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  • 2021-07-03 发布

2020年高中化学 专题4 课题二 催化剂对过氧化氢分解速率的影响同步课时限时训练 苏教版选修6

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课题二 催化剂对过氧化氢分解速率的影响 ‎(时间:45分钟)‎ ‎1.下列关于催化剂的说法,正确的是(  )‎ ‎ A.催化剂能使不起反应的物质发生反应 ‎ B.催化剂在化学反应前后,化学性质和质量都不变 ‎ C.催化剂不能改变化学反应速率 ‎ D.任何化学反应都需要催化剂 ‎ 答案 B ‎2.能够增加反应物分子中活化分子百分数的是(  )‎ ‎ A.升高温度 B.减小压强 ‎ C.增大压强 D.增大浓度 ‎ 解析 升高温度可以增加单位体积内的活化分子百分数;增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。‎ ‎ 答案 A ‎3.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。分解时,刚加入硫酸,反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为(  )‎ ‎ A.酸使亚氯酸的氧化性增强 ‎ B.溶液中的H+起催化作用 ‎ C.溶液中的Cl-起催化作用 ‎ D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 ‎ 解析 由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用,故正确答案为C。‎ ‎ 答案 C ‎4.某反应过程中能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是(  )‎ - 8 -‎ ‎ A.该反应为放热反应 ‎ B.催化剂改变了化学反应的热效应 ‎ C.催化剂不改变化学反应过程 ‎ D.催化剂改变了化学反应速率 ‎ 解析 A项,反应物总能量低于生成物总能量应为吸热反应,催化剂降低反应所需活化能,改变反应过程,改变化学反应速率,但热效应不变,所以D正确。‎ ‎ 答案 D ‎5.使用催化剂能加快反应速率的主要原因是(  )‎ ‎ A.活化分子能量明显增加 ‎ B.降低活化分子的能量 ‎ C.增加活化分子百分数 ‎ D.增加反应活化能 ‎ 解析 使用催化剂,降低反应活化能,使部分能量较低的分子转化为活化分子,增加了单位体积内活化分子百分数,使反应速率加快。‎ ‎ 答案 C ‎6.合成氨时采用‎500 ℃‎左右的温度进行,主要是因为在该温度时(  )‎ ‎ A.合成氨的化学反应速率最大 ‎ B.N2的转化率最高 ‎ C.催化剂的活性最大 ‎ D.NH3在平衡混合气体中的体积分数最大 ‎ 解析 当压强一定、温度升高时,虽然能增大合成氨的反应速率,但由于合成氨反应是放热反应,升高温度会降低平衡混合物中NH3的含量。因此,从反应的理想条件来看,氨的合成反应在较低温度下进行有利,但是温度过低,反应速率很小,需要很长的时间才能达到平衡状态,这在工业生产上是很不经济的。铁触媒在‎500 ℃‎左右时的活性最大,这是合成氨反应一般选择在‎500 ℃‎左右进行的重要原因之一。‎ ‎ 答案 C - 8 -‎ ‎7.已知:X(g)+Y(g)3Z(g),X与Y在有催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图实线所示,在无催化剂条件下发生反应建立的平衡如下列各图虚线所示,则相应的图示正确的是(  )‎ 解析 催化剂可增大化学反应速率,故A、C错;催化剂不能改变化学平衡,故B对,D错。‎ 答案 B ‎8.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/℃‎ 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 结合选项知混合液的体积都为20 mL,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)。‎ ‎ 答案 D ‎9.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积),下列分析正确的是(  )‎ - 8 -‎ ‎ A.OE段表示的平均反应速率最快 ‎ B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1‎ ‎ C.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7‎ ‎ D.F点收集到的CO2的量最多 ‎ 解析 OE段、EF段、FG段中用CO2的物质的量表示的平均反应速率分别为0.01 mol·min-1、0.02 mol·min-1、0.005 mol·min-1,反应速率之比为2∶4∶1,所以EF段表示的平均反应速率最快,该段用盐酸表示的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1,G点收集到的CO2的量最多。‎ ‎ 答案 B ‎10.酶是蛋白质,因而酶有蛋白质的特性。酶又是生物制造出来的催化剂,能在许多有机反应中发挥作用。下图表示温度T与反应速率v的关系曲线中,有酶参加的是(  )‎ 解析 要从两个方面把握酶的催化作用:一是在室温下酶就能对某些有机反应充分发挥催化作用;二是酶作为蛋白质在稍高温度下会发生变性而失去催化作用。D图表示在适宜的温度下反应速率随温度升高而增大,温度过高时反应速率迅速减慢,符合酶的性质。‎ 答案 D ‎11.据新华网报道,加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”,能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体,用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。下列说法中不正确的是(  )‎ ‎ A.使用电催化剂,加快了水的分解速率 ‎ B.金属氧化物固体的量越多,水分解速率越快 ‎ C.反应一段时间,过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化 - 8 -‎ ‎ D.金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率 ‎ 解析 催化剂的用量对化学反应速率有影响,在一定用量范围内,随着用量增加,反应时间缩短,反应速率加快;但催化剂的用量增加到一定值后,反应时间和反应速率不再改变,故B项错误。‎ ‎ 答案 B ‎12.由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是(  )‎ 事实 结论 A 其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快 B 工业制硫酸中,在SO3的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大 C 在容积可变的密闭容器中发生反应:2NH3(g)N2H4(l)+H2(g),把容积的体积缩小一半 正反应速率加快,逆反应速率减慢 D 向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快 当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率 ‎ 解析 C项中压缩容器体积,反应物、生成物的浓度均增加,正、逆反应速率均加快。‎ ‎ 答案 C ‎13.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。‎ 编号 反应物 催化剂 ‎①‎ ‎10 mL 2% H2O2溶液 无 ‎②‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液 无 ‎③‎ ‎10 mL 5%H2O2溶液 ‎1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 ‎④‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液 ‎+少量HCl溶液 ‎1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 ‎⑤‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液 ‎1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 - 8 -‎ ‎+少量NaOH溶液 ‎(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是____________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为____________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)实验①和②的目的是___________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。‎ 分析图示能够得出的实验结论是_________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 解析 加入催化剂可降低反应的活化能,反应速率增大;因过氧化氢显示出弱酸性,因此为部分电离;实验①和②过氧化氢的浓度不同,实验目的是探究浓度对反应速率的影响,但可能因过氧化氢性质稳定,反应速率太慢,现象不明显,可以给不同浓度的过氧化氢提供相同的温度或催化剂,进行探究浓度对反应速率的影响。分析实验③、④、⑤表中的反应物和催化剂结合图像知道,酸碱性环境影响反应速率,对平衡移动没有影响。‎ 答案 (1)降低了反应的活化能 (2)H2O2H++HO ‎(3)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)‎ ‎(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,但酸碱性环境对平衡移动无影响 ‎14.臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。‎ ‎(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是________和________(填化学式)。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎(2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知:O3‎ - 8 -‎ 的起始浓度为0.021 6 mol·L-1。‎ pH ‎ t/min T/℃  ‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎6.0‎ ‎6.0‎ ‎20‎ ‎301‎ ‎231‎ ‎169‎ ‎58‎ ‎30‎ ‎158‎ ‎108‎ ‎48‎ ‎15‎ ‎50‎ ‎31‎ ‎26‎ ‎15‎ ‎7‎ ‎①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是________。‎ ‎②在‎30 ℃‎、pH=4.0条件下,O3的分解速率为________ mol·L-1·min-1。‎ ‎③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。‎ A.‎40 ℃‎、pH=3.0 B.‎10 ℃‎、pH=4.0‎ C.‎30 ℃‎、pH=7.0‎ 解析 (1)臭氧是一种强氧化剂,能氧化I-生成单质碘,化学方程式为O3+2KI+H2O===I2+2KOH+O2;‎ ‎(2)①pH增大,说明碱性增强,因此起催化剂作用的是OH-;‎ ‎②由表中数据可知,在‎30 ℃‎、pH=4.0条件下,O3的浓度减少一半所需的时间是108 min,所以其反应速率是=1.00×10-4 mol·L-1·min-1;‎ ‎③由表中数据知温度越高,pH越大,反应速率越快,所以分解速率依次增大的顺序为B、A、C。‎ 答案 (1)O2 I2 (2)①OH- ②1.00×10-4 ③B、A、C ‎15.利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面的表中。‎ 实验 编号 T(℃)‎ NO初始浓度 ‎(mol·L-1)‎ CO初始浓度 ‎(mol·L-1)‎ 催化剂的比表 面积(m2·g-1)‎ Ⅰ ‎280‎ ‎1.2×10-3‎ ‎5.8×10-3‎ ‎82‎ Ⅱ ‎1.2×10-3‎ ‎124‎ Ⅲ ‎350‎ ‎82‎ ‎(1)请填全表中的各空格;‎ ‎(2)实验Ⅰ中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。‎ - 8 -‎ 请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号。‎ 解析 (1)在其他量相同的情况下,才能判断变量对反应速率的影响,要验证温度对速率的影响,催化剂的比表面积、反应物的初始浓度等要相同;同理,要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,温度、反应物的初始浓度要相同。(2)Ⅰ、Ⅱ的区别是催化剂的比表面积不同,因此Ⅱ的反应速率较快,但催化剂不影响平衡的移动。Ⅰ、Ⅲ的区别是温度变化,温度升高,化学反应速率加快,达到平衡的时间缩短,NO转化率降低,故最终Ⅲ中c(NO)较Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。‎ 答案 (1)‎ 实验 编号 T(℃)‎ NO初始浓度 ‎(mol·L-1)‎ CO初始浓度 ‎(mol·L-1)‎ 催化剂的比表 面积(m2·g-1)‎ Ⅰ Ⅱ ‎280‎ ‎5.8×10-3‎ Ⅲ ‎1.2×10-3‎ ‎5.8×10-3‎ ‎(2)‎ - 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