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课时规范练23　化学反应速率及影响因素
一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,进行如下实验:常温常压下,向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0 mol·L-1 NaNO2溶液、2.0 mol·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0 mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需要的时间(t)。实验数据如下表。下列说法正确的是 (　　)
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
A.实验3用N2表示的反应平均速率为 mol·s-1
B.若实验4从反应开始到反应结束历时b s,则用NH4Cl表示的反应平均速率为 mol·L-1·s-1
C.V1=4.0;若V2=6.0,则V3=6.0
D.醋酸的作用是加快反应进行,改变其浓度对该反应速率无影响
2.(2024广西贵港期中)在一个体积可变的恒温密闭容器中发生反应2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)　ΔH<0,每次达到平衡后仅改变其中一个反应条件,正反应速率随时间的变化如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.t0时可能是升高温度
B.t1时可能是扩大容器容积
C.t2时可能是充入了部分Z(g)
D.t3时可能是加入了高效催化剂
3.(2024广西北海模拟)向2 L恒容密闭容器中充入一定量H2S(g)和O2(g),在一定条件下发生反应且氧化产物只有一种,测得H2S、O2的物质的量与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.该条件下发生的反应为2H2S+3O22SO2+2H2O
B.向该容器中再充入惰性气体,能提高反应速率
C.0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)=0.075 mol·L-1·min-1
D.其他条件不变,再充入H2S,能提高反应物活化分子百分数
4.“接触法制硫酸”的主要反应2SO2+O22SO3在催化剂表面的反应历程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.使用催化剂只能增大正反应速率
B.反应②的活化能比反应①的大
C.该反应的催化剂是V2O4
D.过程中既有V—O的断裂,又有V—O的形成
5.(2024广西南宁期末)杭州亚运会CO2合成甲醇做火炬燃料实现了零碳排放,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是合成甲醇的方式之一。向恒容密闭容器中充入CO2、H2和催化剂PST,500 ℃时反应历程如下(TS表示过渡态,加*表示吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是(　　)
A.该合成甲醇的反应在低温下可自发进行
B.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂和极性键的形成
C.生成TS3的步骤为该反应的决速步骤
D.通过选择更高效的催化剂可改变该反应的焓变
6.一种以Pd-Cu为催化剂还原去除水体中N的机理如图a所示,其中Pd-H表示Pd吸附的氢原子;氨态氮代表NH3、N和NH3·H2O的总和;其他条件相同,不同pH时,N转化率和不同产物在总还原产物中所占的物质的量的百分比如图b所示。
已知:溶液pH会影响Pd对N的吸附,不影响对H的吸附。
图a
图b
下列说法不正确的是(　　)
A.pH越小,Pd对N的吸附能力越强
B.通过调节溶液的pH,可使N更多地转化为N2
C.反应ⅱ中生成N的离子方程式为N+6Pd-H+2H+N+2H2O+6Pd
D.pH=12时,每处理6.2 g N,理论上消耗标准状况下5.6 L H2
二、非选择题:本题共2小题。
7.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为　　　　　　　　。
②该反应的逆反应为　　　　　　(填“吸”或“放”)热反应。
(2)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol CO和6 mol H2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。该反应的逆反应速率与时间关系如图所示:
由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是　　　　　　　　　　　。
(3)工业上也可采用乙苯()气体催化脱氢法制取H2,同时生成苯乙烯()气体。其他条件不变时,在不同催化剂(n、m、p)作用下,反应进行相同时间后,乙苯的转化率随反应温度的变化如图所示。相同温度下,三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为　　　　　　　;b点乙苯的转化率高于a点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.H2O2能缓慢分解生成水和氧气,但分解速率较慢,加入催化剂会增大分解速率。某化学兴趣小组为研究不同催化剂对H2O2分解反应的催化效果,设计了如图甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)定性分析:可以通过观察甲装置的　　　　　　　　,而定性得出关于Fe3+和Cu2+催化效果的结论。有同学认为该实验不能比较Fe3+和Cu2+的催化效果,理由是　。
(2)定量测定:用乙装置做对照实验,仪器A的名称是　　　　;实验时组装好装置乙,关闭A的活塞,将注射器活塞向外拉出一段距离后松开,观察活塞是否回到原来的位置。这一操作的实验目的是　　　　　　　　　　　　　　　　;实验时以2 min时间为准,需要测量的数据是　　　　　　。(其他可能影响实验的因素均已忽略)
(3)定量分析:利用丙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将30 mL 5% H2O2溶液一次性加入盛有0.10 mol MnO2粉末的烧瓶中,标准状况下由量气管读出气体的体积[V(量气管)/mL]与时间(t/min)的关系如图所示。图中b点　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)90 mL。
参考答案
课时规范练23　化学反应速率及影响因素
1.C　解析 实验在常温常压下进行,不是标准状况,故气体摩尔体积不为22.4 L·mol-1,A错误;实验4开始时NH4Cl的浓度为=0.4 mol·L-1,从反应开始到反应结束历时b s,则用NH4Cl表示的反应平均速率为 mol·L-1·s-1,B错误;根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0 mL,则V1=20.0-4.0-4.0-8.0=4.0;若V2=6.0,则V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0,C正确;醋酸的作用是加快反应进行,增大浓度该反应速率增大,D错误。
2.A　解析 根据图像,t0时v正瞬间增大,平衡正向移动,2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,所以不可能是升高温度,A项错误;t1时v正瞬间减小,平衡逆向移动,2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)的正反应是气体体积减小的反应,扩大容器容积,压强减小,反应速率减小,平衡逆向移动,B项正确;t2时刻之后,v正逐渐增大,平衡逆向移动,可能是充入了部分Z(g),Z(g)的浓度增大,反应速率增大,平衡逆向移动,C项正确;t3时正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,可能是加入了高效催化剂,D项正确。
3.C　解析 0~4 min内,O2消耗0.4 mol,H2S消耗0.8 mol,根据速率之比等于化学计量数之比可知,反应为2H2S+O22S+2H2O,A项错误;恒容容器中充入惰性气体,化学反应中各物质的浓度不变,速率不变,B项错误;0~2 min内,O2变化了0.3 mol,体积为2 L,代入数据计算O2的平均反应速率为÷2 min=0.075 mol·L-1·min-1,C项正确;增大反应物浓度,活化分子百分数不变,D项错误。
4.D　解析 使用催化剂正、逆反应速率都增大,A错误;由题图可知,反应②为快反应,反应①为慢反应,则反应②的活化能比反应①的小,B错误;催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不发生改变,由题图可知该反应的催化剂是V2O5,C错误;由图可知反应①中有V—O的断裂,反应②中有V—O的形成,D正确。
5.D　解析 由图像可知,该反应的ΔH<0,ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS<0可知该反应在低温下可自发进行,A项正确;由反应历程图可知,该反应存在二氧化碳中碳氧之间的极性键、氢气中氢氢非极性键的断裂和水中氢氧极性键的形成,B项正确;由图可知,生成TS3的步骤活化能最大,故该步骤为反应的决速步骤,C项正确;催化剂不能改变焓变,D项错误。
6.D　解析 由图b可知,随着pH减小,n(N2)增大,n(氨态氮)变化不大,n(N)减小,说明pH越小,Pd对N的吸附能力越强,A正确;由图b信息可知,pH不同还原产物也不同,pH为4时还原产物主要为N2,pH为12时,还原产物几乎全是N,故通过调节溶液的pH,可使N更多地转化为N2,B正确;由图a可知,反应ⅱ即N和Pd-H反应生成N,根据氧化还原反应配平可得,反应ⅱ中生成N的离子方程式为N+6Pd-H+2H+N+2H2O+6Pd,C正确;由图b可知,pH=12时,还原产物几乎全是N,则每处理6.2 g N转移×2=0.2 mol电子,根据得失电子守恒可知,理论上消耗标准状况下×22.4 L·mol-1=2.24 L H2,D错误。
7.答案 (1)①0.16 mol·L-1·min-1　②吸
(2)使用了催化剂
(3)n>m>p　a、b点都未达到平衡,b点温度高,速率大,消耗的量多,因此转化率大
解析 (1)①v(CO2)=v(CO)==0.16 mol·L-1·min-1。②分析表格数据可知,实验1的平衡常数大于实验2的平衡常数,升高温度,K减小,则正反应为放热反应,逆反应是吸热反应。
(2)该反应前后气体的化学计量数之和不相等,t8时逆反应速率增大但平衡不移动,故只能是使用了催化剂。
(3)根据图中信息,相同温度下,三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为n>m>p;根据图中信息,a、b点都未达到平衡,b点温度高,速率大,消耗的量多,因此转化率大。
8.答案 (1)产生气泡的快慢(或反应完成的先后或试管壁的冷热程度等)　实验使用的催化剂的阴离子种类和浓度均不同　(2)分液漏斗　检查装置的气密性　收集气体的体积　(3)小于
解析 (1)甲中可以通过观察产生气泡的快慢来定性比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,但实验使用的催化剂的阴离子种类和浓度均不同,可能影响反应速率。
(2)由装置图可知:仪器A的名称是分液漏斗;反应速率是根据测定相同时间内产生气体的体积来衡量的,为保证测定相同时间内产生气体的体积的准确性,要检查装置的气密性;实验时以2 min时间为准,需要测量的数据是收集气体的体积。
(3)随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减小,3~4 min生成10 mL气体,那么2~3 min生成气体的体积应大于10 mL,则b点小于90 mL。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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