2.1.2影响化学反应速率的因素(分层作业)(解析版)2022-2023学年高二化学系列人教版20

第04讲《影响化学反应速率的因素&活化能》【【基础训练】题型一：化学反应速率与生活1．化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是（）A．制造蜂窝煤时加入生石灰 B．家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥C．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 D．食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里【答案】A【详解】A．加入生石灰除去二氧化硫，是因为二氧化硫可以和生石灰、氧气生成稳定的硫酸钙，与反应速率无关，A项符合题意；B．潮湿环境中和C及电解质溶液构成原电池而加速腐蚀，为防止家用铁锅、铁铲等餐具被腐蚀，应该保持干燥，与反应速率有关，B项不符合题意；C．反应物接触面积越大，反应速率越快，C项不符合题意；D．冰箱或冰柜中温度较低，减小活化分子百分数，则反应速率减慢，D项不符合题意；综上所述答案为A。2．下列做法的目的与反应速率无关的是（）A．将煤块粉碎后燃烧 B．食盐中添加碘酸钾C．合成氨反应中加催化剂Fe D．医护人员冷藏存放“新冠”疫苗【答案】B【分析】影响化学反应速率的外因主要有浓度、压强、温度、催化剂和接触面积、颗粒大小等。【详解】A．将煤块粉碎，增大固体接触面积，反应速率加快，A项与速率有关；B．食盐中加碘酸钾，食用后防治碘缺乏症，B项与反应速率无关；C．合成氨中以铁触媒为催化剂加快反应速率，C项与速率有关；D．冷藏疫苗，使温度降低，减缓反应速率，延长疫苗保质期限，D项与速率有关；故答案选B。题型二：影响化学反应速率的因素3．下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出H2速率最快的是（）选项金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度AMg，2.4g3.0mol/L硫酸100mL25℃BZn，6.5g6.0mol/L硝酸100mL30℃CFe，5.6g18.4mol/L硫酸100mL25℃DZn，6.5g6.0mol/L盐酸100mL25℃【答案】A【分析】Mg比Fe、Zn活泼，与酸反应较剧烈，Mg与稀硫酸、盐酸反应时，氢离子浓度越大，温度越高，反应速率越大；【详解】A．Mg比Fe、Zn活泼，与酸反应较剧烈，A和D相比较，氢离子浓度相同，镁较锌活泼，反应速率快，A选；B．Zn与硝酸反应生成NO，不产生氢气，B不选；C．18.4硫酸是浓硫酸，Fe在25℃下与浓硫酸发生钝化反应，不产生氢气，C不选；D．由A项分析可知，Zn的反应速率较Mg的慢，D不选；故选：A。4．可使C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)化学反应速率增大的措施是（）①缩小容器体积②升高温度③恒容条件下充N2④增加碳的量⑤恒压下充N2A．①②③④⑤ B．①②③ C．①② D．②③【答案】C【详解】①缩小容器体积CO2、CO的浓度增大，反应速率加快，①符合题意；②升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快，②符合题意；③恒容条件下充N2，CO2、CO的浓度不变，反应速率不变，③不符合题意；④碳为固体，增加碳的量不影响反应速率，④不符合题意；⑤恒压下充N2，容器体积增大，CO2、CO的浓度减小，反应速率减慢，⑤不符合题意；综上所述答案为C。5．一定量的锌粉与足量1mol•L-1稀硫酸反应，为了加快反应速率，且不影响产生H2的量，下列措施中能达到目的的是（）A．加入少量硝酸钠溶液 B．加入少量碳酸钠溶液C．加入几滴浓硫酸 D．加入少量醋酸钠溶液【答案】C【详解】A．加入硝酸钠溶液，溶液中有H+和，硝酸与锌反应不生成H2，A项错误；B．消耗H+，使生成的H2的速率减慢，B项错误；C．浓硫酸溶于水放热，溶液温度升高，且c(H+)增大，反应速率加快，因锌粉质量一定，酸足量，所以不影响产生H2的量，C项正确；D．加入醋酸钠发生反应：CHCOO-+H+=CH3COOH，溶液中H+浓度减小，反应速率减慢，D项错误；综上所述答案为C。6．在下列影响化学反应速率的外界因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是（）①升高温度②使用催化剂③增大反应物浓度④将块状固体反应物磨成粉末⑤增大压强A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①②④ D．①②③④【答案】D【详解】①升高温度可以提高活化分子百分数，一定能加快反应速率，①符合题意；②如使用正催化剂，可以降低反应活化能，加快反应速率，③符合题意；③增大了反应物浓度，增大了单位体积内活化分子数，反应速率加快，③符合题意；④将块状固体反应物磨成粉末，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，④符合题意；⑤若反应中没有气体参加，增大压强并不能加快反应速率，⑤不符合题意；综上所述答案为D。题型三：活化能7．下列说法错误的是（）①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤【答案】B【详解】①1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，①正确；②活化分子间只有少数碰撞才能发生化学反应，②错误；③催化剂通过改变反应途径，降低反应活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率，③正确；④对于有气体参与的反应，增大浓度，提高单位体积内的活化分子数，也可以加快反应速率，④错误；⑤对于基元反应而言，温度升高，活化分子百分数增大，反应速率加快，⑤正确；综上所述答案为B。8．升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是（）A．该化学反应的过程是吸热的B．反应物分子能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多C．该化学反应的过程是放热的D．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多【答案】B【详解】升高温度时，反应物分子吸收能量，能量增加，会使活化分子的百分含量增加，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞的次数增加，导致反应速率增大，而与反应过程是吸热还是放热无关，故B正确。故选：B。9．能改变反应物分子中活化分子百分数的条件是（）①浓度②压强③温度④催化剂A．①③ B．②④ C．③④ D．①②③④【答案】C【详解】浓度、压强可以增加单位体积内的活化分子个数，不会增加活化分子百分数；温度可使分子能量增加，活化分子数目增加，活化分子百分数也增加；催化剂降低活化能，增加活化分子百分数，故选③④，选C。10．“疫去春来”，我们返校之日指日可待。同学们这道题要是做错了，小心开学挨板子噢。下列说法不正确的是（）A．图甲中曲线II可以表示催化剂降低了反应的活化能B．图乙中HI分子发生了有效碰撞C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能很小D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加【答案】B【详解】A．催化剂可降低反应的活化能，由图可知，曲线II的活化能较低，可以表示催化剂降低了反应的活化能，故A正确；B．只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新分子，即没有发生化学反应，HI分子没有发生有效碰撞，故B错误；C．酸和碱反应不需要外界做功的条件下就能发生，说明它们已经处于活跃状态，因此活化能很小，故C正确；D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加，故D正确；答案选B。题型四：化学反应速率的影响因素实验11．分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是（）A．图甲表明，其他条件相同时，浓度越大，其分解速率越快B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越大，分解速率越快C．图丙表明，少量存在时，溶液碱性越强，分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，对分解速率的影响大【答案】C【详解】A．图甲表明，pH=13的碱性溶液中，其他条件相同时，的浓度越大，其分解速率越快，A项正确；B．图乙表明，浓度相同时，溶液碱性越强，pH越大，的分解速率越快，B项正确；C．图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液的的pH对分解速率有影响，0.1mol/LNaOH溶液中分解速率快于1.0mol/LNaOH溶液，即溶液碱性越强，分解速率越慢，C项错误；D．图丙和图丁表明，H₂O₂浓度相同时，pH=13的碱性溶液中，Mn2+对分解速率的影响大，D项正确；故答案选C。12．用如图装置进行铜与稀硝酸反应的实验。开始反应阶段几乎不产生气泡，约2min后，铜表面产生无色气泡，5min后产生气体的速度逐渐变快，溶液变为蓝色，液面上方气体变为浅红棕色。下列分析合理的是（）A．铜与稀硝酸反应生成的气体为和B．根据实验现象推测，铜与稀硝酸反应时吸收了热量C．根据实验现象推测，可能为铜与稀硝酸反应的催化剂D．当试管中的反应停止后，向试管中加入稀硫酸，铜丝表面无现象【答案】C【详解】A．由实验现象可知，铜表面产生无色气体，溶液变为蓝色，液面上方气体变为浅红棕色，由于NO和O2反应生成红棕色的NO2，故铜与稀硝酸反应生成的气体为NO，A错误；B．根据实验现象推测，开始反应阶段几乎不产生气泡，约2分钟后，铜表面产生无色气泡，5分钟后产生气体逐渐变快，故反应速率加快，可能是溶液温度升高，故推测铜与稀硝酸反应时可能放出热量，B错误；C．根据实验现象推测，开始反应阶段几乎不产生气泡，约2分钟后，铜表面产生无色气泡，5分钟后产生气体逐渐变快，故推测可能为铜与稀硝酸反应的催化剂，因为催化剂能够加快反应速率，C正确；D．当试管中的反应停止后，溶液中含有硝酸根离子，此时向试管中加入稀硫酸，则硫酸电离出的氢离子和溶液中的硝酸根离子能与铜继续反应，故铜丝表面将继续产生无色气泡，D错误；答案选C。13．下列有关化学反应速率的说法正确的是（）A．NO和CO可以缓慢反应生成和，增大体积减小压强，反应速率减慢B．100mL2mol/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．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D．的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，该反应的化学反应速率减慢【答案】A【详解】A．有气体参加的反应，增大体积减小压强，气体浓度减小，反应速率减慢，故A正确；B．加入氯化钠溶液，氯化钠不参与反应，但溶液体积增大，盐酸浓度减小，反应速率减小，故B错误；C．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，适当增大硫酸浓度可以加快反应速率，但硫酸浓度过大，铁遇浓硫酸钝化，不产生氢气，故C错误；D．升高温度，活化分子百分数增大，无论是放热反应，还是吸热反应，反应速率都增大，故D错误；故答案选A。14．某实验小组利用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液与0.2mol·L-1H2SO4溶液的反应研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下表：实验编号温度/℃V(Na2S2O3)/mLV(H2SO4)/mLV(H2O)/mL出现浑浊时间/s①105.010.00t1②105.05.0at2③505.010.00t3下列说法错误的是（）A．研究温度的影响时，应将溶液混合后置于不同温度的水浴中B．此实验小组探究了浓度和温度对化学反应速率的影响C．实验②中a=5.0D．t2>t1>t3【答案】A【详解】A．由控制变量法可知，实验①、②、③中需要将各组实验H2SO4溶液和Na2S2O3溶液置于一定温度的水浴中一段时间后，再将H2SO4溶液迅速加入Na2S2O3溶液中实验，故A错误；B．实验①②中硫酸浓度不同，实验①③中温度不同，可以探究温度和浓度对化学反应速率的影响，故B正确；C．由控制变量法可知，溶液总体积相同，则实验②中加入H2O的体积为5.0mL，才能保持c(Na2S2O3)与实验①一致，故C正确；D．温度越高、浓度越大，反应速率越快，实验①中硫酸的浓度大，实验③中的温度又比①高，因此反应速率③＞①＞②，则出现浑浊需要的时间t2＞t1＞t3，故D正确；故选A。15．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：编号0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液体积/mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液体积/mL水的体积/mL反应温度/℃反应时间/minⅠ220202.1ⅡV121205.5ⅢV220500.5下列说法不正确的是（）A．V1=1，V2=2B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=0.01mol·L-1·min-1【答案】C【详解】A．根据变量不变原则可知，实验Ⅰ是对照实验，溶液总体积为4mL，则V1=4-2-1=1，V2=4-2=2，故A正确；B．实验目的是探究反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ的温度条件不同，则设计实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，故B正确；C．该定性实验是根据酸性KMnO4溶液褪色时间来判断反应快慢的，所以实验计时是从溶液混合开始，溶液呈无色时结束，故C错误；D．实验Ⅲ中草酸过量，两种溶液混合瞬间c(KMnO4)=0.01mol/L×=0.005mol/L，反应完全时△c=0.005mol/L，v(KMnO4)==0.01mol/(L·min)，故D正确；答案为C。16．一定条件下，在1L密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)开始时加入4molA、6molB、2molC，在1min末测得C的物质的量是3mol。(1)若该反应为放热反应，则反应过程中_______能转化为_______能。(2)用B的浓度变化表示反应的平均速率为_______mol/(L•min)填(“0.5”或“1.5”)(3)若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(填“增大”“减小”或“不变”)①降低温度，化学反应速率_______；②充入1molA，化学反应速率_______；③将容器的体积变为0.5L，化学反应速率_______【答案】(1)

化学热(2)0.5(3)

减小增大增大【解析】（1）根据能量守恒可知，若该反应为放热反应，则反应过程中化学能转化为热能；（2），开始时加入、、，在末测得的物质的量是，则C的物质的量增加1mol，则B的物质的量减少0.5mol，用B的浓度变化表示反应的平均速率为=0.5；（3）①降低温度，活化分子数比例减小，化学反应速率减小；②充入，反应物的浓度增大，化学反应速率增大；③将容器的体积变为0.5L，物质的浓度变大，压强变大，化学反应速率增大。17．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。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，设计实验方案如表，(KMnO4溶液用稀硫酸酸化)，实验装置如下图：实验序号A溶液B溶液①20mL0.1H2C2O4溶液30mL0.0lKMnO4溶液②20mL0.2H2C2O4溶液30mL0.01KMnO4溶液(1)该反应的化学方程式为_______(2)该实验探究的是_______因素对化学反应速率的影响。(3)若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下)，则在2min末，=_______。(假设混合溶液体积为50mL)(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定_______来比较化学反应速率。(一条即可)(5)小组同学发现反应速率随时间的变化如图所示，其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是：①_______；②_______。【答案】(1)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O(2)浓度(3)0.0056(4)KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间(5)

该反应放热产物Mn2+是反应的催化剂【解析】(1)KMnO4在H2SO4酸化条件下和H2C2O4发生氧化还原反应，生成了硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳、水，KMnO4中锰元素降低了5价，1个H2C2O4分子中有2个+3价的C，所以升高1×2=2价，根据化合价升降总数相等可以确定KMnO4和H2C2O4的比例关系为2:5，其化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；答案为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。(2)对比①②实验，只有草酸浓度不同，所以该实验探究的是浓度因素对化学反应速率的影响；答案为浓度。(3)若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下)，则CO2的物质的量为n(CO2)==1.0×10-4mol，由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知，反应消耗KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=2×10-5mol，在2min末，==0.0056；答案为0.0056。(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；答案为KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间。(5)由题中图示可知，t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率，②产物Mn2+是反应的催化剂；答案为该反应放热；产物Mn2+是反应的催化剂。【【能力提升】18．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1时，需要20s，那么c(HI)由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1时，所需反应的时间为（）A．等于5s B．等于10s C．大于10s D．小于10s【答案】C【详解】c(HI)由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1时，需要20s，则该时间段的平均速率为，如果c(HI)由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1时平均反应速率仍为0.001mol·L-1·s-1，则所需时间为10s，但实际上浓度变小，反应速率变慢，所以所需时间要大于10s，故C正确；故选C。19．10mL

浓度为的硫酸与过量的锌粉反应，采取下列措施，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是（）A．加压 B．加入少量固体C．升高温度 D．加入少量固体【答案】B【分析】Zn与稀盐酸发生反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，若加入物质使反应速率降低，则c（H+）减小。但是不影响产生氢气的物质的量，说明最终电离产生的n（H+）不变。【详解】A．硫酸与过量的锌粉反应为固液反应，几乎不受压强影响，A错误；B．CH3COONa与HCl发生反应：CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl，CH3COOH属于弱酸，使溶液中c（H+）减小，反应速率降低，随着H+的消耗会促进CH3COOH电离出H+继续反应，因此最终不会影响产生氢气的物质的量，B正确；C．升高温度，速率加快，C错误；D．若加入Na2CO3溶液，会与盐酸发生反应：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，使溶液中溶液中的c（H+）减小，但由于逸出了CO2气体，因此使n（H+）也减小，产生氢气的物质的量减小，D错误；故选B。20．某化学兴趣小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。实验方案如下：实验编号温度℃Na2S2O3H2SO4加入H2O的体积/mL出现浑浊的时间/s体积mL浓度mol•L-1体积mL浓度mol•L-1120100.1100.10422050.1100.1V8360100.1100.102下列说法不正确的是（）A．实验1和2探究浓度对化学反应速率的影响B．实验2中，V=5C．实验1和3中参加反应的Na2S2O3和H2SO4浓度均约为0.05mol•L-1D．实验3时，先把Na2S2O3溶液和H2SO4溶液混合，然后用60℃水浴加热【答案】D【详解】A．实验1和2的变量为反应物浓度，故探究浓度对化学反应速率的影响，A正确；B．实验1和2的变量为反应物浓度，则需要控制溶液总体积相同，故V=10+10-5-10=5，B正确；C．实验1和3中总体积为Na2S2O3和H2SO4初始体积的一倍，则参加反应的Na2S2O3和H2SO4浓度为初始体积的一半，均约为0.05mol•L-1，C正确；D．实验3时，先用水浴加热到60℃，再把Na2S2O3溶液和H2SO4溶液混合，D错误；故选D。21．NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示，在50~250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_______。【答案】迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO【详解】NH3与NO2的反应为8NH3+6NO27N2+12H2O，在50~250℃范围内，NOx的去除率迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3与O2反应生成了NO，以及随着温度的升高，催化剂的活性降低了，故答案为：迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温