,该反应的反应速率先增大后减小。对于反应速率先增大的原因该小组进行如下探究实验。已知对该反应的反应速率无影响。
实验1:向2个烧杯中分别加入10mL0.1mol·L-1KCO3溶液和10mL0.3 mol·L-1NaHSO3溶液,将其中一个烧杯在50℃下进行反应。
实验2:分别向2个烧杯中加入10mL0.1mol·L-1KCO3溶液;向烧杯i中加入1mL蒸馏水,向烧杯ii中加入1mL0.1 mol·L-1H2SO4溶液;再分别向2个烧杯中加入10mL0.3mol·L-11NaHSO3溶液。
实验3:取10mL0.1mol∙·L-1KClO3溶液于烧杯中,先加入少量NaCl固体,再加入10mL0.3mol·L-1NaHSO3溶液。
①实验1探究的是 ,可以用 的方法控制温度为50℃。
②实验2中,向烧杯i中加入1mL蒸馏水的作用是 。
③实验3探究的可能是 。
23.已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50g。实验温度为298K、308K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号
T/K
锌规格
盐酸浓度/mol·L-1
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;
(II)实验①和 探究温度对该反应速率的影响;
(III)实验①和 探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②
298
粗颗粒
1.00
③
308
粗颗粒
2.00
④
298
细颗粒
2.00
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
氢气体积(mL)
16.8
39.2
67.2
224
420
492.8
520.8
543.2
554.4
560
①计算在30s~40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)= (忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0s~10s)为 ,可能原因是 ;
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,在不影响产生H2气体总量的情况下,你认为他上述做法中可行的是_________(填相应字母);
A.NaNO3溶液 B.NaCl溶液 C.CuSO4溶液 D.Na2CO3
(4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了图所示的实验。
①如图可通过观察 现象,比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。
②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
参考答案:
1.C
2.D
3.D
4.B
5.C
6.B
7.B
8.D
9.C
10.D
11.(1) 不变 铁是固体,增加铁的量,没有增加铁的浓度,不能改变反应速率
(2) 增大 增大
(3) 不变 不变
(4) 减小 减小
12. 温度 浓度 当其他条件不变,只升高温度(或增加反应物的浓度,或加入催化剂),可以加快反应速率 M(g)+N(g) 2W(g)
13.(1) 18 变小 八面体 4
(2) ADE 2
(3) 甲烷均裂生成甲基 与Fe/MIL-53相比,(Fe,Al)/MIL-53催化时决速步能垒低,反应速率更快;过多相近Fe位点上的羧基被H2O2取代,会导致配合物框架坍塌而溶解
14.(1)C
(2) 4.5 14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO+16H+
(3) SO2+2Fe3++2H2O=4H++SO+2Fe2+ Fe(OH)3胶体 K3[Fe(CN)6] < 增强FeCl3溶液的酸性
15. 单位浓度下的化学反应速率 浓度 温度、催化剂、固体表面性质 越快
16. ①③ 0.15mol•L﹣1•min﹣1 催化剂与反应物分子形成中间态,极大降低了反应活化能 放出 91
17. ~ ~ O~时间段:反应物浓度高,但温度较低,所以速率较慢;~时间段:由于反应放热,温度升高,反应速率变快; ~时间段:随反应物浓度的下降,速率又变慢 以后反应物中至少有一种消耗完全。
18. 放出 46kJ b <
19.(1) 温度 催化剂
(2)在其它条件相同时,催化剂、加热可加快过氧化氢的分解速率
20. 固体表面积 温度 温度越高 2、3 在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的稀硫酸反应
21. 测定溶液褪色所需时间 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 5∶2 ① ③ ① ② 0.0001mol·(L·s)-1(或1.0×10-4mol·(L·s)-1) 产物中的Mn2+对该反应有催化作用 B
22.(1)2KClO3+6NaHSO3=2KCl+3Na2SO4+3H2SO4
(2)5×10-3
(3)t1~t2min内c(Cl-)的增加量
(4) 温度对反应速率的影响 水浴加热 作空白对照实验,消除由于体积改变带来的影响 Cl-对反应速率的影响
23.(1) ③ ④
(2) 0.056mol/(L·s) 40~50s 反应放热,温度高,反应速率快
(3)B
(4) 生成气泡的快慢 阴离子也可能会对反应速率产生影响,所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同,排除阴离子不同造成的干扰
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