2021届高考化学一轮复习化学反应速率及影响因素作业 15页

核心素养提升练 十九 化学反应速率及影响因素 ‎(25分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括5小题,每题4分,共20分)‎ ‎1.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则此反应的平均速率v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为 (　　)‎ A.v(NH3)=0.01 0 mol·L-1·s-1‎ B.v(O2)=0.001 0 mol·L-1·s-1‎ C.v(NO)=0.001 0 mol·L-1·s-1‎ D.v(H2O)=0.045 mol·L-1·s-1‎ ‎【解析】选C。在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了 ‎0.45 mol,则v(H2O)==0.001 5 mol·L-1·s-1,速率之比等于化学计量数之比,则v(NH3)=v(H2O)=0.001 mol·L-1·s-1;v(O2)=v(H2O)=‎ ‎0.001 25 mol·L-1·s-1;v(NO)=v(H2O)=0.001 mol·L-1·s-1。‎ ‎【加固训练】‎ 一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表:‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ V(O2)/mL ‎0.0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ ‎26.5‎ ‎29.9‎ 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计) (　　)‎ A.0～6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·(L·min)-1‎ B.6～10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol·(L·min)-1‎ C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1‎ D.反应至6 min时,H2O2分解了50%‎ ‎【解析】选C。根据题目信息可知,0～6 min,生成22.4 mL (标准状况)氧气,消耗0.002 mol H2O2,则v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·(L·min)-1,A项正确;随反应物浓度的减小,反应速率逐渐降低,B项正确;反应至6 min时,剩余0.002 mol H2O2,此时c(H2O2)=0.20 mol·L-1,C项错误;反应至6 min时,消耗0.002 mol H2O2,转化率为50%,D项正确。‎ ‎2.在不同条件下,分别测得反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化学反应速率,其中表示该反应进行得最快的是 (　　)‎ A.v(SO2)=4 mol·L-1·min-1‎ B.v(O2)=3 mol·L-1·min-1‎ C.v(SO2)=0.1 mol·L-1·s-1‎ D.v(O2)=0.1 mol·L-1·s-1‎ ‎【解析】选D。以化学反应速率比较反应快慢时,单位相同时,只要比较,值越大,速率越快。统一以mol·L-1·min-1为单位,各选项对应值为2、3、3、6,D项最快。也可以先统一单位,后换算成以SO2为标准的反应速率:A项，v(SO2)=4 mol·L-1· min-1;B项，v(SO2)=2v(O2)=6 mol·L-1·min-1;C项，v(SO2)=0.1×‎ ‎60 mol·L-1·min-1=6 mol·L-1·min-1;D项，v(SO2)=2v(O2)=2×0.1×‎ ‎60 mol·L-1·min-1=12 mol·L-1·min-1,反应速率最快。‎ ‎3.(新题预测)对于反应:H2+I22HI,在密闭容器中进行,下列条件能加快反应速率的是 (　　)‎ A.缩小体积使压强增大 B.体积不变使压强减小 C.体积不变充入N2使气体压强增大 D.使总压强不变,充入N2‎ ‎【解析】选A。缩小体积使压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快→A正确;压强减小,反应速率降低,B错误;体积不变充入N2→反应物浓度不变→反应速率不变→C错误;压强不变充入N2→反应物浓度减小→反应速率减小→D错误。‎ ‎4.四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,分别在不同温度下加入 ‎0.1 mol·L-1硫酸和一定量水,最先出现浑浊的是 (　　)‎ A.20 ℃,10 mL硫酸 B.20 ℃,5 mL硫酸和5 mL水 C.30 ℃,10 mL硫酸 D.30 ℃,5 mL硫酸和5 mL水 ‎【解析】选C。溶液混合后总体积相同,从温度角度分析,C、D中温度高,速率快;从浓度角度分析,A、C中浓度大,反应速率快。综合两个角度,反应速率最快的是C。‎ ‎【加固训练】‎ ‎ (2019·邯郸模拟)从下列实验事实所引出的相应结论正确的是 (　　)‎ 选项 实验事实 结论 A 其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出S沉淀所需的时间越短 当其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快 B 在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂一定不参与化学反应 C 物质的量浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的、形状相同的锌粒反应 反应开始时速率相同 D 在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍 正反应速率加快,逆反应速率不变 ‎【解析】选A。增大反应物浓度,化学反应速率加快,A项正确;催化剂参与反应,但反应前后质量和化学性质不变,B项错误;浓度相同的盐酸和醋酸溶液中起始氢离子浓度不同,因此开始时反应速率不同,C项错误;缩小容积,正、逆反应速率同时增大,D项错误。‎ ‎5.(2019·厦门模拟)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1,在V2O5存在时,该反应的机理为V2O5+SO22VO2+SO3(快)　4VO2+O22V2O5(慢)‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.反应速率主要取决于V2O5的质量 B.VO2是该反应的催化剂 C.逆反应的活化能大于198 kJ·mol-1‎ D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率 ‎【解析】选C。V2O5为催化剂,催化剂质量不影响反应速率,A错误;VO2为中间产物,不是催化剂,B错误;SO2在快反应中,其浓度改变对反应速率影响不大,D错误;该逆反应为吸热反应,活化能大于反应热,C正确。‎ 二、非选择题(本题包括3小题,共30分)‎ ‎6.(10分)用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:‎ ‎(1)实验过程如下图所示,分析判断:________段化学反应速率最快,其原因可能__ __________________________________________________________。 ‎ ‎(2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是 ‎ ‎(　　)‎ A.蒸馏水　　　　　　　　 B.氯化钠固体 C.氯化钠溶液 D.浓盐酸 ‎【解析】(1)曲线斜率大小决定反应速率大小,斜率越大,反应速率越快,所以EF段反应速率最快;EF段速率突然加快,碳酸钙由块状变成粉末状,温度升高。‎ ‎(2)碳酸钙与稀盐酸反应的实质:CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑,影响反应速率的因素有:碳酸钙的表面积、H+的浓度及反应体系的温度等。加入蒸馏水,盐酸浓度减小,反应速率减慢,A项正确;加入氯化钠固体,反应物浓度基本不变,反应速率不变,B项错误;加入NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,C项正确;加入浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,D项错误。‎ 答案:(1)EF　碳酸钙由块状变成粉末状,温度升高 ‎(2)AC ‎7.(10分)(2014·全国卷Ⅱ节选)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。‎ 在0～60 s时段,反应速率v(N2O4)为____________mol·L-1·s-1。 ‎ ‎【解析】由题意及图示知,0～60 s时N2O4消耗的浓度Δc(N2O4)=0.100 mol·L-1‎ ‎-0.040 mol·L-1=0.060 mol·L-1,v(N2O4)==0.001 0 mol·L-1·s-1。‎ 答案:0.001 0‎ ‎8.(10分)(2018·全国卷Ⅰ节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:‎ ‎2N2O5(g)+O2(g)‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):‎ t/min ‎0‎ ‎40‎ ‎80‎ ‎160‎ ‎260‎ ‎1 300‎ ‎1 700‎ ‎∞‎ p/kPa ‎35.8‎ ‎40.3‎ ‎42.5‎ ‎45.9‎ ‎49.2‎ ‎61.2‎ ‎62.3‎ ‎63.1‎ 研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×(kPa·min-1)。t=62 min时,测得体系中=2.9 kPa,则此时的=_________________________kPa,‎ v=__________________________kPa·min-1。 ‎ ‎【解析】根据2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)反应,初始时只是加入了N2O5,同温同体积的情况下,压强之比等于物质的量之比,‎ 故可以将压强看成物质的量。若生成的氧气的分压为2.9 kPa,则反应掉的N2O5的分压为2×2.9 kPa=5.8 kPa,故在反应后N2O5的分压为35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,则根据公式,v=2×10-3×‎ ‎30.0 kPa·min-1=6.0×10-2 kPa·min-1。‎ 答案:30.0　6.0×10-2‎ ‎(30分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括3小题,每题7分,共21分)‎ ‎1.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0,若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是 (　　)‎ A.0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1‎ B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢 D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快 ‎【解析】选D。0～15 s内,v(I2)=v(HI)=×=‎ ‎0.001 mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1,所需时间大于10 s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率加快,D项正确。‎ ‎2.下列说法中正确的是 (　　)‎ A.已知t1 ℃时,反应C+CO22CO　ΔH>0的速率为v,若升高温度则逆反应速率减小 B.恒压容器中发生反应N2+O22NO,若在容器中充入He,正逆反应的速率均不变 C.当一定量的锌粉和过量的6 mol·L-1盐酸反应时,为了减慢反应速率,又不影响产生H2的总量,可向反应器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液 D.对任何一个化学反应,温度发生变化,化学反应速率一定发生变化 ‎【解析】选D。温度升高,正逆反应的速率均增大,A错误;在恒压容器中充入不参加反应的气体,导致容器的体积增大,反应物和生成物的浓度均减小,正逆反应的速率均减小,B错误;若能使溶液中氢离子浓度减小,则反应速率将减慢,因此可选水或CH3COONa溶液,但不能用NaNO3溶液,在酸性溶液中N将和锌粉发生氧化还原反应,生成氮的氧化物,从而使生成的H2的量减少,C错误;任何一个化学反应的发生都有热效应,因此温度发生变化,化学反应速率一定会发生变化,D正确。‎ ‎3.(新题预测)对反应H++CN-HCN来说,常温下按以下情况进行反应: ‎ ‎①20 mL溶液中含H+、CN-各0.01 mol　 ②50 mL 溶液中含H+、CN-各0.05 mol 　③0.1 mol·L-1的H+、CN-溶液各10 mL　④0.5 mol·L-1的H+、CN-溶液各50 mL ‎ 四者反应速率的大小关系是 (　　)‎ A.②>①>④>③　　　　 B.④>③>②>①‎ C.①>②>④>③ D.①>②>③>④‎ ‎【解析】选A。①中c(H+)=c(CN-)==0.5 mol·L-1;‎ ‎②中c(H+)=c(CN-)==1 mol·L-1;‎ ‎③中c(H+)=c(CN-)==0.05 mol·L-1;‎ ‎④中c(H+)=c(CN-)==0.25 mol·L-1;‎ 在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。‎ ‎【加固训练】‎ ‎(2019·唐山质检)下列关于化学反应速率的说法正确的是 (　　)‎ ‎①恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快 ‎②其他条件不变,温度越高,化学反应速率越快 ‎③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量 ‎④3 mol·L-1·s-1的反应速率一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大 ‎⑤升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数 ‎⑥有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大 ‎⑦增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间内有效碰撞的次数增多 ‎⑧催化剂不参与反应,但能降低活化能增大活化分子的百分数,从而增大反应速率 A.②⑤⑧　　　　　　 B.②⑥⑧‎ C.②③⑤⑦⑧ D.①②④⑤⑧‎ ‎【解析】选A。①恒温时,增大压强,如没有气体参加反应,化学反应速率不加快,故错误;②其他条件不变,温度越高,活化分子百分数越大,化学反应速率越快,故正确;③使用催化剂不能改变反应热,故错误;④温度未知,则3 mol·L-1·s-1的反应速率不一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大,故错误;⑤升高温度能增大反应物分子中活化分子的百分数,使化学反应速率增大,故正确;⑥有气体参加的化学反应,增大压强(即缩小反应容器的体积),活化分子百分数不变,故错误;‎ ‎⑦增大反应物浓度,活化分子的百分数不变,故错误;⑧催化剂不参与反应,但能降低活化能增大活化分子的百分数,从而增大反应速率,故正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共29分)‎ ‎4.(10分)为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。‎ ‎　　　实验 混合溶液　　　‎ A B C D E F ‎4 mol·L-1H2SO4/mL ‎ ‎30‎ V1‎ V2‎ V3‎ V4‎ V5‎ 饱和CuSO4溶液/mL ‎ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎2.5‎ ‎5‎ V6‎ ‎20‎ H2O/mL ‎ V7‎ V8‎ V9‎ V10‎ ‎10‎ ‎0‎ 请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________,V9=________。 ‎ ‎【解析】若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,则实验中除CuSO4的量不同之外,其他物质的量均相同,则V1=V2=V3=V4=V5=30,最终溶液总体积相同。由实验F可知,溶液的总体积均为50 mL,则V6=10,V9=17.5。‎ 答案:30　10　17.5‎ ‎【加固训练】‎ 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关系曲线如图所示。‎ ‎(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 _________________________‎ ‎__________________________________________。 ‎ ‎(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率为________、________。 ‎ ‎(3)5 min后Z的生成速率比5 min末Z的生成速率________(填“大”“小”或“相等”)。 ‎ ‎【解析】(1)根据图示,X减少了0.6 mol,Y减少了0.2 mol,Z增加了0.4 mol,故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2,因5 min后三者共存,故反应的方程式为3X+Y2Z。‎ ‎(2)根据图中数据,依据反应速率计算公式可计算出反应速率,需注意Z的初始物质的量是0.1 mol。‎ ‎(3)5 min后Z的物质的量不再变化,反应速率相等。‎ 答案:(1)3X+Y2Z ‎(2)0.05 mol·L-1·min-1　0.04 mol·L-1·min-1‎ ‎(3)相等 ‎5.(19分)(2019·广安模拟)足量锌与浓硫酸在加热条件下充分反应会生成SO2和H2的混合气体;锌和稀硫酸反应只有H2生成。现有甲乙两研究小组分别进行实验探究: ‎ ‎(1)甲研究小组按下图实验验证锌与浓硫酸反应生成物中有SO2和H2,取少量的Zn置于b中,向a中加入100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸,经过一段时间反应,Zn完全溶解。‎ ‎①填写仪器名称:a________、b________。 ‎ ‎②写出装置A中生成能使品红溶液褪色的物质的反应的化学方程式:__________‎ ‎___________________。 ‎ ‎③装置D中加入的试剂是________。 ‎ ‎④U形管G的作用为_________________________________。 ‎ ‎⑤有同学认为A、B间应增加图中的甲装置,该装置的作用为______________‎ ‎___________________________________。 ‎ ‎⑥证明反应生成SO2和H2的实验现象是 ________________________________‎ ‎__________________________________。 ‎ ‎⑦若A中生成标准状况下的气体33.6 L,将A反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液中H+的浓度为0.1 mol·L-1,则稀释液中S的物质的量浓度是 ‎__________ mol·L-1。 ‎ ‎(2)乙研究小组为了探究锌与稀硫酸反应过程中的速率及能量的变化,进行以下实验,分析影响反应速率的因素。‎ 实验时,从断开K开始,每间隔1分钟,交替断开或闭合K,并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数,得到的水滴数如下表所示:‎ ‎1分钟水滴 数(断开K)‎ ‎34‎ ‎59‎ ‎86‎ ‎117‎ ‎…‎ ‎102‎ ‎1分钟水滴 数(闭合K)‎ ‎58‎ ‎81‎ ‎112‎ ‎139‎ ‎…‎ ‎78‎ 分析反应过程中的水滴数,请回答:‎ ‎①由水滴数58>34、81>59,说明在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率快,主要原因是形成原电池反应速度快。‎ ‎②由水滴数102>78,说明在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率,主要原因是 ________________________________________________。 ‎ ‎③从能量转换形式不同的角度,分析水滴数86>81、117>112的主要原因是:‎ ‎ __________________________________________________________。 ‎ ‎【解析】装置A是用来制备SO2的反应装置,二氧化硫可使品红溶液褪色,B中品红褪色,可检验二氧化硫的存在。SO2还具有还原性,高锰酸钾氧化二氧化硫可除去二氧化硫,C中酸性高锰酸钾不再褪色后,说明二氧化硫已经除尽。锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,装置D是干燥装置,用来除去气体通过溶液时带出的水汽,氢气通过热的氧化铜生成铜和水,E中有红色物质生成,说明有铜生成,F中无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,即证明有氢气产生,U形管G的作用是防止空气中的水蒸气进入干燥管,干扰实验。‎ ‎(1)①装置A是用来制备SO2的反应装置,a、b分别为分液漏斗,圆底烧瓶。‎ ‎②装置A是用来制备SO2的反应装置,反应方程式为Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+‎ ‎2H2O+SO2↑。‎ ‎③装置D是干燥反应中产生的H2的装置,使用的是浓硫酸作干燥剂。‎ ‎④U形管G的作用为防止空气中的水蒸气进入干燥管,干扰实验。‎ ‎⑤A、B间会发生倒吸的现象,在A、B间增加甲装置,主要是为了防倒吸。‎ ‎⑥二氧化硫可使品红溶液褪色,可用于检验二氧化硫的存在,若有H2产生,氢气通过热的氧化铜生成铜和水,E中有红色物质生成,说明有铜生成,F中无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,即证明有氢气产生。‎ ‎⑦反应后测得溶液中c(H+)为0.1 mol·L-1,则n剩余(H2SO4)=0.1 mol·L-1×1 L×=0.05 mol,假定气体A全部为二氧化硫,根据硫原子守恒可知,生成二氧化硫的物质的量=18.5 mol·L-1×0.1 L-0.05 mol =1.8 mol,实际气体A的物质的量= =1.5 mol,小于1.8 mol,故生成气体为SO2、H2,令SO2、H2的物质的量分别为x mol 、y mol,则:‎ Zn+2H2SO4ZnSO4+SO2↑+H2O,‎ ‎　　2x mol　　　 x mol ‎ Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,‎ ‎　　y mol　　　 y mol ‎ 故x+y=1.5,2x+y=1.8,联立方程,解得x=0.3,y=1.2‎ 根据硫原子根守恒n(H2SO4)-n(SO2)=18.5 mol·L-1×0.1 L-0.3 mol =1.55 mol,故1 L溶液c(S)=1.55 mol·L-1。‎ ‎(2)①反应刚开始时,因闭合K时形成了原电池,故比断开K时,反应产生氢气的速率快;②到反应后期,先前断开K时,溶液中的c(H+)较大,随反应进行,溶液中c(H+)降低,故此时闭合K时反应速率较小;③‎ 在该阶段,断开K时,反应的化学能主要转化成热能;使溶液的温度升高,反应速率加快;而闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,产生氢气速率就较慢。‎ 答案:(1)①分液漏斗　圆底烧瓶　②Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+2H2O+SO2↑　③浓硫酸　④防止空气中的水蒸气进入干燥管,干扰实验　⑤防止倒吸　⑥B中品红褪色,E中有红色物质生成且F中的无水硫酸铜变蓝　⑦1.55‎ ‎(2)②断开K时,溶液中的c(H+)大于闭合K时溶液中的c(H+),c(H+)的影响是主要因素　③断开K时,反应的化学能主要转化成热能;闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,前者使溶液的温度升得更高是主要影响因素,故反应速率更快 关闭Word文档返回原板块