高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率第2课时当堂检测题

第2课时　影响化学反应速率的因素

基础巩固

1.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(　　)。

A.Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应

B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快

C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应

D.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应

答案:A

解析:要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素,则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为浓度不同所致,选项C为反应条件不同所致,唯有选项A是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。

2.某化学反应2X(g)Y(g)+Z(s)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.该反应一定需要加热或点燃等条件

B.E1是逆反应的活化能,E2是正反应的活化能

C.催化剂能减小E1和E2,但不改变反应的焓变

D.X、Y、Z表示的反应速率之比为2∶1∶1

答案:C

解析:吸热反应不一定需要加热或点燃,A项错误。E1是正反应活化能,E2是逆反应活化能,B项错误。催化剂能降低活化能,而不改变反应的焓变,C项正确。Z是固体,不能用Z表示反应速率,D项错误。

3.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的反应过程如下:

第一步:

第二步:

下列有关说法正确的是(　　)。

A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞

B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越大

C.第一步反应需要吸收能量

D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应

答案:C

解析:活化配合物取向适当才是有效碰撞,A项错误。活化配合物能量越高,第一步反应速率越小,B项错误。反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物,C项正确。该反应的反应速率主要取决于慢反应,即取决于第一步反应,D项错误。

4.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里,产生H2的速率可由右图表示。在下列因素中,影响反应速率的是(　　)。

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

答案:C

解析:镁条和盐酸反应产生H2,其反应的实质是Mg+2H+Mg2++H2↑,是镁与H+间的置换,与Cl-无关。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,产生H2的速率会增大;溶液的温度对该反应也有影响,反应放出热量,使温度升高,反应速率也会增大;随着反应的进行,H+浓度不断减小,反应速率会逐渐减小。

5.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)。

答案:D

解析:混合液的体积都为20mL,但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大,其反应速率最大,故最先看到浑浊(有硫单质生成)。

6.(1)已知某条件下,对于反应S2+2I-2S+I2,浓度[c(S2)]-反应时间(t)的变化曲线如图甲所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。

(2)KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图乙。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:                                               。 

答案:(1)如图所示

(2)Mn2+是该反应的催化剂,反应开始后产生的Mn2+使反应速率加快

解析:(1)其他条件不变,降低温度,化学反应速率减小,相同时间内c(S2)的变化量小,此时曲线在原曲线上方;使用催化剂可以加快化学反应速率,相同时间内c(S2)的变化量大,此时曲线在原曲线下方。

(2)温度、浓度和催化剂影响该反应的速率。温度恒定、反应物浓度减小而n(Mn2+)快速增大,则说明反应过程中Mn2+起了催化作用。

能力提升

1.某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间的关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是(　　)。

A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大

B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大

C.条件①,反应速率为0.012 mol·L-1·min-1

D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时,半衰期为62.5 min

答案:B

解析:由题干图中条件①②对应的曲线可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间越短,故反应速率越大,A项正确;由题干图中条件①③对应的曲线可知,其他条件相同时,条件①对应的降冰片烯的起始浓度是条件③对应的降冰片烯的起始浓度的两倍,反应完全条件①所用时间也是条件③所用时间的两倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B项错误;由题干图中数据可知,条件①反应速率为v==0.012mol·L-1·min-1,C项正确;反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件②降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时,半衰期为125min÷2=62.5min,D项正确。

2.实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来加快反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。

下列说法中正确的是(　　)。(忽略液体混合时溶液的体积变化)

A.b1=b2=b3=b4 B.a4=a5=10

C.a6=7.5 D.a1<a2<a3<20

答案:C

解析:本题甲、乙、丙、丁为对比实验,目的是探究CuSO4的量对H2生成速率的影响,为达到此目的,甲、乙、丙、丁四容器中c(H+)应相同。即开始加入4mol·L-1H2SO4溶液的量相同,加水后四种溶液的体积也相同。因此,a1=a2=a3=20,根据丁中加入10mLCuSO4溶液和0mLH2O,可知四容器中溶液的总体积均为20mL+10mL=30mL,则a5=10,a6=7.5,a4=2。收集相同体积H2时所用的时间不同,即说明CuSO4对反应的影响不同。

3.(双选)已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-752 kJ·mol-1的反应机理如下:

①2NO(g)N2O2(g)　(快)

②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)　(慢)

③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)　(快)

下列有关说法错误的是(　　)。

A.①的正反应速率小于②的正反应速率

B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效

C.N2O2和N2O是该反应的催化剂

D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大

答案:AC

解析:①为快反应,说明反应物的活化能较小,反应更容易发生;②为慢反应,说明反应物的活化能较大,因此①的正反应速率大于②的正反应速率,A项错误。②反应为慢反应,反应慢说明反应的活化能大,物质微粒发生碰撞时,许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B项正确。反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误。总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。

4.化学反应速率在生产生活中有重要作用。

(1)一定温度下,氧化铁可与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成单质铁11.2 g。10 min内v(CO)=　　 mol·L-1·min-1。 

(2)研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素,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。

①对比实验Ⅰ、Ⅱ可得出:　　,化学反应速率增大。 

②对比实验Ⅱ、Ⅳ可得出:　　,化学反应速率增大。 

③在0~10 min内,实验Ⅲ的平均速率v(Y)=　　　　 mol·L-1·min-1。 

答案:(1)0.015　(2)①增大反应物浓度　②升高温度　③0.02