2020-2021学年高二化学重难点训练：化学反应速率及影响因素

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2020-2021 学年高二化学重难点训练：化学反应速率及影响因素 一、选择题（每小题只有一个正确选项，共 10*6 分） 1．（ 2020 山东高考真题改编）1，3-丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步：第一步 H+进攻 1，3-丁二烯生成碳 正离子( )；第二步 Br -进攻碳正离子完成 1，2-加成或 1，4-加成。反应进程中的能量变 化如下图所示。已知在 0℃和 40℃时，1，2-加成产物与 1，4-加成产物的比例分别为 70:30 和 15:85。下 列说法正确的是 A．1，4-加成产物比 1，2-加成产物稳定 B．与 0℃相比，40℃时 1，3-丁二烯的转化率增大 C．从 0℃升至 40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小 D．从 0℃升至 40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度 【答案】A 【解析】A. 能量越低越稳定，根据图像可看出，1,4-加成产物的能量比 1,2-加成产物的能量低，即 1,4- 加成产物的能量比 1,2-加成产物稳定，故 A 正确；B. 该加成反应不管生成 1,4-加成产物还是 1,2-加成产 物，均为放热反应，则升高温度，不利用 1,3-丁二烯的转化，即在 40°C 时其转化率会减小，故 B 错误； C. 从 0 升至 40 ，正化学反应速率均增大，即 1,4-加成和 1,2-加成反应的正速率均会增大，故 C 错 误； D. 从 0 升至 40 ，对于 1,2-加成反应来说，化学平衡向逆向移动，即 1,2-加成正反应速率的增大程 度小于其逆反应速率的增大程度，故 D 错误；答案选 A。 2．下列有关化学反应速率的说法中正确的是( ) A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示 C．若某化学反应的反应速率为 0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为 0.5 mol·L－1·s－1 D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度 【答案】D 【解析】化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量，用单位时间内反应物物质的量浓度的减小 或生成物物质的量浓度的增加来表示，均取正值，不能用固体或纯液体表示反应速率，反应速率是该反应 在一段时间内的平均反应速率，非瞬时速率。A 项，反应速率快的现象不一定明显，如中和反应速率很快， 但没有明显现象，故 A 错误；B 项，在化学反应中，由于固体和纯液体的浓度视为常数，其浓度变化值为零， 不能用固体或纯液体表示反应速率，故 B 错误；C 项，化学反应的反应速率为 0.5mol•（ L•S）-1 就是指 1s 内 对应反应物或生成物的浓度变化为 0.5mol•L-1，由于化学计量数不一定相同，在该时间内反应物和生成物的 浓度变化不一定都为 0.5mol•L-1，故 C 错误；D 项、化学反应有的快，有的慢，化学反应速率能定量地表示 化学反应进行的快慢，故 D 正确。故选 D。 3．反应 4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，经 2 min，B 的浓度减少 0.6 mol·L－1。对此反应速率的表示，正确 的是( ) A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·(L·min)－1 B．分别用 B、C、D 表示反应的速率，其比是 3∶2∶1 C．在 2 min 末的反应速率，用 B 表示是 0.3 mol·(L·min)－1 D．在这 2 min 内用 B 和 C 表示的平均反应速率的值相等 【答案】B 【解析】A. A 为固体，浓度不变，不能用单位时间内浓度变化量表示反应速率，A 错误；B. 速率之比等于 化学计量数之比，v(B)：v(C)：v(D)=3:2:1，B 正确；C. 2min 内，B 的浓度减少 0.6 mol·L－1，2min 内 用 B 表示的平均速率 v(B)= 110.6mol / L 0.3mol?L?min2min  ，不是 2min 末的即时速率，C 错误；D. 2min 内，v(B)= ，速率之比等于化学计量数之比，v(B)：v(C)= 3:2， v(C)= 11 0.2mol?L?min，故 2min 内用 B 和 C 表示的平均反应速率的值不相等；D 错误；故答案为：D。 4．反应 A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45mol⋅L-1⋅min-1 ② v(B)=0.6mol⋅L-1⋅s-1③v(C)=0.4mol⋅L-1⋅s-1④v(D)=0.45mol⋅L-1⋅s-1，该反应进行的快慢顺序为( ) A．④<③=②<① B．④>③=②>① C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 【答案】B 【解析】同一化学反应，反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则① 0.45 1 =0.45，② 0.6 3 =0.2， ③ 0.4 2 =0.2，④ 0.45 2 =0.225，则反应快慢为④>③=②>①，故选 B。 5．对于反应：M＋N→P，如果温度每升高 10℃，化学反应速率提高到原来的 3 倍，在 10℃时完成反应的 10% 需要 81 min，将温度提高到 40℃时，完成反应的 10%需要的时间为 ( ) A．9 min B．27 min C．13.5 min D．3 min 【答案】D 【解析】化学反应中，升高温度，反应速率增大，已知温度每升高 10℃，化学反应速率增大到原来的 3 倍， 那么 10℃时，温度升高到 40℃，温度变化为 30℃，反应速率应是 10℃的 33=27 倍，在 10℃时完成该反应 的 10%需要 81min，则若将温度升高到 30℃，完成该反应的 10%需要时间为： 81 27 min =3min，故选 D。 6．下列说法中正确的是 A．对有气体参加的化学反应，增大压强体系体积减小，可使单位体积内活化分子百分数增加，因而反应速 率增大 B．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 C．活化分子之间发生的碰撞不一定是有效碰撞，所以发生化学反应的分子也不一定是活化分子 D．催化剂不影响反应活化能，从而只影响反应速率不影响化学平衡 【答案】B 【解析】A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，则增大气体的浓度，单位体积内活化分 子数增加，反应速率增大，选项 A 错误；B．升高温度，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反 应速率增大，选项 B 正确；C．当活化分子发生碰撞且有生成物生成时，发生化学反应，此时的碰撞为有效 碰撞，如没有发生化学反应，则不是有效碰撞，选项 C 错误；D．加入催化剂，降低反应的活化能，增大活 化分子的百分数，有效碰撞次数增加，但只影响反应速率不影响化学平衡，选项 D 错误。答案选 B。 7．在 298K 时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI=2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率见表，由此可 推知当 c(HI)=0.500mol·L-1，c(H2O2)=0.400mol·L-1 时的反应速率为（ ） 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/mol·L-1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/mol·L-1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/mol·L-1·s-1 0.00760 0.0153 0.0227 0.0151 0.0228 A．0.0380mol·L-1·s-1 B．0.152mol·L-1·s-1 C．0.608mol·L-1·s-1 D．0.760mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】对比实验 1、2、3 可知，反应速率 v 和 c(HI)成正比，对比实验 4、5 可知反应速率 v 和 c(H2O2)成 正比。当   1cHI0.100molL ，   1 22cHO0.100molL ， 11v 0.00760mol L s   ，由分析可知， 速率与  c HI 成正比、与  22c H O 成正比，所以当   1c HI 0.500mol L，   1 22c H O 0.400mol L时， 1111v0.00760molLs540.152molLs ，B 正确。答案选 B。 8．化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是 A．食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里 B．家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥 C．制造蜂窝煤时加入生石灰 D．把块状煤碾成粉状再燃烧 【答案】C 【解析】A.低温冷藏使食品延缓变质,是降低温度使反应速率减慢，A 项排除；B.在潮湿的情况下，铁锅、 铁铲易发生电化学腐蚀，腐蚀速率较快，保持其干燥，可以极大减缓其腐蚀速率，B 项排除；C.制造蜂窝煤 时加入生石灰，是为了减少二氧化硫的排放，发生反应为：2CaO+O2+2SO2 2CaSO4，与反应速率无关，C 项 可选；D.把块状煤碾成粉状再燃烧，能够增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，D 项排除。答案选 C 项。 9．Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水,往调节好 pH 和 Fe2+浓度的废水中加入 H2O2，所产生的 羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物 p-CP，控制 p-CP 的初始浓度相同，恒定实验 温度在 298 K 或 313 K 进行实验。实验测得 p-CP 的浓度随时间变化的关系如图所示，下列说法不正确的 是 A．由曲线①可得，降解反应在 50~150 s 内的平均反应速率 v（p-CP）=8.0×10- 6 mol/（L·s） B．实验③的目的为探究溶液的 pH 对降解反应速率的影响 C．298 K 下,有机物 p-CP 的降解速率在 pH=10 时比 pH=3 时快 D．升高温度,有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢 【答案】C 【解析】A．由曲线①可得，降解反应在 50~150 s 内的平均反应速率 v(p-CP)= 1.2-0.4mol/L (15050)s  （ ） 8.0×10- 6 mol/(L·s)，故 A 正确；B．实验③与实验①②的 pH 不同，实验③的目的为探究溶液的 pH 对降解反应速 率的影响，故 B 正确；C．根据图示，298 K 下，有机物 p-CP 的降解速率在 pH=3 时比 pH=10 时快，故 C 错 误；D．升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高，过氧化氢分解，所以反应速率又会变慢，故 D 正确；选 C。 10．研究反应 2X(g)=Y(g)＋Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行 4 组实验，Y、Z 起始浓度为 0，反应 物 X 的浓度( mol ∙L－1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确．．．的是 A．比较实验②、④得出：升高温度，化学反应速率加快 B．比较实验①、②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 C．若实验②、③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在 0～10min 之间，实验②的平均速率 v(Y)＝0.04 mol∙L－1∙min－1 【答案】D 【解析】A、实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速 率加快，故 A 正确；B、①、②温度相同，但浓度不同，①浓度较大，可得出增大反应物浓度，化学反应速 率加快，故 B 正确；C、②、③温度、浓度相同，③反应速率较大，应为加入催化剂，故 C 正确；D、在 0 ≈10min 之间，实验②X 的浓度变化为 0.2mol/L，则 v(Y)= 1 2 v(X)=  1 0.2 / 0.012 10 mol L mol L minmin ， 故 D 错误；故选 D； 二、主观题（共 3 小题，共 40 分） 11．（ 15 分）(1) 对于 Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑改变下列条件对反应速率和产量有何影响 (填“增大”“减小” 或“不变”):把铁片改成铁粉：________；滴加几滴浓硫酸_______;加压：________； (2) 某小组利用 H2C2O4 溶液和硫酸酸化的 KMnO4 溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时 通过测定酸性 KMnO4 溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： 实验 编号 0.1mol/L 酸性 KMnO4 溶液的体积/mL 0.6mol/LH2C2O4 溶 液的体积/mL H2O 的 体积 /mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需 时间/min ① 10 V1 35 25 ② 10 10 30 25 ③ 10 10 V2 50 ①表中 V1=__________mL ②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号) ③实验③测得 KMnO4 溶液的褪色时间为 2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率 v(H2C2O4)＝________mol·L－1·min－1。 【答案】(1)增大（2 分）增大（2 分）不变（2 分）（2）①. 5（3 分）②. ②和③（3 分） ③.0.025（3 分） 【解析】（1）对于反应 Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑，把铁片改成铁粉，增大接触面积，化学反应速率增大；滴加 几滴浓硫酸，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；加压，对化学反应速率无影响，故答案为增大，增 大，不变。 （2）①由表中实验②和实验①知道温度相同，是讨论浓度对化学反应速率的影响。所以溶液的总体积也应 该相同均为 50mL，分析知道表中 V1 溶液的体积为 50-35-10=5mL，故答案为 5。 ②根据上表分析实验②和实验③反应物浓度相同，温度不同，所以探究温度对化学反应速率影响的因素的 实验编号是②和③，故答案为②和③。 ③由化学反应方程式关系可知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，加入的 KMnO4 的物质的量 为 0.1mol/L×0.01L=0.001mol，加入的 H2C2O4 的物质的量为 0.005L×0.6mol/L=0.003mol，由 5H2C2O4～2KMnO4 关系可知 H2C2O4 过量，所以参加反应的 n(H2C2O4)=0.1mol/L×0.01L×5/2=0.0025mol，实验①测得 KMnO4 溶液 的褪色时间为 2min，所以 H2C2O4 在 2min 内的平均反应速率为 v(H2C2O4)＝0.0025mol÷0.05L÷ 2min=0.025mol·L－1·min－1，故答案为 0.025。 18．（ 21 分）H2O2 不稳定、易分解，Fe3＋、Cu2＋等对其分解起催化作用，为比较 Fe3＋和 Cu2＋对 H2O2 分解的催 化效果，某化学研究小组同学分别设计了如图甲、乙两种实验装置。 （1）若利用图甲装置，可通过观察__________现象，从而定性比较得出结论。 （2）有同学提出将 FeCl3 改为 Fe2(SO4)3 更为合理，其理由是 ________。写出 H2O2 在二氧化锰催化作用下发 生反应的化学方程式：___________。 （3）若利用乙实验可进行定量分析，图乙中仪器 A 的名称为________，实验时均以生成 40mL 气体为准， 其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是________。 （4）将 0.1molMnO2 粉末加入 50 mL H2O2 溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示， 解释反应速率变化的原因：________。H2O2 初始物质的量浓度为_______(保留两位小数)。 【答案】（每空 3 分）（1）产生气泡的快慢 （2）可以消除阴离子不同对实验的干扰 2H2O2 2H2O ＋O2↑ （3） 分液漏斗 产生 40mL 气体所需的时间 （4）随着反应的进行，反应物的浓度减小， 反应速率减小 0.11 mol·L－1 【解析】（1）该反应中产生气体，可根据生成气泡的快慢判断；故答案为：产生气泡的快慢； （2）氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，硫酸铁和硫酸铜阴 离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气， 反应方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑；故答案为：可以消除阴离子不同对实验的干扰；2H2O2 2H2O＋O2↑； （3）A 仪器名称是分液漏斗；根据 v=△c/△t 知，还需要测定产生 40mL 气体所需的时间；故答案为：分液 漏斗；产生 40mL 气体所需的时间； （4）在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：2H2O2 2H2O+O2↑，浓度越 大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小；根据图象可以 看出 H2O2 完全反应放出 60mLO2，则 n（H2O2）= 0.06L 22.4L / mol ×2≈0.00536 mol，c（H2O2）= 0.00536 0.05 mol L ≈ 0.11 mol·L－1，故答案为：随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减小；0.11 mol·L－1。 13.（2020 全国高考 1 卷真题节选）（4 分）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键 工序是 SO2 的催化氧化：SO2(g)+ 1 2 O2(g) 钒催化剂  SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1，研究表明，SO2 催化氧化的反 应速率方程为：v=k( ′ α α −1)0.8(1−nα')。式中：k 为反应速率常数，随温度 t 升高而增大；α为 SO2 平衡转化 率，α'为某时刻 SO2 转化率，n 为常数。在α'=0.90 时，将一系列温度下的 k、α值代入上述速率方程，得 到 v~t 曲线，如图所示。 曲线上 v 最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度 tm。ttm 后，v 逐渐下降。 原因是__________________________。 【答案】升高温度，k 增大使 v 逐渐提高，但α降低使 v 逐渐下降。当 t＜tm，k 增大对 v 的提高大于α引 起的降低；当 t＞tm，k 增大对 v 的提高小于α引起的降低 【解析】由于该反应是放热反应，温度升高后α降低。由题中信息可知，v=   0.8 k11 n    ，升高温 度，k 增大使 v 逐渐提高，但α降低使 v 逐渐下降。当 t＜tm，k 增大对 v 的提高大于α引起的降低；当 t ＞tm，k 增大对 v 的提高小于α引起的降低。