人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率第2课时随堂练习题

第2课时　活化能

基础巩固

1.下列说法正确的是(　　)。

①升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次数

②增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多

③使用催化剂能提高反应速率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大

A.①② B.①③

C.②③ D.①②③

答案:A

解析:使用催化剂改变反应历程,降低反应的活化能,增大活化分子百分数,使有效碰撞频率增大,提高反应速率,③错误。

2.某反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是(　　)。

A.该反应为吸热反应

B.使用催化剂能加快该反应的化学反应速率

C.催化剂能降低该反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

答案:D

解析:该反应生成物总能量比反应物总能量高,为吸热反应,A项正确;对照图中有无催化剂的两种情况,有催化剂的活化能较低,因为催化剂能降低反应的活化能,从而加快化学反应速率,B、C项正确;E1大于E2,正反应的活化能较大,D项错误。

3.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称为活化能

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;普通分子变成活化分子所需的最低能量叫活化能,活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能,D项错误。

4.NO和CO都是汽车尾气里的有毒气体,它们之间能缓慢反应:2NO+2CON2+2CO2。为了控制大气污染,下列建议实际可行的是(　　)。

A.增大压强,增大反应速率

B.使用适当催化剂提高反应速率

C.提高反应温度,增大反应速率

D.在汽车尾部用橡胶囊收集有毒气体

答案:B

解析:给导出的气体再加压或升高温度均不符合实际,用橡胶囊收集有毒气体的方法也不现实。

5.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,有效碰撞次数增多

答案:A

解析:恒容充入氩气,反应物浓度不变,反应速率不变,选项A正确;W是固体,适当改变其量对反应速率无影响,选项B错误;升高温度,能同时增大正、逆反应速率,选项C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,选项D错误。

6.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,加快反应速率

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,选项A错误;NOBr2是反应过程中的中间产物,不是该反应的催化剂,选项B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,选项C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,选项D错误。

7.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)催化剂能加快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③、④、⑤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)催化剂能加快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,所以为了加快反应速率,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.已知反应C+CO22CO,正反应是吸热反应,反应速率为v1;反应N2+3H22NH3,正反应是放热反应,反应速率为v2。对于上述两个反应,当升高温度时,v1和v2的变化情况为(　　)。

A.都增大

B.都减小

C.v1增大,v2减小

D.v1减小,v2增大

答案:A

解析:不论反应吸热、放热,升高温度都将增大反应速率(反应物分子能量升高、活化分子百分数增大),选项A正确。

2.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2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②

答案:C

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项错误。

3.炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法不正确的是(　　)。

A.每活化一个氧分子放出0.29 eV能量

B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV

C.氧分子的活化是O—O的断裂与C—O的形成过程

D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂

答案:B

解析:由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此是放出0.29eV能量,A项正确;由图可知,水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,B项错误;由图可知,氧分子的活化是O—O的断裂和C—O的形成过程,C项正确;活化氧可快速氧化SO2,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可看作是大气中SO2转化为SO3的催化剂,D项正确。

4.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)该反应中氧化剂和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+)(或硫酸溶液的浓度)　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,体现化学实验的控制变量思想。(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水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变。