人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率第2课时课堂检测

第2课时　影响化学反应速率的因素　活化能

基础过关练

题组一　影响化学反应速率的因素

1.(2020新疆昌吉教育共同体高二上期末)在生产、生活中为增大反应速率而采取的措施合理的是(　　)

A.食物放在冰箱中

B.在食品中添加适量防腐剂

C.在糕点包装袋内放置小包除氧剂

D.工业上燃烧硫铁矿制取SO2时,先将硫铁矿粉碎

2.(2020湖南益阳高二上期末)在反应2H2O2 2H2O+O2↑中,下列操作能减小化学反应速率的是(　　)

A.降低温度         B.升高温度

C.增大H2O2的浓度 D.加入少量MnO2

3.(2020江苏盐城中学高二上期中)下列反应条件的改变对反应2SO2+O2 2SO3的化学反应速率的影响正确的是(　　)

A.增大SO2浓度能加快化学反应速率

B.减小SO3的浓度能加快化学反应速率

C.升高温度能减慢化学反应速率

D.添加催化剂对化学反应速率无影响

4.(2020福建福州八县一中高二上期中)关于反应2NO2(g) N2O4(g)的化学反应速率的说法正确的是(　　)

A.化学反应速率为6 mol·L-1·s-1时一定比化学反应速率为3.5 mol·L-1·s-1时大

B.不能根据气体颜色变化来确定该反应进行的快慢

C.恒温恒容条件下,充入N2,压强增大,但正、逆反应速率都不变

D.升温或加压都能增大反应物活化分子百分数,从而加快化学反应速率

5.(2020浙江浙东北联盟高二上期中)常温下,分别将四块形状相同、质量均为

7 g的铁块同时投入足量下列四种溶液中。铁块最快溶解完的是(　易错　)

A.250.0 mL 2 mol·L-1盐酸

B.150.0 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液

C.40.0 mL 5 mol·L-1盐酸

D.20.0 mL 18.4 mol·L-1 H2SO4溶液

6.我国研究人员合作设计的一种“松果结构”铂金属催化剂,可用于电解法制备氢气,在制氢效果不变的情况下,将铂金属的用量降低到了传统商业催化剂的。下列说法错误的是(　　)

A.使用催化剂可以增加活化分子的百分数

B.催化剂与反应物接触面积的大小会影响反应的焓变

C.该研究说明催化剂的催化效果与结构有关系

D.催化剂与反应物接触面积的大小会影响化学反应速率

题组二　活化能及其对化学反应速率的影响

7.(2020广东广州二中、珠海一中高二上期中)改变以下条件,能增加反应物分子中活化分子百分数的是(深度解析)

①升高温度　②增加浓度　③缩小反应容器体积　④使用催化剂

A.①③ B.①④ C.②③ D.①③④

8.(2020广东佛山一中高二上期中)下列反应中活化能最低的是(　　)

A.氢气在氧气中燃烧

B.碳酸钙受热分解

C.盐酸与硝酸银溶液混合

D.草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色

9.(2020辽宁省实验中学高二上期中)下列有关有效碰撞的说法不正确的是(　　)

A.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子

B.有效碰撞是发生化学反应的充要条件

C.只要条件合适,普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞

D.活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞

10.(2020天津七校高二上期中联考)下列说法正确的是(　　)

A.活化能接近零的反应,当反应物相互接触时,反应瞬间完成,而且温度对其反应速率几乎没有影响

B.升高温度和增大压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率的

C.人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,把活化分子具有的能量叫做活化能

D.活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易,也会对化学反应前后的能量变化产生影响

11.在化学反应中,能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞,这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能,其单位用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。

(1)图中反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,该反应　　　　(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量,该反应的ΔH=　　　　(用含E1、E2的代数式表示)。 

(2)已知:H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1。则其逆反应的活化能为　　　　　　　　　　　。 

(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能　　　　(填“升高”“降低”或“不变”),对反应热是否有影响?　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　化学反应速率影响因素的综合分析

1.(2020福建泉州高二上期末,)已知反应Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,某同学按下表进行实验,最先出现浑浊的是(　　)

2.(2020河北唐山高二上期末,)已知1 mol H2O2分解放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理如下:

①H2O2+I- H2O+IO-　慢

②H2O2+IO-H2O+O2+I-　快

下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A.当该反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2

B.H2O2的分解速率主要是由反应②决定的

C.IO-是该反应的催化剂

D.催化剂的加入改变了该反应的反应热

3.(2020浙江台州高二上期末,)实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列说法不正确的是(　　)

A.若增大压强,该反应的反应速率可能不变

B.pH=7.5时,随着反应的进行反应速率逐渐增大

C.一定pH范围内,溶液中H+浓度越大,反应速率越快

D.可采取调节pH的方法使反应停止

4.(2020湖南常德高三上期末,)下列各项不能用下图表示的是(　　)

5.()研究反应2X(g) Y(g)+Z(g)的化学反应速率的影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(深度解析)

A.比较实验②、④得出:升高温度,化学反应速率加快

B.比较实验①、②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快

C.若实验②、③只有一个条件不同,则实验③可能使用了催化剂

D.在0~10 min内,实验②的平均化学反应速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1

6.(2020吉林省实验中学高二上期中,)甲、乙两个实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):

甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验,实验装置如图。其中A、B的成分见下表:

(1)该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　,实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平。 

乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验:

(2)x=　　　　,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是　　　　　　　。 

(3)2号实验中,用H2C2O4表示的反应速率为　　　　　　(反应后溶液的总体积变化忽略不计)。 

(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高,再次进行3号实验,测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如下表:

①结合实验目的与表中数据,你得出的结论是　　　　　　　　　　 　　　。 

②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是　　　　的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是　　　　。深度解析 

a.硫酸钾　　　　 b.水

c.二氧化锰　　　　 d.硫酸锰

题组二　活化能及其对化学反应速率的影响

7.(2020河南洛阳高三上期中,)我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞;发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量,这种分子叫做活化分子;活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能。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接近于零

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

8.(2020山东临沂高三上期末,)已知反应S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下:

①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)

②2Fe2+(aq)+S2(aq) 2Fe3+(aq)+2S(aq)

下列有关该反应的说法不正确的是(　　)

A.增大S2浓度,反应②的反应速率加快

B.Fe3+是该反应的催化剂

C.该反应是放热反应

D.Fe3+降低了该反应的活化能,也减小了该反应的焓变

9.()2CH2CH2(g)+O2(g) 2(g)　ΔH=-106 kJ·mol-1的反应机理如下:

①Ag+O2 AgO2　　慢

②CH2CH2+AgO2 +AgO　快

③CH2CH2+6AgO 2CO2+2H2O+6Ag　快

下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A.反应的活化能为106 kJ·mol-1

B.AgO2是反应的催化剂

C.增大乙烯浓度能显著提高环氧乙烷的生成速率

D.理论上0.7 mol乙烯参与反应最多可得到0.6 mol环氧乙烷

10.(2019四川成都外国语学校高二上月考,)用氢气还原氮氧化物的反应为2H2+2NO 2H2O+N2,该反应的化学反应速率与反应物浓度之间满足关系:v=k·cm(H2)·cn(NO),其中k是一个常数,m、n的值可由实验测定。某科研团队测定了该反应在不同投料关系时N2的起始化学反应速率,数据如下表。下列说法正确的是(　　)

A.m=2、n=1

B.实验2中NO的平均化学反应速率约为1.28×10-3 mol·L-1·s-1

C.增大反应物浓度,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增大

D.与H2相比,NO浓度的变化对化学反应速率影响更为显著

答案全解全析

基础过关练

1.D　冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减小食物腐败的速率;在食品中添加适量防腐剂,可减小食品腐败的速率;在糕点包装袋内放置小包除氧剂,可减缓糕点被氧化的速率;将硫铁矿粉碎后,固体表面积增大,反应速率增大。

2.A　降低温度,化学反应速率减小,A正确;升高温度,化学反应速率加快,B错误;增大反应物浓度,化学反应速率加快,C错误;二氧化锰可以作该反应的催化剂,加入二氧化锰化学反应速率加快,D错误。

3.A　对于反应2SO2+O2 2SO3来说,增大压强、增大反应物和生成物浓度、升高温度以及使用催化剂,都可增大反应速率。

4.C　同一化学反应中,用不同物质表示的化学反应速率不能直接比较,应该转化为同种物质表示的化学反应速率,再比较,A错误;二氧化氮为红棕色,四氧化二氮为无色,可根据单位时间内颜色变化的快慢确定反应进行的快慢,B错误;恒温恒容条件下,充入N2,压强增大,但反应物的浓度不变,正、逆反应速率都不变,C正确;增大压强,反应物的浓度增大,单位体积内活化分子数目增多,但活化分子百分数不变,D错误。

5.B　铁与盐酸、稀硫酸反应的实质为Fe+2H+ Fe2++H2↑,铁块相同,H+浓度越大,反应速率越快,注意常温下铁遇浓硫酸发生钝化。A项,H+浓度为2 mol·L-1;B项,H+浓度为4 mol·L-1;C项,H+浓度为5 mol·L-1;D项为浓硫酸,常温下铁遇浓硫酸发生钝化。C中铁反应的速率最快,但HCl的物质的量只有0.2 mol,不能完全溶解7 g铁,所以铁与2 mol·L-1 H2SO4溶液反应最快溶解完。

易错警示　本题容易忽视“铁块最快溶解完”这个要求而错选C;忽视常温下铁遇浓硫酸钝化而错选D。

6.B　催化剂可降低反应的活化能,所以使用催化剂可以增加活化分子的百分数,A正确;使用催化剂不能改变反应的焓变,B错误;使用“松果结构”铂金属催化剂,在制氢效果不变的情况下,将铂金属的用量降低到了传统商业催化剂的,说明催化剂的催化效果与结构有关系,C正确;催化剂与反应物接触面积的大小会影响反应速率,D正确。

7.B　增大压强或增大反应物浓度,可使单位体积内活化分子数目增多,但活化分子百分数不变;升高温度或加入催化剂可增大反应物分子中的活化分子百分数。

反思升华　根据有效碰撞理论,外界条件改变,化学反应速率发生变化的规律如下:

8.C　反应的活化能最低说明反应最容易发生。氢气在点燃条件下才能与氧气反应;碳酸钙受热才分解;盐酸与硝酸银溶液混合立即发生复分解反应生成白色沉淀;草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的是氧化还原反应;C项反应最容易发生,活化能最低。

9.C　物质发生化学反应,分子间必须发生有效碰撞,普通分子间不能发生有效碰撞,A正确,C错误;发生有效碰撞才能发生化学反应,发生化学反应必定发生了有效碰撞,B正确;活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞,D正确。

10.A　活化能接近零的反应,分子基本是活化分子,只要接触就可迅速反应,温度对其反应速率影响不大,A正确;增大压强是增加了单位体积内活化分子的数目,不改变活化分子百分数,B错误;活化能指活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,C错误;活化能的大小对化学反应前后的能量变化无影响,D错误。

11.答案　(1)放热　需要　E2-E1

(2)409.0 kJ·mol-1

(3)降低　无影响　催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变

解析　(2)由图示可知ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,故逆反应活化能=正反应活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。

能力提升练

1.C　通过题表中数据知,C与A硫酸浓度相同,但温度C高于A,因此C中化学反应速率大于A中化学反应速率;B与D硫酸浓度相同,但温度D高于B,所以D化学反应速率大于B;C与D温度相同,但硫酸浓度C大于D,所以C化学反应速率大于D;则最先出现浑浊的是C。

2.A　当反应放出98 kJ的热量时消耗1 mol H2O2,会生成0.5 mol O2,A正确;化学反应速率由慢反应决定,H2O2的分解速率主要由反应①决定,B错误;该反应的催化剂是I-,C错误;催化剂降低反应的活化能,使活化分子百分数增大,从而加快化学反应速率,但不影响反应热,D错误。

3.B　图像没有给出压强对反应速率的影响,因此增大压强,反应速率可能不变,A正确;pH=7.5时,随着反应的进行,曲线斜率先逐渐增大,后逐渐减小,说明反应速率先增大后减小,B错误;由图像可知,一定pH范围内,溶液中H+浓度越大,反应速率越快,C正确;当pH=8.8时,反应速率接近0,所以可采取调节pH的方法使反应停止,D正确。

4.C　镁条与H2SO4溶液的反应为放热反应,所以随着反应的进行,溶液温度会升高,当反应结束,溶液温度又会降低,图像符合;酶在适当的温度下,温度越高催化效果越好,但温度过高会使酶失去活性,所以随着温度的升高,反应速率先增大后减小,图像符合;0.1 mol/L盐酸滴加到同浓度AgNO3溶液中,沉淀逐渐增多,后不变,则图像不符合;NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,图像符合。

5.D　实验②、④中反应物起始浓度相同,温度不同,④的化学反应速率较大,则可得出:升高温度,化学反应速率加快,A正确;①、②温度相同,反应物浓度不同,①中反应物浓度较大,化学反应速率较快,可得出增大反应物浓度,化学反应速率加快,B正确;②、③中反应物温度、浓度相同,最终c(X)也相同,③的化学反应速率较大,可能加入了催化剂,C正确;在0~10 min内,实验②中X的浓度变化为0.2 mol·L-1,则v(Y)=v(X)=×=0.01 mol·L-1·min-1,D错误。

反思升华　在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对化学反应速率的影响时,保证其他因素相同,逐一改变一个因素,通过实验探究,分析得出该因素对化学反应速率的影响。

6.答案　(1)2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O

(2)5　KMnO4溶液过量

(3)0.006 25 mol/(L·s)

(4)①温度不是反应速率突然加快的原因

②催化剂　d

解析　(1)酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水。

(2)探究浓度对反应速率的影响时,溶液的总体积都为20 mL,据此判断x的值;由于4号实验中高锰酸钾溶液过量,溶液最终没有褪色。

(3)根据n=cV计算出反应物的物质的量,计算可知高锰酸钾量不足,用高锰酸钾的物质的量来计算反应消耗的草酸的物质的量,最后根据v=计算出用H2C2O4表示的反应速率。

(4)①根据题表数据知,温度升高不明显,对反应速率影响不大,说明温度不是反应速率突然加快的原因。

②酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应生成了锰离子,锰离子有催化作用,所以还可能是催化剂的影响,要想验证锰离子的催化作用,在做对照实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否有变化。

反思升华　本题考查了化学反应速率的计算及影响化学反应速率的因素等,解题时注意掌握影响化学反应速率的因素,注意运用控制变量法。

7.B　催化剂可降低反应的活化能,A正确;能够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物质,即没有发生化学反应,不是有效碰撞,B错误;盐酸和氢氧化钠溶液反应的实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水,在溶液中氢离子与氢氧根离子已经处于活跃状态,因此盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零,C正确;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,D正确。

8.D　增大S2浓度,反应②的反应速率加快,A正确;若往该溶液中加入含Fe3+的某溶液,发生的总反应为S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),Fe3+为反应的催化剂,B正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应是放热反应,C正确;催化剂不改变反应的焓变,D错误。

9.D　该反应的反应热为-106 kJ·mol-1,活化能不是106 kJ·mol-1,A错误;AgO2是中间产物,不是反应的催化剂,B错误;根据反应机理可知,化学反应速率取决于慢反应,所以增大乙烯浓度对提高环氧乙烷的生成速率影响不大,C错误;根据反应机理可知,理论上0.7 mol乙烯参与反应,其中有0.1 mol被氧化生成二氧化碳,所以最多可得到0.6 mol环氧乙烷,D正确。

10.D　由实验1、2可知=,可得m=1,由实验3、4可知=,可得n=2,A错误;实验2中NO的平均化学反应速率为6.38×10-3 mol·L-1·s-1×2≈1.28×10-2 mol·L-1·s-1,B错误;增大反应物浓度,单位体积内活化分子数目增加,单位时间内有效碰撞次数增大,化学反应速率加快,C错误;由n大于m可知,与H2相比,NO浓度的变化对化学反应速率影响更为显著,D正确。