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2025鲁科版化学选择性必修1
分层作业12　化学反应速率的影响因素
A级必备知识基础练
题组1.化学反应历程
1.Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)Y(g)过程分三步,X→M,M→N,N→Y。下列说法正确的是(　　)
A.X(g)→Y(g)过程是放热反应
B.M、N是反应过程的催化剂
C.三步过程中N→Y步骤活化能最大,反应速率最慢
D.X(g)→Y(g)过程的焓变是(E1-E4) kJ·mol-1
2.下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法错误的是(　　)
A.①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程
B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同
C.由图可知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为放热反应
D.该历程中决速步骤为CO*+H2O*+H2O(g)CO*+OH*+H*+H2O(g)
题组2.化学反应速率的影响因素
3.某温度下,在容积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　)
A.向容器中充入氩气,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,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
4.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO24ClO2↑+H++Cl-+2H2O。刚加入硫酸时,分解反应缓慢,随后反应速率突然加快,释放出大量ClO2,这是因为(　　)
A.酸使亚氯酸的氧化性增强
B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用
D.逸出的ClO2使生成物的浓度降低
5.O3在水中易分解,一定条件下,相同浓度的O3的浓度减小一半所需的时间(t/min)如下表。
T/℃ pH
3.0 4.0 5.0 6.0
20 301 min 231 min 169 min 58 min
30 158 min 108 min 48 min 15 min
50 31 min 26 min 15 min 7 min
根据表中的递变规律,推测O3分别在以下条件下反应:①40 ℃、pH=3.0;②10 ℃、pH=5.0;③30 ℃、pH=7.0,分解速率依次增大的顺序为(　　)
A.①②③ B.③②①
C.②①③ D.③①②
6.(2024·海南海口一模)碳粉高温下还原CuO制取纳米级Cu2O:2CuO(s)+C(s)Cu2O(s)+CO(g)　ΔH>0,反应达平衡后,下列说法正确的是 (　　)
A.升高温度,v(正)增大、v(逆)减小
B.保持温度不变,通入少量CO,达新平衡后c平(CO)变大
C.加入少量碳粉,可提高CuO的平衡转化率
D.分离出CO,有利于Cu2O的生成
7.为了探究外界条件对化学反应速率的影响,某兴趣小组同学以绿色氧化剂H2O2的分解反应为研究对象设计实验探究温度、浓度、催化剂、酸对反应速率的影响。
实验编号 反应物 催化剂 温度
① 20 mL 2% H2O2溶液+2 mL H2O 无 20 ℃
② 20 mL 5% H2O2溶液+2 mL H2O 无 20 ℃
③ 20 mL 5% H2O2溶液+2 mL H2O 1 g粉末状MnO2 20 ℃
④ 20 mL 5% H2O2溶液+2 mL 1 mol·L-1HCl溶液 1 g粉末状MnO2 20 ℃
⑤ 20 mL 5% H2O2溶液+2 mL H2O 1 g粉末状MnO2 40 ℃
(1)在实验①和②中,探究的是　　　　　对反应速率的影响,H2O2分解速率较快的是　　　,从中得到的结论是　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)探究温度对反应速率影响的是　　　　(填实验编号)。
(3)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如图所示。分析该图能够得出的实验结论是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B级关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
8.下列装置或操作能达到目的的是(　　)
A.装置①用于测定生成氢气的速率
B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C.装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
9.甲酸常被用于橡胶、医药等工业,在一定条件下可分解生成CO和H2O,在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系分别如图1、图2所示。下列说法错误的是(　　)
图1
图2
A.途径一和途径二中甲酸的平衡转化率相等
B.ΔH1<ΔH2<0
C.途径二使用了H+作为催化剂
D.途径二反应的快慢由生成的速率决定
10.实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来增大反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应容器(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。
试剂 实验
甲 乙 丙 丁
4 mol·L-1H2SO4溶液/mL 20 V1 V2 V3
饱和CuSO4溶液/mL 0 2.5 V4 10
H2O/mL V5 V6 8 0
收集气体所需时间/s t1 t2 t3 t4
下列说法正确的是(　　)
A.t1=t2=t3=t4 B.V5=10
C.V6=7.5 D.V111.环戊二烯()容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1
12.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)该实验的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验试剂除了1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液外,还需要的试剂是　　　　　　　,实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)实验操作中除了需要上述条件外,还必须控制　　　　　　(填字母)不变。
A.温度
B.试剂的用量(体积)
C.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,你会采取的措施是 　　　　　　　　　　　　　　　　。
C级学科素养拔高练
13.“碘钟”实验中,3I-+S2+2S的反应速率可以用与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃时进行实验,得到的数据如下表:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
c(I-)/(mol·L-1) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120
0.040 0.040 0.080 0.020 0.040
t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)表中t1=　　　　。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为　　　　(填字母)。
A.<22.0 s B.22.0~44.0 s
C.>44.0 s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 　　　　　　　　　　　　　　　　。
分层作业12　化学反应速率的影响因素
1.C　解析 总反应中反应物总能量低于反应产物总能量,是吸热反应,A错误;M、N是反应过程的中间产物,B错误;根据图中信息可知,三步过程中N→Y步骤活化能最大,反应速率最慢,C正确;根据盖斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=(E1-E2)+ΔH+(E3-E4),D错误。
2.D　解析 ①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程,故A说法正确;②和④中化学键变化相同,断裂的均为H2O中的H—O键,因此吸收的能量相同,故B说法正确;由图可知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为放热反应,故C说法正确;活化能越大,反应速率越慢,为反应过程的决速步骤,对应的过程:COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*,故D错误。
3.A　解析 向恒容容器中充入氩气,各反应组分的浓度不变,反应速率不变,A项正确;W为固态,加入少量W,反应速率不变,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数,但活化分子百分数不变,D项错误。
4.C　解析 由题目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后反应速率突然加快,这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用,C正确。
5.C　解析 c(O3)减小一半,①40 ℃、pH=3.0时,所需时间在31~158 min;②10 ℃、pH=5.0时,所需时间大于169 min;③30 ℃、pH=7.0时,所需时间小于15 min,则分解速率依次增大的顺序为②①③。
6.D　解析 升高温度,正逆反应速率均增大,A错误;K=c平(CO),由于温度不变,c平(CO)不变,B错误;碳粉为固体,加入少量碳粉,对平衡无影响,CuO的平衡转化率不变,C错误;分离出CO,使平衡正向移动,有利于Cu2O的生成,D正确。
7.答案 (1)浓度　②　其他条件相同时,浓度增大反应速率增大
(2)③和⑤
(3)实验③、⑤中,不同的条件是温度,根据图像判断反应速率快的是⑤,得出结论:温度越高,H2O2分解速率越快;实验③、④不同的条件是在④中加入了HCl,根据图像判断反应③曲线斜率大,速率快,得出的实验结论是HCl溶液对H2O2分解有抑制作用
解析 (1)①和②中只有H2O2的浓度不同,因此探究的是浓度对化学反应速率的影响。②中H2O2的浓度大,反应速率快。
(2)实验③和实验⑤的条件只有温度不同,因此探究的是温度对反应速率的影响。
8.BC　解析 装置①生成的氢气会从长颈漏斗中逸出,不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率,A错误;装置②用不同浓度的草酸(乙二酸)溶液与浓度相同的高锰酸钾溶液反应,实验过程中所用草酸过量,可依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,B正确;Na和水反应放热,广口瓶内气体受热膨胀,U形管左侧液面下降,右侧液面上升,所以装置③能达到目的,C正确;装置④中物质的浓度、温度都不同,无法判断温度对反应速率的影响,D错误。
9.B　解析 催化剂不改变平衡转化率,故途径一和途径二中甲酸的平衡转化率相等,A正确;催化剂可以降低活化能,但不改变焓变,图中反应物总能量大于反应产物总能量,因此ΔH1=ΔH2<0,B错误;根据图示可知途径二中H+参与了反应,H+的参与改变反应途径,降低了活化能,从而加快反应速率,途径二使用了H+作为催化剂,C正确;反应的快慢通常由活化能最大的一步决定,即途径二反应的快慢由生成的速率决定,D正确。
10.BC　解析 本实验是研究CuSO4的量对生成H2速率的影响,所以应控制H2SO4的浓度不变,即硫酸溶液体积、CuSO4溶液体积及H2O的体积之和应等于30 mL,所以甲中V5=10;乙中V1=20,V6=7.5;丙中V2=20,V4=2;丁中V3=20,B项、C项正确。
11.CD　解析 升高温度,反应速率增大,由图像的变化趋势可看出,T2时,环戊二烯浓度的变化趋势大,因此T2大于T1,选项A错误;a、c点的反应速率指的是净反应速率,根据斜率大小可判断a点的反应速率大于c点的反应速率,选项B错误;相同温度下,随着时间的延长,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,因此a点的正反应速率大于b点的正反应速率,a、b两点均未达到平衡状态,正反应速率均大于逆反应速率,a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,选项C正确;由图像知,开始时环戊二烯的浓度为1.5 mol·L-1,b点时的浓度为0.6 mol·L-1,设环戊二烯转化的物质的量浓度为2x mol·L-1,则有:
　　　　　　　　2　　二聚体
初始/(mol·L-1) 1.5 0
转化/(mol·L-1) 2x x
b点/(mol·L-1) 0.6 x
可得:1.5-2x=0.6,解得x=0.45,选项D正确。
12.答案 (1)4H++4I-+O22I2+2H2O　(2)探究温度对反应速率的影响　(3)淀粉溶液　无色溶液变蓝　(4)BC　(5)温度每升高10 ℃,反应速率约增大2倍　(6)保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验
解析 (1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为4H++4I-+O22I2+2H2O。
(2)表中数据只有温度和显色时间,故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。
(3)为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变为蓝色。
(4)设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的结论,故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。
(5)分析实验数据,温度每升高10 ℃,显色时间缩短到原来的一半,故可得出结论是温度每升高10 ℃,反应速率约增大2倍。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验,需保证其他实验条件不变,采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。
13.答案 (1)研究反应物I-与S2的浓度对反应速率的影响　(2)29.3　(3)A　(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
解析 (2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)、c(S2)数值成反比,利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(S2)相同,而⑤中c(I-)是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的,即≈29.3 s。
(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。故选A。
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