高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率第2课时同步练习题

第2课时　活化能

基础巩固

1.碰撞理论是一种较直观的反应速率理论,下列有关碰撞理论叙述正确的是(　　)。

A.分子发生碰撞就一定发生反应

B.发生有效碰撞的分子具有最高的能量

C.有效碰撞是活化分子在一定方向上的碰撞

D.活化分子的平均能量即为活化能

答案:C

解析:发生碰撞,但反应物分子能量较低,或者取向不当时,不发生反应,A项错误;分子具有的能量超过活化能时,就可成为活化分子,不一定是最高能量,B项错误;只有活化分子间在合适的取向发生的碰撞才能发生化学反应,C项正确;活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差称为活化能,D项错误。

2.某温度下,在容积固定的密闭容器中进行反应:2X(g)+Y(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.将容器的容积压缩,可增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大

答案:A

解析:恒容充入氩气,反应物浓度不变,反应速率不变,A项正确;W是固体,改变其用量对反应速率无影响,B项错误;升高温度,能同时增大正、逆反应速率,C项错误;压缩容器的容积,各物质的浓度增大,可增大单位体积内的活化分子数,但活化分子百分数不变,D项错误。

3.已知反应2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),其反应历程如下:

①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)　快

②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g)　慢

下列有关该反应的说法正确的是(　　)。

A.该反应的速率主要取决于①的快慢

B.NOBr2是该反应的催化剂

C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1

D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,增大反应速率

答案:C

解析:总反应的反应速率主要取决于最慢的一步,所以该反应的速率主要取决于②的快慢,A项错误;NOBr2是反应过程中的中间产物,不是该反应的催化剂,B项错误;该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ·mol-1,C项正确;增大Br2(g)浓度,可增大单位体积内的活化分子数,但活化分子百分数不变,D项错误。

4.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液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。

(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验①和②的目的是探究　　　　　　对反应速率的影响。 

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　　　　　　　　　　　。 

(3)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。

分析上图能够得出的实验结论:　　　　环境能增大H2O2的分解速率;　　　　环境能减小H2O2的分解速率。 

答案:(1)降低了反应的活化能　(2)浓度　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)　(3)碱性　酸性

解析:(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是改变了反应历程,降低了反应的活化能,从而增大了活化分子百分数。(2)实验①和②的差别是H2O2溶液的浓度不同,故目的是探究浓度对反应速率的影响;由于通常条件下H2O2稳定,不易分解,所以为了增大反应速率,可向反应物中加入等量的同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。(3)据图可以看出在碱性条件下反应最快,在酸性条件下反应最慢。

能力提升

1.反应2NO+Cl22NOCl在295 K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:

注:①反应物浓度与反应速率的关系式为v(Cl2)=k·cm(NO)cn(Cl2)(式中速率常数k=A,其中Ea为活化能,A、R均为大于0的常数,T为温度);②反应级数是反应速率的关系式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是(　　)。

A.m=2,n=1,反应级数为3级

B.当c(NO)=0.200 mol·L-1、c(Cl2)=0.300 mol·L-1时,v(NO)=0.192 mol·L-1·s-1

C.加入催化剂可以改变反应途径,也可以增大速率常数k,从而增大反应速率

D.升高温度,可以增大反应的活化能Ea,从而使速率常数k增大

答案:D

解析:由表中①③数据可知=n,n=1;由①②组数据可知=m,m=2;由①数据可知k==8.0L2·mol-2·s-1。根据数据分析知m=2,n=1,反应级数为3级,A项正确。当c(NO)=0.200mol·L-1、c(Cl2)=0.300mol·L-1时,v(Cl2)=8.0×0.2002×0.300mol·L-1·s-1=9.6×10-2mol·L-1·s-1,所以v(NO)=2v(Cl2)=0.192mol·L-1·s-1,B项正确。催化剂可降低反应的活化能,增大速率常数,从而增大反应速率,C项正确。升高温度,活化能不变,D项错误。

2.(双选)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2的分解经过下列两步基元反应完成:

①H2O2+I-H2O+IO-　慢;

②H2O2+IO-H2O+O2+I-　快。

下列有关该反应的说法正确的是(　　)。

A.反应的活化能等于98 kJ·mol-1

B.IO-也是该反应的催化剂

C.反应速率与I-浓度有关

D.H2O2分解的反应速率主要取决于反应①

答案:CD

解析:1molH2O2分解的反应热ΔH=-98kJ·mol-1,不是反应的活化能,A项错误;将反应①+②可得总反应方程式,反应的催化剂是I-,IO-只是中间产物,B项错误;I-是①的反应物之一,其浓度大小对①的反应速率会产生影响,C项正确;H2O2分解的反应速率主要由最慢的一步基元反应决定,D项正确。

3.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)。

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

(1)该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。 

(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验　　　　和　　　　(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验　　　　和　　　　。 

(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究　　　　　　　对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)2∶5

(2)Ⅰ　Ⅱ　Ⅰ　Ⅲ

(3)c(H+)(或H2SO4的浓度)　确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变

解析:(1)根据电子守恒列式可得:n(Mn)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),则n(Mn)∶n(H2C2O4)=2∶5。(2)利用“单一变量法”研究某一因素对化学反应速率的影响,体现化学实验的变量控制思想。(3)对比Ⅰ和Ⅳ,反应的温度、溶液的体积等都相同,仅有c(H+)不同,故可研究c(H+)对反应速率的影响。加1mL蒸馏水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变。