《高中化學(xué)》第34講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素

PAGE第34講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素層次1基礎(chǔ)性1.(2023·廣東深圳檢測(cè))小朋友們玩的熒光棒的發(fā)光原理是:化學(xué)物質(zhì)相互反應(yīng)過程中,能量以光的形式釋放出來。使用一段時(shí)間已經(jīng)變暗的熒光棒放在熱水中,熒光棒會(huì)短時(shí)間內(nèi)重新變亮,下列解釋錯(cuò)誤的是()A.熒光棒發(fā)光——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能B.熒光棒變暗——反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減小C.放在熱水中短暫變亮——溫度升高,反應(yīng)速率增加D.放在熱水中變亮——熱水對(duì)反應(yīng)起催化作用,從而加快了反應(yīng)速率2.在反應(yīng)2HIH2+2I中,有關(guān)反應(yīng)條件改變使反應(yīng)速率增大的原因分析不正確的是()A.加入適宜的催化劑,可降低反應(yīng)的活化能B.增大c(HI),單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多C.升高溫度,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加D.增大壓強(qiáng),活化分子的百分?jǐn)?shù)增大3.2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g);若2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測(cè)得v(D)=0.25mol·L-1·s-1,下列推斷正確的是()A.v(C)=0.2mol·L-1·s-1B.z=3C.B的轉(zhuǎn)化率為75%D.反應(yīng)前與2s后容器的壓強(qiáng)比為4∶34.對(duì)于反應(yīng)2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g),在不同時(shí)間段內(nèi)所測(cè)反應(yīng)速率如下,則表示該化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行最快的是()A.v(NH3)=1.5mol·L-1·min-1B.v(N2)=1.2mol·L-1·min-1C.v(H2O)=1.67mol·L-1·min-1D.v(O2)=1.5mol·L-1·min-15.(2023·廣東廣州期末)在2L密閉容器中投入一定量A、B,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+bB(g)cC(g)ΔH>0。12s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,生成C的物質(zhì)的量為1.6mol,反應(yīng)過程中A、B的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.方程式中b=4,c=1B.前12s內(nèi),A的平均反應(yīng)速率為0.025mol·L-1·s-1C.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率D.單位時(shí)間內(nèi)生成0.3molA的同時(shí),生成0.4molC,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)6.(2023·廣東深圳檢測(cè))少量鐵粉與100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸反應(yīng),為了加快此反應(yīng)速率且不改變生成H2的總量,以下方法可行的是()①加入NaCl溶液②再加入100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸③加幾滴濃硫酸④加入少量醋酸鈉固體⑤適當(dāng)升高溫度⑥滴入幾滴硫酸銅溶液A.③⑤ B.②③ C.①④ D.②⑥7.(2023·陜西西安期末)Ⅰ.將等物質(zhì)的量A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后測(cè)得D的濃度為0.5mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反應(yīng)速率是0.1mol·L-1·min-1。(1)經(jīng)5min后A的濃度為。(2)反應(yīng)開始前充入容器中B的物質(zhì)的量為。(3)B的平均反應(yīng)速率為。(4)x的值為。Ⅱ.對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列分別表示不同條件下的反應(yīng)速率,則反應(yīng)速率大小關(guān)系是。①v(A)=0.01mol·L-1·s-1②v(B)=1.20mol·L-1·min-1③v(C)=2.40mol·L-1·min-1④v(D)=0.02mol·L-1·s-1層次2綜合性8.(2023·廣東深圳檢測(cè))用活性炭可還原NO2防止空氣污染,其反應(yīng)原理為2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下,向2L恒容密閉容器中加入足量的C(s)和0.200molNO2,體系中物質(zhì)濃度變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.X點(diǎn)的v(正)>Y點(diǎn)的v(正)B.曲線C表示的是體系中CO2的濃度變化C.0~4min,CO2的平均反應(yīng)速率為0.030mol·L-1·min-1D.NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為30%9.等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得在不同時(shí)間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示,根據(jù)圖示分析實(shí)驗(yàn)條件,下列說法中一定不正確的是()組別對(duì)應(yīng)曲線c反應(yīng)溫度/℃鐵的狀態(tài)1a30粉末狀2b30粉末狀3c2.5塊狀4d2.530塊狀A(yù).第4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率最慢B.第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度大于2.5mol·L-1C.第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度等于2.5mol·L-1D.第3組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低于30℃10.(2023·廣東廣州天河區(qū)二模)臭氧分解2O33O2的反應(yīng)歷程包括以下反應(yīng):反應(yīng)①:O3O2+O·(快)反應(yīng)②:O3+O·2O2(慢)大氣中的氯氟烴光解產(chǎn)生的氯自由基(Cl·)能夠催化O3分解,加速臭氧層的破壞。下列說法正確的是()A.活化能:反應(yīng)①>反應(yīng)②B.O3分解為O2的速率主要由反應(yīng)②決定C.Cl·主要參與反應(yīng)①,改變O3分解的反應(yīng)歷程D.Cl·參與反應(yīng)提高了O3分解為O2的平衡轉(zhuǎn)化率11.探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O反應(yīng)速率的影響因素,有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:編號(hào)溫度催化劑酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均時(shí)間/min體積濃度體積濃度1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列說法不正確的是()A.a<12.7,b>6.7B.可通過比較收集相同體積的CO2所消耗的時(shí)間來判斷反應(yīng)速率的快慢C.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,v(實(shí)驗(yàn)3)約為1.5×10-3mol·L-1·min-1D.用KMnO4表示該反應(yīng)速率,v(實(shí)驗(yàn)3)<v(實(shí)驗(yàn)1)12.(2023·浙江寧波一模)研究反應(yīng)2XY+3Z的速率影響因素,在不同條件下進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn),Y、Z起始濃度為0,反應(yīng)物X的濃度(mol·L-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是()A.比較實(shí)驗(yàn)①②得出:增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快B.比較實(shí)驗(yàn)②④得出:升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快C.若實(shí)驗(yàn)②③只有一個(gè)條件不同,則實(shí)驗(yàn)③使用了催化劑D.在0~10min之間,實(shí)驗(yàn)④的平均速率v(Y)=0.06mol·L-1·min-113.(2023·湖北十堰一模)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2實(shí)驗(yàn)編號(hào)初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL①4601030②5601030③560ab測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O72-A.上述反應(yīng)后草酸被氧化為CO2B.實(shí)驗(yàn)③中a和b如果是20和20,則反應(yīng)速率③>②C.由曲線①可知,0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=c0-c1t1molD.實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明,其他條件相同時(shí),pH越小,該反應(yīng)速率越快14.(2023·廣東廣州期末)某化學(xué)小組為了探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)原理】2MnO4-+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄】實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度試管中所加試劑及其用量/mL溶液紫色褪至無色時(shí)所需時(shí)間/min0.04mol·L-1KMnO4溶液0.36mol·L-1稀硫酸0.2mol·L-1H2C2O4溶液H2O①201.01.02.02.04.0②201.01.03.0Vx3.6③401.01.02.02.00.92(1)實(shí)驗(yàn)原理中,1molKMnO4參加反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。(2)實(shí)驗(yàn)①、②探究的是對(duì)反應(yīng)速率的影響,表中Vx=。(3)由實(shí)驗(yàn)①、③可得出的結(jié)論是。(4)實(shí)驗(yàn)①中,4.0min內(nèi),v(MnO4-)=mol·L-1·min-1(5)反應(yīng)過程中,反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示。其中,因反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高對(duì)速率影響不大,試推測(cè)t1~t2速率迅速增大的主要原因是。若用實(shí)驗(yàn)證明你的推測(cè),除了表中試劑外,還需向試管中加入少量固體,該固體應(yīng)為(填字母)。A.K2SO4 B.MnSO4C.MnO2層次3創(chuàng)新性15.(1)已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g),起始時(shí)N2O5(g)為35.8kPa,分解的反應(yīng)速率v=2×10-3×pN2O5kPa·min-1。t=62min時(shí),測(cè)得體系中pO2=2.9kPa,則此時(shí)的pN2O5=kPa,(2)一定條件下測(cè)得反應(yīng)2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)的反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下:t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10-3mol01.83.75.47.2計(jì)算2.0~6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol·min-1為單位,寫出計(jì)算過程):。(3)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)+I2(g),在716K時(shí),氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v(正)=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v(逆)=k逆x(H2)·x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min時(shí),v(正)=min-1。第34講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素1.D解析熒光棒發(fā)光過程中涉及化學(xué)能到光能的轉(zhuǎn)化,A正確;熒光棒變暗,說明反應(yīng)物減少,故反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減小,B正確;在熱水中,溫度升高,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加,反應(yīng)速率加快,C正確;熒光棒中的物質(zhì)不能接觸到熱水,起不到催化作用,D錯(cuò)誤。2.D解析加入合適的催化劑,能降低反應(yīng)的活化能,反應(yīng)速率增大,A正確;增大碘化氫的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率增大,B正確;升高溫度,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率增大,C正確;增大壓強(qiáng),單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速率增大,但活化分子的百分?jǐn)?shù)不變,D錯(cuò)誤。3.C解析2s后A的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)的A為2mol×50%=1mol,則2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)起始量/mol 2 2 0 0變化量/mol 1 1.5 1 0.5z平衡量/mol 1 0.5 1 0.5zv(C)=1mol2L×2s=0.25mol·L-1·s-1,A錯(cuò)誤;v(D)=0.25mol·L-1·s-1,v(C)=v(D),z=2,B錯(cuò)誤;B的轉(zhuǎn)化率為1.52×100%=75%,C正確;反應(yīng)前與2s后容器的壓強(qiáng)比等于氣體物質(zhì)的量之比=4∶(1+0.4.B解析對(duì)同一反應(yīng)而言,比較化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢時(shí)需用同一種物質(zhì)表示不同條件下的反應(yīng)速率,依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比進(jìn)行換算,將各項(xiàng)速率轉(zhuǎn)化為v(N2)進(jìn)行比較。v(N2)=12v(NH3)=12×1.5mol·L-1·min-1=0.75mol·L-1·min-1;v(N2)=1.2mol·L-1·min-1;v(N2)=13v(H2O)=13×1.67mol·L-1·min-1≈0.56mol·L-1·min-1;v(N2)=23v(O2)=23×1.5mol·L-1·min-1=1.0mol·L-1·5.D解析前12s內(nèi),A的濃度變化量為(0.8-0.2)mol·L-1=0.6mol·L-1,A反應(yīng)的物質(zhì)的量為0.6mol·L-1×2L=1.2mol,生成C的物質(zhì)的量為1.6mol,故A、C的計(jì)量數(shù)比為1.2mol∶1.6mol=3∶4,故c=4,B的濃度變化量為(0.5-0.3)mol·L-1=0.2mol·L-1,故A、B的計(jì)量數(shù)比為0.6mol·L-1∶0.2mol·L-1=3∶1,故b=1,A錯(cuò)誤;前12s內(nèi),A的濃度變化量為(0.8-0.2)mol·L-1=0.6mol·L-1,A的平均反應(yīng)速率為0.6mol·L-112s=0.05mol·L-1·s-1,B錯(cuò)誤;由分析知,12s后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A的消耗速率與B的生成速率比為3∶1,C錯(cuò)誤;由分析知,單位時(shí)間內(nèi)生成0.3molA的同時(shí),生成0.46.A解析①加入NaCl溶液,鹽酸濃度降低,反應(yīng)速率減慢;②再加入100mL1.0mol·L-1的稀鹽酸,濃度未變,速率不變;③加幾滴濃硫酸,氫離子濃度增大,反應(yīng)速率加快,由于鐵粉未變,產(chǎn)生氫氣量不變;④加入少量醋酸鈉固體,醋酸根和氫離子反應(yīng),氫離子濃度降低,反應(yīng)速率減小;⑤適當(dāng)升高溫度,速率加快,鐵的質(zhì)量未變,產(chǎn)生氫氣總量未變;⑥滴入幾滴硫酸銅溶液,鐵和銅離子反應(yīng)生成銅單質(zhì)和亞鐵離子,形成Fe-Cu-HCl原電池,加快反應(yīng)速率,但由于鐵有一定量的消耗,產(chǎn)生氫氣的總量減少。因此可能的是③⑤,故A符合題意。7.答案Ⅰ.(1)0.75mol·L-1(2)3mol(3)0.05mol·L-1·min-1(4)2Ⅱ.③>①=④>②解析Ⅰ.由方程式可知Δc(A)=1.5Δc(D)=1.5×0.5mol·L-1=0.75mol·L-1,Δc(B)=0.5Δc(D)=0.25mol·L-1,A、B起始濃度相等,設(shè)為cmol·L-1,則(c-0.75)∶(c-0.25)=3∶5,解得c=1.5。開始時(shí)容器中A、B的物質(zhì)的量為n=1.5mol·L-1×2L=3mol。(1)由分析可知,開始A的濃度為1.5mol·L-1,Δc(A)=1.5Δc(D)=1.5×0.5mol·L-1=0.75mol·L-1,則5min后A的濃度為0.75mol·L-1。(2)根據(jù)分析可知,反應(yīng)開始前充入容器中的B的物質(zhì)的量為3mol。(3)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則x∶2=(0.1mol·L-1·min-1×5min)∶0.5mol·L-1,解得x=2,速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則v(B)=0.5v(C)=0.05mol·L-1·min-1。Ⅱ.①v(A)=0.01mol·L-1·s-1時(shí),v(A)=v(A)×60=0.6mol·L-1·min-1;②v(B)=1.20mol·L-1·min-1時(shí),v(A)=13v(B)=0.40mol·L-1·min-1;③v(C)=2.40mol·L-1·min-1時(shí),v(A)=12v(C)=1.20mol·L-1·min-1;④v(D)=0.02mol·L-1·s-1時(shí),v(A)=12v(D)×60=0.6mol·L-1·故速率大小關(guān)系為③>①=④>②。8.A解析由圖可知,X點(diǎn)后反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行,則X點(diǎn)的v(正)>Y點(diǎn)的v(正),A正確;由圖可知,A、B、C濃度變化之比為0.06∶0.06∶0.03=2∶2∶1,結(jié)合化學(xué)方程式可知,曲線C表示的是體系中N2的濃度變化,曲線A表示的是體系中CO2的濃度變化,B錯(cuò)誤;結(jié)合B項(xiàng)分析,0~4min,CO2的平均反應(yīng)速率為0.064mol·L-1·min-1=0.015mol·L-1·min-1,C錯(cuò)誤;曲線B表示的是體系中NO2的濃度變化,NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為09.D解析由圖像可知,1、2、3、4組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氫氣一樣多,只是反應(yīng)速率有快慢之分。第4組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時(shí)間最長(zhǎng),故反應(yīng)速率最慢,A正確;第1組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時(shí)間最短,故反應(yīng)速率最快,根據(jù)控制變量法原則知,鹽酸濃度應(yīng)大于2.5mol·L-1,B正確;第2組實(shí)驗(yàn),鐵是粉末狀,與3、4組塊狀鐵相區(qū)別,根據(jù)控制變量法原則知,鹽酸的濃度應(yīng)等于2.5mol·L-1,C正確;由3、4組實(shí)驗(yàn)并結(jié)合圖像知,第3組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度應(yīng)高于30℃,D錯(cuò)誤。10.B解析活化能越大,反應(yīng)速率越慢,由反應(yīng)②速率慢,則②活化能大,活化能:反應(yīng)②>反應(yīng)①,A錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)由反應(yīng)速率慢的一步反應(yīng)決定,則O3分解為O2的速率主要由反應(yīng)②決定,B正確;氯自由基(Cl·)能夠催化O3分解,加速臭氧層的破壞,催化劑可降低最大的活化能來增大速率,則Cl·主要參與反應(yīng)②,C錯(cuò)誤;Cl·是催化劑,只改變反應(yīng)歷程,不影響平衡,則O3分解為O2的平衡轉(zhuǎn)化率不變,D錯(cuò)誤。11.C解析實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中各反應(yīng)物的濃度都相同,但實(shí)驗(yàn)2的溫度比實(shí)驗(yàn)1高,所以反應(yīng)速率快,KMnO4溶液褪色的時(shí)間短,a<12.7,實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)4比較,實(shí)驗(yàn)4未使用催化劑,KMnO4溶液褪色的時(shí)間長(zhǎng),b>6.7,A正確;比較反應(yīng)速率快慢,既可以利用KMnO4溶液褪色的時(shí)間判斷,也可以通過比較產(chǎn)生相同體積CO2所消耗的時(shí)間來判斷,B正確;用KMnO4表示該反應(yīng)速率,v(實(shí)驗(yàn)3)=0.01mol·L-1×4×10-3L12×10-3L6.7min≈5.0×10-4mol·12.D解析實(shí)驗(yàn)①②溫度相同,但濃度不同,①濃度較大,可得出增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,A正確;實(shí)驗(yàn)②④起始濃度相同,但溫度不同,④反應(yīng)速率較大,可得出:升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,B正確;實(shí)驗(yàn)②③溫度、濃度相同,③反應(yīng)速率較大,應(yīng)為加入催化劑,C正確;在0~10min之間,實(shí)驗(yàn)④X的濃度變化為0.60mol·L-1,則v(Y)=12v(X)=12×0.60mol·L-110min=0.13.C解析草酸中C元素為+3價(jià),則被氧化后為+4價(jià),生成CO2,A正確;實(shí)驗(yàn)③中a和b如果是20和20,則實(shí)驗(yàn)③中所用草酸濃度較大,反應(yīng)速率更快,B正確;反應(yīng)過程中發(fā)生的反應(yīng)為3H2C2O4+Cr2O72-+8H+6CO2↑+2Cr3++7H2O,結(jié)合圖像可知,實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)段反應(yīng)速率v(Cr3+)=c0-c1t1mol·L-1·min-1×2=2(c0-c1)t1mol·L-1·min-1,C錯(cuò)誤;14.答案(1)5(2)濃度1.0(3)升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快(4)1.67×10-3(5)反應(yīng)產(chǎn)生的Mn2+對(duì)化學(xué)反應(yīng)起了催化作用B解析KMnO4具有強(qiáng)氧化性,H2C2O4具有還原性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)元素化合價(jià)升降總數(shù)等于反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移總數(shù),可計(jì)算1molKMnO4反應(yīng)時(shí)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量。在測(cè)定反應(yīng)速率時(shí),通常采用控制變量方法進(jìn)行研究。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度改變值計(jì)算反應(yīng)速率,且外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素中,影響大小關(guān)系為催化劑>溫度>濃度。(1)根據(jù)反應(yīng)的離子方程式可知:KMnO4反應(yīng)后變?yōu)镸n2+,Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)變?yōu)?2價(jià),降低了5價(jià),則根據(jù)元素化合價(jià)改變數(shù)值等于反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量,可知