高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 影响化学反应速率的因素精品第1课时巩固练习

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一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）
1．下列四种稀盐酸溶液跟铁片反应，最初反应速率最快的是
A．常温下300mLlml/L的盐酸溶液B．标况下10mL2ml/L的盐酸溶液
C．常温下5mL2ml/L的盐酸溶液D．标况下20mL1ml/L的盐酸溶液
【答案】C
【解析】锌与稀盐酸反应的本质为Zn+2H+═H2↑+Zn2+，根据温度越高，氢离子浓度越大，最初的反应速率越快，根据选项分析，常温下5mL2ml/L的盐酸溶液与铁片最初反应速率最快。答案选C。
2．下列有关化学反应速率的说法中正确的是
A．100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变
B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
D．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢
【答案】C
【解析】100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，盐酸的浓度变小，故生成氢气的速率减小，A项错误；用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸不能加快产生氢气的速率，因为铁在常温下遇浓硫酸会发生钝化，B项错误；汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应物的浓度减小，故反应速率减慢，C项正确；其他条件不变时，升高温度，任何化学反应的反应速率都加快，D项错误。答案选C。
3．下列有关化学及应速率的说法中错误的是
A．决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质
B．同一化学反应，用不同物质的浓度变化所表示的化学反应速率的数值不一定相同
C．某些反向选用适当的催化剂，能降低反应所需活化能，可以降低反应所需的温度
D．对于反应单位时间内的化学反应速率有
【答案】D
【解析】化学反应速率的大小首先由反应物本身的性质决定，浓度、温度等外界条件能影响化学反应速率，A项正确；同一化学反应，用不同物质的浓度变化所表示的化学反应速率的数值不一定相同，但是数值之比等于化学计量数之比，B项正确；适当的催化剂，能降低反应所需活化能、能大幅度增加化学反应速率，因此可以降低反应所需的温度，C项正确；结合选项B、对于反应单位时间内的化学反应速率有，D项错误。答案选D。
4．铝与过量的稀盐酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是
A．降低温度B．加入适量的水
C．加入少量CuSO4溶液D．加入浓度较大的盐酸
【答案】D
【解析】降低温度，化学反应速率减缓，A项错误；加水稀释，浓度降低，反应速率减缓，B项错误；铝把铜置换出来，形成原电池，虽然加快反应速率，但消耗铝的量，氢气总量减少，C项错误；盐酸的浓度增大，反应速率加快，铝的量不变，氢气的量不变，D项正确。答案选D。
5．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%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100mL2ml/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．在一定温度下固定容积的容器中，发生SO2的催化氧化反应，增大容器内压强，反应速率不一定改变。
D．NH3的催化氧化是一个放热的反应，所以，升高温度，反应的速率减慢
【答案】C
【解析】98%的浓硫酸会使铁片钝化，产生氢气的速率反而会减慢至零，A项错误；加入适量的氯化钠溶液会使溶液中的H+浓度减小，则锌片和盐酸反应速率会减小，B项错误；一定温度下固定容积的容器中，即恒温恒容下，如果通入惰性气体导致容器内压强增大，则反应速率就不会改变，C项正确；无论放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都会增大，D项错误。答案选C。
6．一定条件下反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入H2O(g)D．保持压强不变，充入N2
【答案】A
【解析】C为固态单质，增加其用量对反应速率几乎没有影像，A项正确；将容器的体积缩小一半相当于压强增大为原来的2倍，浓度增大，化学反应速率增大，B项错误；体积不变，充入，反应物浓度增大，反应速率加快，C项错误；保持压强不变，充入N2，使容器体积增大，总压强不变，反应物浓度变小，反应速率减小，D项错误。答案选A。
7．下列说法中错误的是
A．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而化学反应速率增大
B．活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，从而增大化学反应速率
D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，从而增大化学反应速率
【答案】B
【解析】对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，活化分子数目不变则可使单位体积内活化分子数增加，因而化学反应速率增大，A项正确；活化分子之间发生的碰撞需要正确的方向才可能是有效碰撞，B项错误；升高温度，分子能量增大而总分子数不变，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，从而增大化学反应速率，C项正确；加入适宜的催化剂，能降低反应的活化能，分子能量不变则可使反应物分子中活化分子的百分数增大，从而增大化学反应速率，D项正确。答案选B。
8．反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能够引起反应速率增大的是
A．增加C(s)的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容器容积增大
【答案】B
【解析】由于C为固体，增加C(s)的量，其浓度不变，故反应速率不变，A不合题意；将容器的容积缩小一半，H2O(g)、CO、H2的浓度增大，故反应速率加快，B符合题意；保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大，由于体积不变，气体的物质的量不变，故气体的浓度不变，反应速率不变，C不合题意；保持压强不变，充入Ar使容器容积增大，容器的体积增大，故气体的浓度减小，反应速率减慢，D不合题意。答案选B。
9．X不同条件下能分别转化为Y或Z，转化过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应X→Y为放热反应
B．加入催化剂曲线a变为曲线b
C．反应2X(g)=Z(g)吸收的热量为(E2-E1)
D．升高温度可以提高反应物分子的能量，从而使化学反应速率加快
【答案】D
【解析】图中生成物Y的能量比反应物X高，反应X→Y为吸热反应，A项错误；加入催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的焓变，曲线a变为曲线b改变了生成物所具有的能量，B项错误；反应2X(g)=Z(g)放出的热量为(E2-E1)，C项错误；升高温度可以提高反应物分子的能量，提高活化分子百分数，从而使化学反应速率加快，D项正确；答案选D。
10．等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图象能正确表示氢气质量与反应时间之间关系的是
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】金属的活泼性：镁>锌>铁，金属越活泼与酸反应越剧烈，速率就越快，反应完所用时间就越短，因此消耗完的时间:镁<锌<铁；三种金属是足量的，稀硫酸少量，产生的氢气由硫酸决定，因硫酸等量，则三者产生的氢气量相等，符合的图像是B。答案选B。
二、非选择题（共5小题）
11．氨气是一种重要的化工产品，有广泛用途，工业上可由氢气和氮气合成氨气。回答下列问题：
(1)已知： ，该反应过程中的能量变化如图1所示。
正反应的活化能(正)=___________。
(2)恒温下，将一定量、置于10 L密闭容器中发生上述反应，反应过程中各物质的浓度随时间的变化情况如图2.则0~10 min内的反应速率。___________。
(3)若用、、、分别表示、，和固体Fe催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程如图3所示：
①吸附后，能量状态最低的是___________(填序号)。
②结合上述原理，在固体Fe催化剂表面进行的分解实验，发现的分解速率与其浓度的关系如图4所示。从吸附和解吸过程分析，之前反应速率增加的原因可能是___________；之后反应速率降低的原因可能是___________。
(4)研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为，为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施有___________(填序号)。
A．使用更有效的催化剂
B．总压强一定，增大的值
C．升高温度
D．按照原来比值增大反应物的浓度
【答案】(1)335
(2)
(3)①C ②氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大 催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸
(4)ACD
【解析】(1)根据反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能可知，正反应的活化能
(2)根据图2分析可知，0~10 min内，，，则。
(3)①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，结合图3分析可知，吸附后，能量状态最低的是C；②根据题目信息，结合图4分析可知，之前反应速率增加的原因可能是氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大；之后反应速率降低的原因可能是催化剂表面的氯分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸。
(4)使用更有效的催化剂可以增大反应速率，A项符合题意；由合成氨的速率与相关物质的浓度的关系可知，对速率的影响大于，总压强一定时，增大的值相当于减小，反应速率减小，B项不符合题意；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，C项符合题意；按照原来比值增大和，反应物浓度增大，反应速率增大，D项符合题意。
12．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质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2min，Z的平均反应速率为 ________________
（3）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盐酸反应得到实验数据如下表所示：
①该实验的目的是探究 ____________ 、 _______ 对锌和稀盐酸反应速率的影响；
②实验Ⅰ和Ⅱ表明 _________________ ，化学反应速率越大。
【答案】（1）3X+Y⇌2Z
（2）0.05ml/（L•min）
（3）①固体表面积 温度 ②温度越高
【解析】（1）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）根据v=eq \f(∆c,∆t)计算反应速率；
（3）探究影响化学反应速率的因素用到控制变量法。
【详解】（1）由图象可以看出，X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，2min后，X、Y的物质的量为定值且不为零，为可逆反应，相同时间内物质的量的变化比值为：△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=（1.0-0.7）ml：（1.0-0.9）ml：0.2ml=3：1：2，则化学方程式为3X+Y⇌2Z；
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为v=eq \f(0.2ml,2L×2min)=0.05ml/（L•min）；
（3）①由实验数据可知，Ⅱ、Ⅲ中接触面积不同，I、Ⅱ中温度不同，则该实验的目的是探究固体表面积、温度对锌和稀盐酸反应速率的影响；
②Ⅰ和Ⅱ表明，温度高的反应时间少，则表明温度越高，反应速率越大。
13．在某一容积为 2L 的恒容密闭容器中，A、B、C、D 四种气体物质发生可逆反应，其物质的量 n(ml)随时间 t(min)的变化曲线如图所示。回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为____。
(2)前 2min 内用 A 的浓度变化表示的化学反应速率为____；
(3)在 2min 时，图象发生改变的原因可能是_____ (填字母)
A．增大 B 的物质的量 B．降低温度 C．加入催化剂 D．减小 A 的物质的量
(4)不同条件下的该反应的速率：①v(A)＝1.0ml·L－1·s－1，②v(B)＝1.0 m l·L－1·s－1，③v(C)＝1.2 ml·L－1·s－1，④v(D)=1.2ml·L－1·s－1。其中反应速率最快的是___ (填序号)。
【答案】(1)4A+5B⇌6C+4D
(2)0.1ml/(L·min)
(3)C
(4)④
【解析】根据图象知，A、B物质的量减少是反应物、C和D物质的量增加是生成物，根据各物质物质的量的变化量之比等于其计量数之比，据此书写方程式，注意反应物未完全转化为生成物，此反应为可逆反应；用反应速率等于浓度的变化除以时间，求出A的反应速率；外界条件能改变反应速率，根据图形进行分析；比较反应速率的快慢根据反应速率之比等于化学计量数之比，把不同物质转化为同一物质进行比较。
【详解】(1)根据图象知，A、B物质的量减少是反应物、C和D物质的量增加是生成物，反应达到平衡时，各物质的物质的量变化量分别为：△n(A)=(2.5−1.7)ml=0.8ml、△n(B)=(2.4−1.4)ml=1.0ml、△n(C)=(1.2−0)ml=1.2ml、△n(D)=(0.8−0)ml=0.8ml，
物质的物质的量的变化量之比等于其计量数之比，所以A、B、C、 D计量数之比=0.8ml:1.0ml:1.2ml:0.8ml=4:5:6:4，反应方程式为4A+5B⇌6C+4D；
(2)化学反应速率等于浓度的变化除以时间，前2min内用A的浓度变化表示的化学反应速率v(A)＝eq \f((2.5－2.1)ml,2L×2min)＝0.1ml/(L•min)；
(3)在2min时，各物质的物质的量不变，故A、D不选，相同时间内物质的量变化量增大，说明加快了反应速率，降低温度反应速率减慢，B不选，只有加入催化剂能加快反应速率且瞬间各物质的物质的量不变，故答案选C；
(4) 根据反应速率之比等于化学计量数之比(4A+5B⇌6C+4D)，把不同物质转化为同一物质进行比较，如全转化为A：①v(A)＝1.0ml·L－1·s－1，②v(A)＝eq \f(4,5)×v(B)＝eq \f(4,5)×1.0 ml·L－1·s－1＝0.8 ml·L－1·s－1，③v(A)＝eq \f(4,6)×v(C)＝eq \f(4,6)×1.2 ml·L－1·s－1＝0.8 ml·L－1·s－1，④v(A)＝v(D)=1.2ml·L－1·s－1，比较数值可知其中反应速率最快的是④。
【点睛】利用方程式中化学计量数之间的关系进行解题，化学方程式中各物质的物质的量变化量之比等于其计量数之比；根据反应速率之比等于化学计量数之比，把不同物质转化为同一物质进行比较反应速率，注意转化前要把不同的单位转化为相同单位才可以比较；反应速率的计算不能用物质的量的变化除以时间。
14．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00ml/L、2.00ml/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、35℃，每次实验HNO3的用量为25.00mL，大理石用量为10.00g。
(1)请完成实验设计表，并在实验目的一栏中填空：a___________，e___________。
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系如图。计算实验①中70s～90s范围内用HNO3表示的平均反应速率___________ml·L-1·s-1(忽略溶液体积变化，不需要写出计算过程)。在0～70、70～90、90～200各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是___________。
【答案】(1)1.00 大理石规格 (2)0.01ml/(L·s) 0～70
【解析】(1)由于①和②探究浓度对反应速率的影响，故硝酸的浓度不同，a应该是1.00ml/LHNO3；实验①和④的大理石规格不同，其它反应条件相同，探究的是固体物质的表面积对反应速率的影响，故c为25℃，d是2.00ml/L，e是固体物质的表面积，即大理石规格；
(2)由图可知70至90s，CO2生成的质量为m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g，物质的量为，根据反应CaCO3+2HNO3＝Ca(NO3)2+CO2↑H2O，可知消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)=2×0.0025ml=0.005ml，又由于硝酸溶液体积为0.025L，所以HNO3减少的浓度，反应的时间t=90s-70s=20s，所以HNO3在70～90s范围内的平均反应速率为；在大理石与硝酸的反应中，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐减低，在0～70s、70s～90s、90s～200s各相同的时间段里，浓度最大的是0～70s，所以反应速率最大的时间段是0～70s。
15．化学是一门以实验为基础的科学，其中控制变量思想在探究实验中有重要应用，下列实验对影响化学反应速率的因素进行探究。
实验方案：现有0.0lml/L酸性KMnO4溶液和0.lml/L草酸溶液，为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
(1)请书写此过程的离子反应方程式：_____________。
(2)通过实验①、③可探究草酸的浓度对反应速率的影响，表中Vx=_________mL，理由是_。
(3)对比实验①、②的实验现象是___________________________________。
(4)实验①中t min 时溶液褪色，用草酸表示的反应速率v(H2C2O4)=______________。
(5)甲同学在研究草酸与高锰酸钾在酸性条件下反应的影响因素时发现，草酸与酸性高锰酸钾溶液开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后突然褪色，反应速率明显加快。针对上述现象，甲同学认为草酸与高锰酸钾反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是________________的影响。
【答案】(1)2+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(2)1.0
(3)保证反应物草酸浓度改变，而其它的不变 两实验中紫色溶液均褪色，但②褪色更快
(4)ml·L-1·min-1
(5)反应生成的硫酸锰起催化剂的作用
【解析】（1）酸性KMnO4溶液与草酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，故答案为：2+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O；
（2）由表格数据可知，实验①、③可探究草酸的浓度对反应速率的影响，实验时要保证溶液总体积相同，才能保证其他条件相同，草酸的浓度改变，则Vx=(2.0—1.0) mL=1.0mL，故答案为：1.0；保证反应物草酸浓度改变，而其它的不变；
（3）由表格数据可知，实验①的反应温度低于实验②，则反应速率实验①小于实验②，实验②溶液紫色褪色快于实验①，故答案为：两实验中紫色溶液均褪色，但②褪色更快；
（4）由方程式可得关系式：2KMnO4—5H2C2O4，则酸性KMnO4溶液和2.0mL 0.lml/L草酸溶液反应时，草酸过量，消耗草酸的物质的量为=1×10—4ml，则反应速率v(H2C2O4)= =ml·L-1·min-1，故答案为：ml·L-1·min-1；
（5）由题意可知，根据影响反应速率的因素，速率突然加快的原因可能是草酸与高锰酸钾反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快，还可能是反应生成的硫酸锰起催化剂的作用，使反应速率加快，故答案为：反应生成的硫酸锰起催化剂的作用。实验编号
锌的状态
反应温度/℃
收集100mL氢气
所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10
实验编号
温度(℃)
大理石规格
HNO3浓度(ml/L)
实验目的
①
25
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响；
(Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响；
(Ⅲ)实验①和④探究e___________对反应速率的影响
②
25
粗颗粒
a___________
③
b___________
粗颗粒
2.00
④
c___________
细颗粒
d___________
实验
序号
体积V/mL
温度/℃
KMnO4 溶液
水
H2C2O4溶液
①
4.0
0.0
2.0
25
②
4.0
0.0
2.0
60
③
4.0
Vx
1.0
25