2011版高考总复习系列 → 化学 (创新设计)7-1

第一节　化学反应速率及影响因素 第一节　化学反应速率及影响因素 1. (2010·原创)对于一定条件下进行的化学反应：2SO2＋O2 2SO3，改变下列条件，可以提高反应物中活化分子百分数的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①增大压强　②升高温度　③加入催化剂　④减小反应物浓度 A．①② B．②③ C．①②③ D．①④ 解析：活化分子具有比普通分子更高的能量，若想提高活化分子的百分数，可采用的方法：一是升高温度，提高所有反应物分子的能量，这样能使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而提高了活化分子百分数；二是加入催化剂，降低反应所需要的能量，即降低反应的活化能，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高反应物中活化分子的百分数。 ：B 2． 常温常压下，铜和稀硝酸的反应，开始时反应速率非常慢，但是随着反应的进行，反应速率会不断地加快。这一现象有悖于浓度对反应速率的影响。为研究和分析影响该反应的反应速率的因素，某学校化学探究性学习小组的同学分别进行了下列实验：①测定实验过程中体系温度的变化；②分别测定向HNO3中通入少量NO2和不通NO2条件下的反应速率；③分别测定向HNO3中加少量亚硝酸盐和不加亚硝酸盐的反应速率。得到的结果为：反应过程中溶液的温度升高不明显，而通入NO2和加入亚硝酸盐，反应速率明显加快。由此，下列有关说法不正确的是(　　) A．稀HNO3中通入NO2后，NO2与H2O反应生成HNO3，从而增大了HNO3浓度， 加快反应速率 B．NO或NO2可能是该反应的催化剂，由于反应过程中有氮氧化物生成，有利于反 应的进行，加快了反应速率 C．NO2的催化机理可能为NO2通入HNO3后，在溶液中有NO生成，NO催化了反 应的进行 D．Cu和稀HNO3的反应为放热反应，反应过程中使溶液的温度上升，但温度升高不 是该反应在反应过程中速率加快的主要原因 解析：实验①说明温度变化不是反应速率加快的主要原因；实验②③则说明，NO2、NO对该反应具有催化作用；由题意知HNO3浓度的变化不可能成为反应速率加快的原因。 答案：A 3. 设C＋CO2 2CO(正反应为吸热反应)，反应速率为v1；N2＋3H2 2NH3(正反应为放热反应)，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　) A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 解析：升高温度，无论反应是吸热反应还是放热反应，反应速率均增大。 答案：A 4． 少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　) ①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④加CH3COONa固体　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸 A．①⑥⑦ B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．⑤⑦⑧ 解析：本题考查的是改变反应速率的方法。由于要使反应速率加快，同时不改变氢气的产量，所以不能减少盐酸的量，可以采取增大盐酸的浓度或升高温度或形成原电池的方法，达到这一效果，但因铁粉少量，故不宜选⑥。 答案：C 5． 对于在同一容器中进行的反应C＋O2===CO2，下列说法不正确的是(　　) A．将碳块磨成粉末可以加快反应速率 B．升高温度一般可以加快反应速率 C．容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变 D．增加碳的量可以加快反应速率 解析：将碳块磨成粉末，增大了反应物之间的接触面积，A选项正确。B选项显然也正确。C选项中，向容器内充入了N2，由于容器体积不变，没引起各物质的浓度变化，另一方面，N2不与其中的任何物质反应，也不会引起浓度变化，故反应速率不变。D选项是增加碳的量，由于碳是固体，其浓度不随量的变化而变化，因此反应速率不会改变。 答案：D 6．(2010·试题调研，山东枣庄期末)(1)在一体积为10 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850°C时发生如下反应： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0 CO和H2O浓度变化如下图，则0～4 min的平均反应速率v(H2O)＝________mol·(L·min)－1。 850°C时物质浓度的变化　 时间/min c(CO)/ mol·L－1 c(H2O)/ mol·L－1 c(CO2)/ mol·L－1 c(H2)/ mol·L－1 0 0.200 0.300 0 0 2 0.138 0.238 0.062 0.062 3 c1 c2 c3 c3 4 c1 c2 c3 c3 5 0.116 0.216 0.084 6 0.096 0.266 0.104 (2)t°C时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。 ①表中3～4 min之间反应处于________状态；若c1数值大于0.08 mol·L－1，则温度t________850°C(填“>”“<”或“＝”)。 ②表中5～6 min之间数值发生变化，可能的原因是(　　) A．升高温度 B．体积不变，通入水蒸气 C．缩小体积，增大压强 D．体积不变，通入氢气 解析：(1)v(H2O)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1。 (2)①在3～4 min之间，各物质的浓度保持不变，说明反应处于平衡状态。c1>0.08，相当于原平衡向逆反应方向移动了，所以t>850℃。 ②在5～6 min之间，CO浓度减小，H2O(g)的浓度增大，CO2浓度也增大，说明通入水蒸气导致了平衡向正反应方向移动，B项对。 答案：(1)0.03　(2)①平衡　>　②B 一、选择题 1．(2009·宁夏理综，10)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 实验 反应温度/°C Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c(mol·L－1) V/mL c(mol·L－1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 解析：考查反应速率的影响因素和控制变量分析外界因素对速率的影响。 答案：D 2．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是(　　) A．通入大量O2 B．增大容器容积 C．移去部分SO3 D．降低体系温度 解析：增加O2的浓度，反应速率加快，A项正确。增大容器容积、移去部分SO3，即减小浓度，而减小物质的浓度、降低温度均减小反应速率，B、C、D项错误。 答案：A 3．一定量的锌与过量的稀H2SO4反应制取氢气，一定温度下为减慢反应速率而又不影响氢气的量，可向其中加入(　　) A．KCl固体 B．铁粉 C．K2SO4溶液 D．KNO3溶液 解析：A项中KCl固体不影响反应速率；B项中因铁粉与稀H2SO4反应放出H2，而导致H2的量增加；C项加入K2SO4溶液，c(H＋)减小，反应减慢，因锌的质量不变，故放出H2的量没有变化；D项中加入KNO3溶液，因酸性条件下NO具有强氧化性，与锌反应不放出H2。 答案：C 4．(2010·试题调研，福建厦门3月)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应),673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系示意图如图所示。下列叙述中正确的是(　　) A．c点处正反应速率和逆反应速率相等 B．a点处正反应速率比b点处的大 C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D．t2点时刻，正反应速率大于逆反应速率 解析：图象中c点尚未建立平衡，反应继续向生成NH3的方向进行，正反应速率大于逆反应速率，A项错误；反应物H2的浓度a点大于b点，反应物的浓度越大，反应速率越大，B项正确；d、e两点为同一平衡状态，N2的物质的量相同，不再随时间的变化而改变，此时正、逆反应速率相等，因此C、D错误。 答案：B 5．(2010·试题调研，山东威海统考)在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1时的反应速率为(　　) 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/mol·L－1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/mol·L－1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/mol·L－1·s－1 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8 A. 0.038 0 mol·L－1·s－1 B．0.152 mol·L－1·s－1 C．0.608 mol·L－1·s－1 D．0.760 mol·L－1·s－1 解析：分析表中数据可知，反应速率与HI和H2O2浓度的乘积成正比，据此计算可得B项正确。 答案：B 6. 在2 L的密闭容器中，发生以下反应： 2A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol·(L·s)－1，则10 s时，容器中B的物质的量是(　　) A．3.4 mol B．3.2 mol C．2.8 mol D．1.2 mol 解析：前10 s消耗A的物质的量为0.12 mol·L－1·s－1×10 s×2 L＝2.4 mol，可以求得消耗B的物质的量只有A的一半，因此剩余B为4 mol－mol＝2.8 mol。 答案：C 7．(2010·改编)可逆反应mA(g)＋nB(l) pC(g)，改变温度(其他条件不变)、压强(其他条件不变)，对上述反应正逆反应速率的影响分别如右图所示，以下叙述正确的是(　　) A．m>p，正反应为放热反应 B．mp，正反应为放热反应 D．m＋n>p，正反应为吸热反应 解析：由v－T图象可以看出，升高温度时，逆反应速率增大程度大，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。从v－P图象知，增大压强时，正反应速率增大程度大，考虑到B为液态，则m>p，故选A。 答案：A 8．将A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将B g(A>B)粉末状碳酸钙与同浓度足量盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是(　　) 解析：粉状CaCO3比块状CaCO3表面积大，与同浓度盐酸反应，粉状反应速率快，单位时间内损失CaCO3的质量大，据图象观察，开始时，实线高于虚线的，A、B选项不符合题意，被排除，而块状CaCO3A g质量比粉状的B g质量大，当粉状完全消耗时块状的仍有剩余，最终均完全反应被消耗，则损失质量与原来的质量有关，由于A>B，则损失质量亦为A>B。 答案：C 9． 一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，反应过程如图： 下列说法正确的是(　　) A．t1 min时正逆反应速率相等 B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝ mol/(L·min) D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25 mol/(L·min) 解析：t1 min时，只是X和Y的物质的量相等，没有达到平衡状态，说明正逆反应速率不相等；根据图象，Y表示H2的物质的量随时间的变化关系，X表示NH3的物质的量随时间的变化关系，0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝mol/(L·min),10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 mol/(L·min)。 答案：B 10．把镁条投入到盛有盐酸的敞口的容器里，产生氢气的速率变化如右图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是(　　) ①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度 A．①④ B．③④ C．①②③ D．②③ 解析：镁条和盐酸反应产生氢气的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与酸中的H＋间的置换反应，与Cl－无关，故④不是影响该反应速率的因素。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，则产生氢气的速率会加快。溶液的温度对该反应也有影响，温度越高，产生氢气的速率越快，随着反应的进行，H＋浓度不断减少，则反应速率逐渐减慢。 答案：C 二、非选择题 11．(2010·原创)(1)某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为： __________________________________。 (2)反应开始至2 min，Z的平均反应速率为________________________________________________________________________。 解析：分析图可以看出，2 min 之内，X由1.0 mol减少到0.7 mol，减少0.3 mol；Y由1.0 mol减少到0.9 mol，减少0.1 mol；Z由0 mol增加到0.2 mol，增加0.2 mol。变化的物质的量之比即为反应方程式中各物质的化学计量系数比。 答案：(1)3X＋Y2Z　(2)0.05 mol·L－1·min－1 12．加入0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢溶液 (ρ＝1.1 g·mL－1)中，在

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状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。 (1)实验时放出气体的总体积是________。 (2)放出一半气体所需的时间为________。 (3)反应放出气体所需时间为________。 (4)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为________。 (5)解释反应速率变化的原因________________________________________________________________________。 解析：根据V－t图象知，反应进行至1 min时，放出O2的体积为30 mL，反应进行至2 min时，放出O2的体积为45 mL，反应进行至5 min时，放出O2的体积达最大值60 mL；由V－t曲线的斜率变化可知：D、C、B、A的反应速率逐渐减小，这是因为随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，反应速率逐渐变小。 答案：(1)60 mL　(2)1 min　(3)2 min　(4)D>C>B>A　 (5)随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，反应速率逐渐变慢 13．在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？ (1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸________； (2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒________； (3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色 HgI2________； (4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体________； (5)同浓度、同体积的盐酸中放入体积同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢________； (6)完全相同的石灰石分别在0.1 mol/L的盐酸和1 mol/L的盐酸中反应速率不同________； (7)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象______________________。 解析：影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。 答案：(1)光照　(2)反应物的接触面积　(3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积　 (4)催化剂　(5)反应物本身的性质　(6)反应物的浓度　(7)反应温度 14．(2010·试题调研，宁夏中卫5月)大约有85%的化学反应需要用催化剂，催化剂的研究是21世纪化学研究的重要课题之一。 Ⅰ.某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且A和二氧化锰的最佳催化温度均在500°C左右。于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验，实验时均以集满500 mL氧气为准(其他可能影响实验的因素均可忽略)。 用MnO2作催化剂 实验序号 KClO3的质量/g MnO2的质量/g 反应温度/°C 待测数据 1 8.0 2.0 500 2 8.0 2.0 500 用A作催化剂 实验序号 KClO3的质量/g A的质量/g 反应温度/°C 待测数据 1 8.0 2.0 500 2 8.0 2.0 500 试回答以下问题：上述实验中的待测数据应是________________________________________________________________________； 完成此研究后，他们准备发表一篇研究

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，请你替他们拟一个报告的题目：________________________________________________________________________。 Ⅱ.已知下列化学反应：5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋5O2 ＋2MnSO4＋8H2O。某化学研究性学习小组在做此实验时发现：在敞口容器中，当H2O2与酸化的KMnO4溶液混合时，开始放出氧气的速率很慢，一段时间后产生氧气的速率很快，经过测定发现溶液温度变化不大，学生百思不得其解，向老师询问，老师认为影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、压强和催化剂，现随着反应的进行，反应物的浓度在逐渐降低，敞口容器的压强不受影响，反应的温度变化不大，则可能的影响因素是催化剂。在老师的提示下学生又做了三个对比实验如下： (1)空白实验 (2)起始时加入少量K2SO4固体 (3)起始时加入少量MnSO4固体 (4)起始时加入少量水 结果发现(1)(2)起始反应速率差不多，(4)的起始反应速率比(1)(2)慢，(3)的起始反应速率很快。请解释实验(Ⅱ)中反应速率变化的原因是________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.相同条件下，催化剂的性能主要体现在对化学反应速率的影响方面，因此在实验过程中需测集满500 mL氧气所用的时间，本实验主要从定量的角度对不同催化剂的催化效果进行对比分析研究。 Ⅱ.反应开始慢后来快，说明生成的产物对反应起了催化作用，由题给信息知，起催化作用的产物为MnSO4。 答案：Ⅰ.相同条件下集满500 mL氧气所用的时间　不同催化剂的催化效果对照研究 Ⅱ.反应生成的MnSO4对此反应起催化作用，故反应速率先慢后快