2021版高考化学一轮复习课时分层提升练二十一化学反应速率及影响因素（含解析）新人教版

　化学反应速率及影响因素

一、选择题

1.(2019·海口模拟)某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+ (g)Z(g)+W(s)　ΔH>0,下列叙述正确的是              (　　)

A.在容器中加入氩气,反应速率不变

B.加入少量W,逆反应速率增大

C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小

D.将容器的体积压缩,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增大

【解析】选A。在容器中加入氩气,压强增大,但物质的浓度不变,所以反应速率不变,A正确;W是固体,所以加入少量W,正、逆反应速率均不变,B不正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,C不正确;将容器的体积压缩,可增大单位体积内活化分子数,有效碰撞次数增大,反应速率加快,但活化分子的百分数不变,D不正确。

2.(2019·浏阳模拟)在2升的密闭容器中,发生以下反应:

2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10秒钟A的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1,则10秒钟时,容器中B的物质的量是(　　)

A.1.6 mol　　　　　　　　　B.2.8 mol

C.2.4 mol      D.1.2 mol

【解析】选B。根据速率之比等于化学计量数之比,所以v(B)=0.5v(A)=0.5×

0.12 mol·L-1·s-1=0.06 mol·L-1·s-1,所以Δc(B)=0.06 mol·L-1·s-1×10 s=

0.6 mol·L-1,所以Δn(B)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,故10秒钟时容器中B的物质的量为4 mol-1.2 mol=2.8 mol。

3.在下列四种反应条件下,锌和盐酸反应速率最快的是 (　　)

A.20 ℃时,将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中

B.20 ℃时,将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中

C.50 ℃时,将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中

D.50 ℃时,将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中

【解析】选D。对于锌与盐酸反应,温度越高,H+浓度越大,反应速率越快。

4.可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)　ΔH>0,在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变反应条件,化学反应速率与时间关系如图,下列符合曲线变化的条件是

(　　)

A.恒温恒容下,t1时刻同时充入A(g)和B(g)

B.恒容条件下,t1时刻升高温度

C.恒温条件下,t1时刻缩小容器体积

D.维持温度和压强不变,t1时刻加入催化剂

【解析】选B。同时充入A(g)和B(g)的瞬间,v(正)增大,而v(逆)不变,A项错误;该反应是吸热反应,升高温度正、逆速率均增大,且v(正)>v(逆),B项正确;缩小容器体积,相当于增大压强,由于反应前后气体物质的量不变,正、逆速率均增大且增大倍数相同,即v(正)=v(逆),C项错误;加入催化剂正、逆速率仍相等,D项错误。

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 (　　)

【解析】选D。结合选项知混合液的体积都为20 mL,但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)。

二、非选择题

6.某温度时,在2 L容器中,某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:

(1)在4 min末时,A、B的物质的量浓度c(A)________c(B),从0～4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(以上均填“>”“<”或“=”)。 

(2)从反应开始至4 min时,A的平均反应速率为 ______________________。 

(3)该反应的化学方程式为_____________________________________。 

【解析】(1)由图可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=0.4 mol,又因体积相等,所以c(A)=c(B),从0到4 min内Δc(A)=0.2 mol·L-1,Δc(B)=0.1 mol·L-1。

(2)v(A)=0.05 mol·L-1·min-1。

(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)=0.4 mol ∶0.2 mol =2∶1,4 min后的一段时间A、B的物质的量不再改变,证明该反应达到化学平衡,此反应为可逆反应。

答案:(1)=　>

(2)0.05 mol·L-1·min-1

(3)2AB

7.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,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。

答案:(1)EF　碳酸钙由块状变成粉末,温度升高

(2)A、C

8.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应:xA(g)+2B(s) yC(g)　ΔH<0。在一定条件下,容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:

(1)用A的浓度变化表示的该反应0～10 min内的平均反应速率v(A)=________。 

(2)根据图示可确定x∶y=________。 

(3)0～10 min容器内压强________(填“增大”“不变”或“减小”)。 

(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是 __________(填序号,下同);第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 

①减小压强　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂

【解析】(1)v(A)==0.02 moL·L-1·min-1。

(2)根据图象及反应的物质的量之比等于化学计量数之比得x∶y=1∶2。

(3)根据(2)可知,正反应气体体积增大,故容器内压强变大。

(4)10 min后化学反应速率加快直到达化学平衡状态,反应条件可能为升温或加催化剂,故选④⑥。16 min后化学平衡逆向移动,结合正反应是放热反应,故反应条件可能是升温,故选④。

答案:(1)0.02 moL·L-1·min-1

(2)1∶2　(3)增大　(4)④⑥　④

一、选择题

1.(2019·天水模拟)在密闭容器中,合成氨的反应N2+3H22NH3,开始时N2浓度为8 mol·L-1,5 min后N2浓度为6 mol·L-1,则用N2浓度变化表示的反应速率为

(　　)

A.0.4 moL·L-1·min-1　　  B.0.2 moL·L-1·min-1

C.0.8 moL·L-1·min-1   D.1.2 moL·L-1·min-1

【解析】选A。开始时N2浓度为8 mol·L-1,5 min后N2浓度为6 mol·L-1,则用N2浓度变化表示的反应速率为=0.4 moL·L-1·min-1。

【加固训练】

实验是研究化学的基础,下列图中所示的实验方法、装置和操作均正确的是

(　　)

A.图①可以用来制取Fe(OH)2沉淀

B.图②可以用来测定化学反应速率

C.图③可以用来收集一瓶纯净的SO2

D.图④可以用来分离水和乙醇的混合溶液

【解析】选A。由于空气中的氧气,能迅速将Fe(OH)2氧化,①中液面加苯阻止了空气进入,因而能较长时间看到白色沉淀,故A正确;应用分液漏斗,否则会导致气体逸出,故B错误;碱石灰也可以吸收SO2,故C错误;乙醇和水互溶,不能用分液法分离,故D错误。

2.100 mL 6 mol·L-1 H2SO4与过量锌粉反应,一定温度下,为了减缓反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的              (　　)

A.Na2SO4(s)    B.NaOH(s)

C.K2SO4(aq)    D.(NH4)2SO4(s)

【解析】选C。加适量的Na2SO4(s),对反应速率无影响,A错误;加适量的NaOH(s)与酸反应,生成氢气的量减少,B错误;加适量的K2SO4溶液,相当于稀释,氢离子的物质的量不变,浓度变小,则减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,C正确;加适量的(NH4)2SO4(s),Zn与铵根离子水解生成的氢离子反应生成氢气,反应速率加快,氢气的量增大,D错误。

3.(2019·临沂模拟)在Ag+催化作用下,Cr3+被S2氧化为Cr2的机理为

S2+2Ag+2S+2Ag2+　慢

2Cr3++6Ag2++7H2O6Ag++14H++Cr2快

下列有关说法正确的是 (　　)

A.反应速率与Ag+浓度有关

B.Ag2+也是该反应的催化剂

C.Ag+能降低该反应的活化能和焓变

D.v(Cr3+)=v(S2)

【解析】选A。A项,反应速率由第一步(慢)决定,因此反应速率与Ag+浓度有关,正确;B项,Ag2+是中间产物,不是催化剂,错误;C项,Ag+是该反应的催化剂,能够降低该反应的活化能,但不改变反应热,错误;D项,由第一个反应×3+第二个反应,可得该反应的总反应式为2Cr3++3S2+7H2OCr2+6S+14H+,v(Cr3+) =v(S2),错误。

4.在一定温度下,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。

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-1·min-1

B.6～10 min的平均反应速率:

v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1

C.反应到6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1

D.反应到6 min时,H2O2分解了50%

【解析】选C。2H2O22H2O+O2↑。0～6 min产生的氧气的物质的量n(O2)= =0.001 mol,n(H2O2)=2n(O2)=0.002 mol,v(H2O2)=≈3.3 ×10-2 mol·L-1·min-1,A正确;0～6 min内每分钟平均生成氧气=

3.73 mL,6～10 min内每分钟平均生成氧气=1.88 mL,3.73 mL >1.88 mL,故单位时间内产生的氧气,0～6 min大于6～10 min,故6～10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 moL·L-1·min-1,B正确;6 min时,c(H2O2)=

0.40 mol·L-1-=0.20 mol·L-1,C错误;6 min时,H2O2分解的分解率为:×100%=50%,D正确。

5.对于反应H++CN-HCN,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】

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

④ 3 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速率未指明是哪种物质的,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

6.(2019·邯郸模拟)草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:

Mn+H2C2O4+H+——Mn2++CO2↑+H2O(未配平)

Ⅰ.甲同学研究外界因素对反应速率影响,设计如下实验方案:

用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液反应,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:

(1)完成上述实验方案设计,其中:V1=____________,V2=________; 

(2)如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________; 

(3)甲同学在做A组实验时,发现反应开始时速率较慢,随后加快。他分析认为高锰酸钾与草酸溶液的反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快;从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是_____________________________; 

Ⅱ.乙同学利用如图装置测定反应速率

回答下列问题

(4)实验时要检查装置的气密性,简述操作的方法是 ____________________; 

(5)乙同学通过生成相同体积的CO2来表示反应的速率,需要________来记录数据。 

【解析】(1)研究硫酸浓度对反应速率的影响,需要草酸浓度相同,故混合后溶液体积相同,所以V1=1 mL,V2=1.5 mL;(2)研究温度变化需要改变温度探究反应速率变化,需要其他条件相同,选择实验A和C;(3)KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以猜想还可能是催化剂的作用;(4)根据气压原理检验气密性,首先关闭分液漏斗的活塞,形成密闭体系,把注射器的柄向外拉一段距离,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好;故答案为:关闭分液漏斗的活塞,把注射器的柄向外拉一段距离后松开,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好,若不能恢复,则气密性不好;(5)产生相同体积的二氧化碳,应看反应的快慢,即需要记录时间,故需要秒表。

答案:(1)1 mL　1.5 mL　(2)A　C

(3)Mn2+起催化作用

(4)关闭分液漏斗的活塞,把注射器的柄向外拉一段距离后松开,观察柄是否能恢复到原来的位置,若能恢复,则气密性良好,若不能恢复,则气密性不好

(5)秒表

7.在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。

回答下列问题:

(1)处于平衡状态的时间段是________(填选项,下同)。 

A.t0～t1　　　 B.t1～t2　　　 C.t2～t3

D.t3～t4   E.t4～t5   F.t5～t6

(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是什么?

A.增大压强　　 B.减小压强　　C.升高温度

D.降低温度  E.加催化剂  F.充入氮气

t1时刻________;t3时刻________;t4时刻________。 

【解析】(1)根据图示可知,t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态。

(2)t1时,v正、v逆同时增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。t3时,v正、v逆同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时,v正、v逆同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。

答案:(1)ACDF　(2)C　E　B