2021届高考化学一轮复习化学反应速率及其影响因素作业 16页

考点22　化学反应速率及其影响因素 ‎[题组一　基础小题]‎ ‎1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)‎ A．化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示 B．化学反应速率为0.8 mol·(L·s)－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1‎ C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 答案　C 解析　A项中，由于固体或纯液体参加反应时，物质的浓度不变，故无法表达出反应速率，A项错误；B项中，化学反应速率应为单位时间内物质的量浓度的改变量，B项错误；D项中，对于有些反应如酸碱中和反应，反应速率很快，瞬间即可完成，却没有明显现象，D项错误。‎ ‎2．在密闭容器中，X与Y反应生成Z，其反应速率分别用v(X)、v(Y)、v(Z)表示，已知：2v(Y)＝3v(X)、3v(Z)＝2v(Y)，则此反应的化学方程式可表示为(　　)‎ A．2X＋3Y===2Z B．X＋3Y===2Z C．3X＋Y===2Z D．X＋Y===Z 答案　A 解析　由2v(Y)＝3v(X)、3v(Z)＝2v(Y)可知，v(X)＝v(Y)、v(Z)＝v(Y)，所以v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝v(Y)∶v(Y)∶v(Y)＝2∶3∶2，化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，所以该反应的化学方程式为2X＋3Y===2Z。故选A。‎ ‎3．反应A(g)＋3B(g)===‎2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol/(L·min)，②v(B)＝0.6 mol/(L·s)，③v(C)＝0.4 mol/(L·s)，④v(D)＝0.45 mol/(L·s)。该反应进行的快慢顺序为(　　)‎ A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①‎ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①‎ 答案　A 解析　若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率，且以mol/(L·s)为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.0225 mol/(L·s)、0.6 mol/(L·s)、0.6 mol/(L·s)、0.675 mol/(L·s)，故A正确。‎ ‎4．下列反应中产生气泡速率最快的是(　　)‎ 选项 温度 浓度 催化剂 A ‎25 ℃‎ ‎2 mL 5% H2O2‎ ‎0.1 mol·L－1FeCl3 2滴 B ‎35 ℃‎ ‎2 mL 8% H2O2‎ MnO2粉末 C ‎25 ℃‎ ‎2 mL 5% H2O2‎ MnO2粉末 D ‎25 ℃‎ ‎2 mL 8% H2O2‎ ‎0.1 mol·L－1FeCl3 2滴 答案　B 解析　题中B项温度最高、浓度最大，且MnO2粉末催化效果较好。故选B。‎ ‎5.KClO3和KHSO3可发生下列反应：ClO＋HSO―→SO＋Cl－＋H＋(未配平)，已知酸性越强，该反应的反应速率越快。如图为反应速率v(ClO)随时间(t)的变化曲线。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．KClO3和KHSO3发生反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3‎ B．反应开始阶段速率逐渐增大可能是c(H＋)逐渐增大导致的 C．反应后期速率逐渐减小的主要原因是c(ClO)、c(HSO)降低 D．纵坐标为v(HSO)时的vt曲线与上图曲线完全吻合 答案　D 解析　配平后的离子方程式为ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋，A正确；题干信息提示“酸性越强，该反应的反应速率越快”，B正确；随着反应物浓度的逐渐降低，反应速率也逐渐降低，C正确；v(ClO)∶v(HSO)＝1∶3，D错误。‎ ‎6．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)‎ A．缩小体积使压强增大 B．恒容条件下充入N2‎ C．恒压条件下充入He D．恒容条件下充入He 答案　D 解析　A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B选项，容积不变，充入N2，反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C选项，压强不变，充入He，反应容器的体积增大，N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小；D选项，容积不变，充入He，反应物N2、O2、NO的浓度没有变化，因此不影响反应速率。故选D。‎ ‎7．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是(　　)‎ 甲：在‎500 ℃‎时，SO2和O2各10 mol反应 乙：在‎500 ℃‎时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应 丙：在‎450 ℃‎时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在‎500 ℃‎时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 答案　C 解析　丙中温度最低，反应物的量比甲、乙的少，没有使用催化剂，反应最慢。甲、乙、丁的温度相同，丁中反应物的量少，故丁的反应速率比甲、乙慢。甲、乙的温度和反应物的量都相同，但乙使用了催化剂，故乙的反应速率比甲快。综上所述，可知四容器中反应速率：乙>甲>丁>丙。‎ ‎8．在一定的条件下，某反应X(g)===Y(g)＋Z(g)分解的部分实验数据如下：‎ 反应时间/ min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ c(X)/mol·L－1‎ ‎0.100‎ ‎0.090‎ ‎0.080‎ ‎0.070‎ ‎0.060‎ ‎0.050‎ 反应时间/ min ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ ‎90‎ ‎100‎ ‎—‎ ‎ c(X)/mol·L－1‎ ‎0.040‎ ‎0.030‎ ‎0.020‎ ‎0.010‎ ‎0.000‎ ‎—‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A．X的浓度越大，反应速率越大 B．X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越短 C．X分解的速率与其浓度无关 D．X的分解速率先快后慢 答案　C 解析　X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变，X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越长，B错误。‎ ‎[题组二　高考小题]‎ ‎9．(2018·浙江4月选考)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：‎ 根据表中数据，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，反应速率加快 B．增大压强，反应速率变慢 C．在1.0×105 Pa、‎90 ℃‎条件下，当转化率为98%时反应已达平衡 D．若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v＝Δn/Δt表示，则在8.0×105 Pa、‎30 ℃‎条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为‎4a/370 mol·s－1‎ 答案　D 解析　根据题表信息可知，升高温度，反应速率变小，A项错误；根据题表信息可知，温度相同时，压强升高，NO达到所列转化率的时间缩短，化学反应速率加快，B项错误；根据题表信息，无法判断此时反应是否已经达到平衡，C项错误；若进入反应塔的混合气体为a mol，其中n(NO)为a/10 mol，则在8.0×105 Pa、‎30 ℃‎条件下，NO的转化率从50%增至90%时段中，NO反应了a/25 mol，故NO的反应速率为‎4a/370 mol·s－1，D项正确。‎ ‎10．(2017·江苏高考)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得‎70 ℃‎时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 答案　D 解析　图甲表明其他条件相同时，H2O2浓度越大，其分解速率越快，A错误；图乙表明其他条件相同时，溶液pH越大，分解速率越快，B错误；Mn2＋浓度相同时，1.0 mol·L－1NaOH溶液中H2O2分解速率小于0.1 mol·L－1NaOH溶液的，C错误；pH相同时，Mn2＋浓度越大，分解速率越快，所以图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率影响大，D正确。‎ ‎11．(2016·北京高考)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)‎ A．抗氧化剂 B．调味剂 C．着色剂 D．增稠剂 答案　A 解析　抗氧化剂减少食品与氧气的接触，延缓氧化的反应速率，故A正确；调味剂是为了增加食品的味道，与速率无关，故B错误；着色剂是为了给食品添加某种颜色，与速率无关，故C错误；增稠剂主要用于改善和增加食品的黏稠度，与速率无关，故D错误。‎ ‎12．(2015·海南高考)(双选)10 mL浓度为1 mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是(　　)‎ A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3‎ 答案　AB 解析　K2SO4溶液加入盐酸中，相当于稀释盐酸，所以反应速率减慢，但是H＋的物质的量没有减少，所以不影响H2生成量，A正确；CH3COONa与盐酸反应生成弱电解质CH3COOH，H＋的浓度减小，反应速率减慢，但H＋的物质的量不变，所以不影响H2生成量，B正确；Zn与CuSO4溶液反应，生成Cu，Zn和Cu构成原电池，反应速率加快，C错误；Na2CO3溶液与盐酸反应，消耗了部分H＋，所以H2生成量减少，D错误。‎ ‎[题组三　模拟小题]‎ ‎13．(2019·贵阳期末)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p ‎(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。下列说法正确的是(　　)‎ A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率一定加快 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快 答案　A 解析　增大氢气的物质的量且保持容器容积不变，氢气的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应混合物各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，因容器的体积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反应速率不变，D项错误。故选A。‎ ‎14．(2018·温州十校联合体期末)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是(　　)‎ A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等 B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度越小，降解速率越大 D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 mol·L－1·min－1‎ 答案　A 解析　在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率均为100%，A项正确；溶液的酸性越强，R的降解速率越大，B项错误；由题给信息，无法得出该结论，C项错误；在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为＝4×10－6 mol·L－1·min－1，D项错误。‎ ‎[题组一　基础大题]‎ ‎15．用纯净的碳酸钙粉末跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答下列问题：‎ ‎(1)实验过程如图所示，分析判断：________段化学反应速率最快。由该段图像说明：此反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎(2)为了减缓上述反应的化学反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是________(填字母)。‎ A．蒸馏水 B．NaCl固体 C．NaCl溶液 D．浓盐酸 ‎(3)要减缓化学反应速率，除了上述方法外，你认为还可以采取的措施是_________________________________________________________________。‎ 答案　(1)EF　放热　(2)AC　(3)用块状大理石、石灰石代替纯净的碳酸钙粉末(或降低反应温度)‎ 解析　(1)曲线斜率大小可以表示反应速率的大小，斜率越大，反应速率越快，所以EF段化学反应速率最快。EF段反应速率最快，是因该反应为放热反应，温度升高，反应速率加快。‎ ‎(2)反应物的浓度越大，反应速率越快，所以只要使反应物浓度变小即可。‎ 加蒸馏水，盐酸浓度降低，反应速率减小，A正确；加氯化钠固体，盐酸浓度不变，反应速率不变，B错误；加氯化钠溶液，溶液体积增大，盐酸浓度降低，反应速率减小，C正确；加浓盐酸，盐酸浓度增大，反应速率加快，D错误。‎ ‎(3)要减缓化学反应速率还可以改变固体反应物的表面积、溶液的温度、把强电解质换成弱电解质等，如用块状大理石或石灰石代替纯净的碳酸钙粉末或降低反应温度等。‎ ‎[题组二　高考大题]‎ ‎16．(2018·全国卷Ⅲ)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式： ____________________________。‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：‎ ‎2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH1＝48 kJ·mol－1‎ ‎3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)　ΔH2＝－30 kJ·mol－1‎ 则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α＝________%，平衡常数K343 K＝________(保留两位小数)。‎ ‎②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是__________________________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________________、________________。‎ ‎③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保留一位小数)。‎ 答案　(1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl ‎(2)114　(3)①22　0.02　②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)　③大于　1.3‎ 解析　(1)根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。‎ ‎(2)将第一个方程式扩大 3倍，再与第二个方程式相加就可以得到目标反应的焓变，所以焓变为[48×3＋(－30)] kJ·mol－1＝114 kJ·mol－1。‎ ‎(3)①由图可知，温度越高反应速率越快，达到平衡用的时间就越少，所以曲线a代表343 K的反应。从图中读出，达到平衡状态时反应的转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1 mol·L－1，得到：‎ ‎　　　　‎ 1 0 0‎ 0.22 0.11 0.11‎ 0.78 0.11 0.11‎ 所以平衡常数K＝0.112÷0.782≈0.02。‎ ‎②温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边气体体积相等，压强不影响平衡)。缩短达到平衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是提高反应物压强(浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。‎ ‎③a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以反应速率更快，即va＞vb。根据题目表述得到 ‎，当反应达到平衡时v正＝v逆，v正＝‎ ‎，所以＝，实际就是平衡常数K值，所以＝0.02。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1 mol·L－1，a处的转化率为20%，所以计算出：‎ ‎　　　　　　　　‎ 起始(mol·L－1) 1 0 0‎ 反应(mol·L－1) 0.2 0.1 0.1‎ a处时(mol·L－1) 0.8 0.1 0.1‎ ‎17．(2017·全国卷Ⅲ)砷(As)是第四周期第ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：‎ ‎(1)画出砷的原子结构示意图________。‎ ‎(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式____________________________________________。该反应需要在加压下进行，原因是__________________________________________________。‎ ‎(3)已知：‎ As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2‎ ‎2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3‎ 则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________________。‎ ‎(4)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO3(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO4(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO4)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。‎ a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsO3)‎ c．c(AsO4)/c(AsO3)不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1‎ ‎②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____________________________________________________________。‎ ‎④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2) 增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率 ‎(3)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3‎ ‎(4)①ac　②大于　③小于　tm时生成物浓度较低 ‎④(mol·L－1)－1‎ 解析　(1)As位于周期表中第四周期第ⅤA族，说明As核外有4个电子层，最外层有5个电子，故原子结构示意图为。‎ ‎(2)由题意知As2S3＋O2―→H3AsO4＋S，As2S3中As元素化合价由＋‎3升高到＋5，S元素化合价由－‎2升高到0,1 mol As2S3共失去10 mol电子，1 mol O2得到4 mol电子，根据得失电子守恒可得：2As2S3＋5O2―→4H3AsO4＋6S，再由原子守恒配平可得化学方程式：2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S。该反应加压时，反应物O2的浓度增大，反应速率加快，平衡右移，同时能提高As2S3的转化速率。‎ ‎(3)令：①As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2‎ ‎③2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3‎ 根据盖斯定律，将反应①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　 ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。‎ ‎(4)①溶液pH不变时，则c(OH－)也保持不变，反应处于平衡状态，a正确。根据反应方程式，始终存在速率关系：v(I－)＝2v(AsO3)，反应不一定处于平衡状态，b错误。由于Na3AsO3总量一定，当c(AsO4)/c(AsO3)不再变化时，c(AsO3)、c(AsO)也保持不变，反应建立平衡，c正确。由图可知，建立平衡时c(I－)＝‎2c(AsO4)＝2y mol·L－1，因此c(I－)＝y mol·L－1时，反应没有建立平衡，d错误。‎ ‎②tm时，反应正向进行，故v正大于v逆。‎ ‎③由于tm时生成物AsO4的浓度小于tn时AsO4的浓度，因v逆的大小取决于生成物浓度的大小，故tm时的v逆小于tn时的v逆。‎ ‎④反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3x mol·L－1×＝x mol·L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反应情况如下：‎ ‎[题组三　模拟大题]‎ ‎18．(2018·广东联考)(1)已知：①CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－41‎ ‎ kJ·mol－1‎ ‎②C(s)＋2H2(g) CH4(g)　ΔH＝－73 kJ·mol－1‎ ‎③2CO(g) C(s)＋CO2(g)　ΔH＝－171 kJ·mol－1‎ 则CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝________。‎ ‎(2)其他条件相同时，CO和H2按物质的量比1∶3进行反应：‎ CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)‎ H2的平衡转化率在不同压强下，随温度的变化如图甲所示。‎ 实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由： _____________________________________________________________________。‎ ‎ (3)图乙表示在一定条件下的‎1 L的密闭容器中，X、Y、C三种气体因发生反应，三种气体的物质的量随时间的变化情况。下表是3 mol X和1 mol Y在一定温度和一定压强下反应，达到平衡时C的体积分数(C%)。‎ ‎①X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。‎ ‎②表中a的取值范围是____________。‎ ‎③根据图乙和表格数据分析，25～40 min内图中曲线发生变化的原因可能是____________________；50～65 min内曲线发生变化的原因可能是__________________________。‎ 答案　(1)－162 kJ·mol－1‎ ‎(2)与N点条件相比，选用M点条件时，虽然H2转化率低些，但温度较高，反应速率较快，压强为常压，对设备要求不高，综合成本低 ‎(3)①Y＋3X‎2C　②25.1