课时跟踪检测(二十八)　化学反应速率与影响因素(基础课)

课时跟踪检测(二十八)　化学反应速率与影响因素(基础课)

1．(2021·顺义模拟)已知合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：

　　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

起始浓度/(mol·L－1)    1.0    3.0        0

2 s末浓度/(mol·L－1)    0.6    1.8       0.8

当用氢气浓度的减少来表示该化学反应的速率时，其速率为(　　)

A．0.4 mol·L－1·s－1　　 B．0.6 mol·L－1·s－1

C．0.9 mol·L－1·s－1    D．1.2 mol·L－1·s－1

解析：选B　2 s内氢气的浓度变化量＝3.0 mol·L－1－1.8 mol·L－1＝1.2 mol·L－1，故2 s内用氢气表示的平均反应速率＝＝0.6 mol·L－1·s－1。

2．在实验或生活中为了控制反应速率，下列做法不正确的是(　　)

A．用过氧化氢制取氧气时可加入少量的二氧化锰以增大反应速率

B．为加快制取氢气的速率可以用锌粒代替锌片

C．为降低浓硫酸与Cu反应制备SO2的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸

D．为了延长疫苗的保质期在运输和保存的过程中最好保持较低的温度

解析：选C　稀硫酸与Cu不反应，而浓硫酸与Cu在加热条件下反应才能制备SO2，故C错误。

3．H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢，为了加快H2O2分解，改变某一条件，下列装置与改变的条件相对应的是(　　)

A．甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂

B．甲—浓度、乙—催化剂、丙—温度

C．甲—催化剂、乙—温度、丙—浓度

D．甲—温度、乙—催化剂、丙—浓度

解析：选A　由图可知，对照常温下5% H2O2溶液的试管，甲改变的条件是温度；乙改变的条件是浓度；丙改变的条件是催化剂，所以装置与改变的条件相对应的是甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂。

4．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L－1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示，反应分两步进行：

①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，反应过程中能量变化如下图所示。

下列说法不正确的是(　　)

A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1

B．Fe3＋的作用是增大过氧化氢的分解速率

C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应

D．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)的

ΔH＝E1－E2<0

解析：选D　A项，0～6 min由生成的氧气的体积可计算出发生反应的过氧化氢的物质的量为0.002 mol，所以v(H2O2)＝ mol·L－1·min－1≈0.033 3 mol·L－1·min－1，正确；B项，使用催化剂可以增大反应速率，正确；C项，从图可以看出反应1是吸热反应，反应2是放热反应，正确；D项，反应放出的能量与始态物质的能量和终态物质的能量有关，从图可以看出，E1－E2不是该反应的反应热，错误。

5．(2021·静海模拟)叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl＋OH－―→(CH3)3COH＋Cl－的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应为吸热反应

B．(CH3)3C＋比(CH3)3CCl稳定

C．反应物的总能量小于生成物的总能量

D．增大碱的浓度和升高温度均可增大反应速率

解析：选D　由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，A错误；(CH3)3C＋比(CH3)3CCl的能量高，则(CH3)3CCl更稳定，B错误；由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故C错误；增大浓度、升高温度均增大反应速率，则增大碱的浓度和升高温度均可增大反应速率，D正确。

6．(2021·潍坊模拟)“接触法制硫酸”的主要反应2SO2＋O22SO3在催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．使用催化剂只能增大正反应速率

B．反应②的活化能比反应①大

C．该反应的催化剂是V2O4

D．过程中既有V—O键的断裂，又有V—O键的形成

解析：选D　使用催化剂正、逆反应速率都加快，A错误； 由图可知，②的反应速率快于①，则反应②的活化能比反应①小，B错误；催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不发生改变，由图可知V2O5参加化学反应，但反应前后的质量和化学性质都没发生改变，则该反应的催化剂是V2O5，C错误；由图可知①历程中有V—O键的断裂，②历程中有V—O键的形成，则过程中既有V—O键的断裂，又有V—O键的形成，D正确。

7．对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．水样pH越大，M的分解速率越快

B．水样中添加Cu2＋，能加快M的分解速率

C．由①、③得，反应物浓度越大，M的分解速率越慢

D．在0～20 min内，②中M的分解速率为

0．15 mol·L－1·min－1

解析：选B　曲线斜率越大，反应速率越快。pH：①>②、溶液初始浓度相同，斜率：①<②，说明水样pH越大，反应速率越慢，故A错误；初始浓度都为0.20 mol·L－1、pH＝4时，③中不加Cu2＋，④中加入Cu2＋，斜率：③<④，反应速率：③<④，所以水样中添加Cu2＋，能加快M的分解速率，故B正确；①、③pH相同，初始浓度：①>③，斜率：①>③，速率：①>③，说明反应物浓度越大，M的分解速率越快，故C错误；0～20 min内，②中M的平均分解速率＝＝ mol·L－1·min－1＝0.015 mol·L－1·min－1，故D错误。

8．(2021·新乡模拟)已知反应S2O(aq)＋2I－(aq)2SO(aq)＋I2(aq)如图，若往该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，反应机理如下。下列有关该反应的说法不正确的是(　　)

①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)I2(aq)＋2Fe2＋(aq)

②2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)

A.增大S2O浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应速率均加快

B．Fe3＋是该反应的催化剂

C．因为正反应的活化能比逆反应的活化能小，所以该反应是放热反应

D．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深

解析：选D　增大S2O浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应物的浓度均会增大，反应速率均加快，故A正确；若往该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，发生反应①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)I2(aq)＋2Fe2＋(aq)、②2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)，总反应为S2O(aq)＋2I－(aq)2SO(aq)＋I2(aq)，铁离子为反应的催化剂，故B正确；焓变等于正、逆反应的活化能之差，则正反应的活化能比逆反应的小，所以该反应是放热反应，故C正确；S2O(aq)＋2I－(aq)2SO(aq)＋I2(aq)为放热反应，升温平衡逆向进行，碘单质浓度减小，蓝色变浅，故D错误。

9．(2021·济南模拟)某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物氧化砷的微观机理，得到如下图像和数据。(其中k为速率常数，Ea为活化能)。对于所研究的三个反应，下列说法错误的是(　　)

反应动力学参数

　　　反应　　　　　　Ea/(kJ·mol－1)

As＋N2O===AsO＋N2　　　　78.45

As＋NO2===AsO＋NO　　　　2.58

As＋NO===AsO＋N　　　　　155.85

A．相同条件下的氧化性：NO2>NO

B．相同条件下，As与NO的反应速率最慢

C．升高温度能增大As与N2O反应的活化能

D．升高温度不能显著加快As与NO2的反应速率

解析：选C　由As＋NO2===AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，二氧化氮为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>NO，故A正确；由题干信息可知，NO与As反应对应的活化能最大，则相同条件下As与NO的反应速率最慢，故B正确；升高温度，提供能量，可增大活化分子百分数，增大反应速率，而反应的活化能不变，故C错误；由图可知，As与NO2反应中对应的k受温度影响不大，则升高温度不能显著加快As与NO2的反应速率，故D正确。

10．Ⅰ.下列各项分别与影响化学反应速率的哪个因素关系最为密切？

(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气泡有快有慢：________________________________________________________________________。

(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快：_______________________________________

____________________________________________。

Ⅱ.在一定温度下，4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：

(1)比较t2时刻，正逆反应速率大小v正____v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)

(2)若t2＝2 min，计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为________

__________________________________________________________。

(3)t3时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为_______________________________

_________________________________________________。

(4)如果升高温度，则v逆__________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析：Ⅰ.(1)反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素，镁比锌活泼，与盐酸反应较剧烈。(2)MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可增大反应速率。Ⅱ.(1)t2时刻，反应物逐渐减少，生成物逐渐增多，反应未达到平衡且正向进行，v正＞v逆。(2)v＝＝＝0.25 mol·L－1·min－1。(3)t3时刻化学反应达到平衡，剩余2 mol N，则转化了6 mol N，转化率为×100%＝75%。(4)升高温度，反应速率增大。

答案：Ⅰ.(1)反应物本身的性质　(2)催化剂

Ⅱ.(1)＞　(2)0.25 mol·L－1·min－1　(3)75%

(4)增大

11．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。

(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：

已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。

①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是________；

②将Ⅰ组实验中温度变为800 ℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。

(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是________。

甲：在500 ℃时，10 mol SO2和10 mol O2反应

乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应

丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应

丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应

A．甲、乙、丙、丁    B．乙、甲、丙、丁

C．乙、甲、丁、丙    D．丁、丙、乙、甲

解析：(1)由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出，Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。(2)有催化剂且温度较高的乙容器中反应速率最快，其次是温度高、浓度大的甲容器，温度低的丙容器化学反应速率最慢。

答案：(1)①使用催化剂(其他合理答案也可)　②小于　(2)C

12．某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：

(1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内的平均速率为________ mol·L－1·min－1。

(2)在实验2中，A的初始浓度c2＝________ mol·L－1。

(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1，且c3________ 1.0 mol·L－1。(填“>”“＝”或“<”)

(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。理由是________________________________________________________________________。

解析：(1)在实验1中，反应在10至20 min时间内的平均速率为v＝＝＝0.013 mol·L－1·min－1。(2)反应经20 min A的浓度不再改变，说明达到平衡，较其他实验达到平衡时间最短，故使用了合适的催化剂，起始浓度c2＝

1.0 mol·L－1。(3)在实验1中，反应在10至20 min时间内平均速率为v＝0.013 mol·L－1·

min－1，在实验3中，反应在10至20 min时间内平均速率为v＝＝0.017 mol·L－1·min－1，故v3>v1，实验1的起始浓度为1.0 mol·L－1，由平衡时浓度可知，实验3的起始浓度大于1.0 mol·L－1。(4)比较实验4和实验1可知，平衡时实验4反应物A的浓度小，由实验1至实验4升高温度，平衡右移，升高温度平衡向吸热反应方向移动。

答案：(1)0.013　(2)1.0　(3)>　>　(4)吸热　由实验1至实验4升高温度，平衡右移，加热平衡向吸热反应方向移动