2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.2.2温度、催化剂对化学反应速率的影响精练新人教版

2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.2.2温度、催化剂对化学反应速率的影响精练新人教版

温度、催化剂对化学反应速率的影响A组　定向巩固定向巩固一、外界条件对化学反应速率的影响1.在影响化学反应速率的因素中,决定化学反应速率的主要因素是(　　)①温度　②浓度　③催化剂　④压强　⑤反应物本身的性质A.①②③④⑤B.⑤C.①②③D.①②③④解析:影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因(即反应物本身的性质)是主要因素。答案:B2.在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是(　　)①增大反应物的浓度　②升高温度　③增大压强④移去生成物　⑤加入催化剂A.①③⑤B.②③⑤C.②⑤D.①③④解析:增大反应物的浓度和增大压强,只能增大单位体积内的活化分子数,不能增大活化分子百分数,而②和⑤既能增大单位体积内的活化分子数,又能增大活化分子百分数。答案:C3.一定条件下,可逆反应C(s)+CO2(g)2CO(g)　ΔH>0,达到平衡状态,现进行如下操作:①升高反应体系的温度;②增加反应物C的用量;③缩小反应体系的体积;④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应的正反应速率显著增大的是(　　)A.①②③④B.①③C.①②③D.①③④解析:①升高反应体系的温度正反应速率增大;②碳是固体,增加反应物C的用量,反应速率不变;③缩小反应体系的体积,压强增大,反应速率增大;④减少体系中CO的量,正反应速率瞬间不变,然后逐渐减小。答案:B4.A、B在溶液中发生反应:A+BC。现将A、B两种反应物进行以下五个实验,其中①~④在20℃时进行,⑤在40℃时进行,实验刚开始时,反应速率由大到小的顺序正确的是(　　)①20mL0.2mol·L-1A+20mL0.2mol·L-1B②50mL0.5mol·L-1A+50mL0.5mol·L-1B③10mL1mol·L-1A+10mL1mol·L-1B+30mLH2O④20mL1mol·L-1A+60mL0.4mol·L-1B⑤30mL0.6mol·L-1A+30mL0.6mol·L-1BA.②④⑤①③B.⑤④②③①nC.④②⑤①③D.③⑤④②①解析:由提供数据可算出第①组A、B物质的量浓度均为0.1mol·L-1;第②组A、B物质的量浓度均为0.25mol·L-1;第③组A、B物质的量浓度均为0.2mol·L-1;第④组A物质的量浓度为0.25mol·L-1,B物质的量浓度为0.3mol·L-1;第⑤组A、B物质的量浓度均为0.3mol·L-1且温度最高,因此其反应速率由大到小的顺序为⑤④②③①。答案:B5.反应A(s)+2B(g)2C(g)在一恒容密闭容器中进行,当改变下列条件之一时,一定能增大反应速率的是(　　)A.增加A物质的量B.降低温度C.使用催化剂D.消耗掉部分B物质解析:A是固体,影响固体化学反应速率的因素是接触面积;降温使反应速率减小;消耗掉部分B物质使反应速率减小。答案:C6.导学号90514046用铁片与1mol·L-1的稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是(　　)A.对该反应体系加热B.不用稀硫酸,改用98%硫酸C.加入2mol·L-1的H2SO4溶液D.不用铁片,改用铁粉解析:浓硫酸能使铁片钝化不产生H2。答案:B7.对于有气体参加的反应,一定能使化学反应速率增大的因素是(　　)①扩大容器的容积　②使用催化剂　③增加反应物的物质的量　④升高温度　⑤缩小容器的容积　⑥增大容器内的压强A.②③B.②③④⑥C.②④⑤D.③④⑥解析:对于有气体参加的反应,使用催化剂、升温、缩小容器的容积,化学反应速率一定增大,而增加反应物的物质的量,该反应物若是固体,速率不增大,增大容器内的压强,反应物浓度不一定增大,反应速率不一定增大。答案:Cn8.某反应在催化剂的作用下按以下两步进行:第一步为X+YZ;第二步为Y+ZM+N+X。此反应的总的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　,反应的催化剂是　　　　　　。 解析:催化剂能改变化学反应速率,且其质量和化学性质在反应前后不变,这并不是说催化剂不参加反应,事实上催化剂是参与化学反应的,只不过反应过程中消耗的质量和生成的质量相等,因而其质量和化学性质不变,但其物理性质(如颗粒大小等)往往会改变。从题给两个反应可看出:X与Y反应生成Z,Y和Z反应转变为最终产物M、N和X,则Z为中间产物,而X开始参加反应,后又生成,所以X是催化剂。将题给两个反应相加,可得总反应式。答案:2YM+N　X定向巩固二、化学反应速率的图像分析9.某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变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解析:使用催化剂,降低了反应的活化能,增加了活化分子百分数,化学反应速率增大,但不会改变反应的焓变。答案:C10.右图为反应N2+3H22NH3的速率v(N2)变化的图像,则横坐标不可能是(　　)A.反应时间B.温度C.压强D.N2的浓度解析:随着反应的进行,N2的浓度逐渐减小,反应速率减小而不是增大,故横坐标不可能是反应时间。答案:An11.在一定温度时,N2(g)与H2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示,则下列叙述正确的是(　　)A.该反应的热化学方程式为:N2+3H22NH3　ΔH=-92kJ·mol-1B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C.加入催化剂,该化学反应放出的热量增多D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率解析:A项,没有标明各物质的状态;C项,加入催化剂,该化学反应放出的热量不变;D项,加入催化剂既可增大正反应速率,也可增大逆反应速率。答案:B12.下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图像表示的是(　　)选项反应纵坐标甲乙A外形、大小相近的金属与水反应反应速率NaKB不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2mL分别与4mL0.01mol·L-1的KMnO4溶液反应0.1mol·L-1的H2C2O4溶液0.2mol·L-1的H2C2O4溶液C5mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液与5mL0.1mol·L-1H2SO4溶液反应热水冷水D5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末解析:Na、K分别与水反应,K更活泼,反应更快,A项不正确;B项,其他条件相同,H2C2O4浓度越大反应速率越快,乙中反应速率更快,B项不正确;C项,相同浓度下,温度越高反应速率越快,随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减小,C项正确;D项,使用催化剂的反应速率更快,乙速率比甲的快,D项不正确。答案:Cn13.将一块质量为5.0g的铝片投入盛有500mL0.5mol·L-1H2SO4溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示,回答下列问题:(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是 　, 有关反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 (2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的原因是 　。 (3)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是　。 (4)曲线c点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是　。 答案:(1)铝片表面有Al2O3,硫酸首先与Al2O3反应　Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O(2)氧化膜未完全反应掉,铝与硫酸接触的表面积较小(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率(4)随着反应的进行,H2SO4溶液的浓度下降B组　综合提升1.当浓度恒定时,A、B两种物质在不同温度下进行反应:A+3B3C。10℃时,反应速率v(B)=0.3mol·L-1·s-1;50℃时,反应速率v(A)=25.6mol·L-1·s-1。若该反应温度升高10℃,反应速率增至原来的n倍,则n值为(　　)A.4B.3C.3.5D.2.5解析:在10℃时,v(B)=0.3mol·L-1·s-1,等效于v(A)=0.1mol·L-1·s-1。由10℃至50℃,温度升高40℃,则0.1mol·L-1·s-1×n4=25.6mol·L-1·s-1,即n4=256,解得:n=4。答案:A2.导学号90514047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)的反应溶液(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。　　　　实验试剂　　　　　甲乙丙丁4mol·L-1H2SO4/mL20V1V2V3饱和CuSO4溶液/mL02.5V410H2O/mLV5V680收集气体所需时间/st1t2t3t4下列说法正确的是(　　)A.t1=t2=t3=t4nB.V4=V5=10C.V6=7.5D.V144.0sD.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 　。 解析:(2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(S2O82-)数值成反比,利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(S2O82-)相同,而c(I-)⑤是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的13,即88.0s3=29.3s。(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。答案:(1)研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响(2)29.3s　(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)4.以天然气为原料合成尿素的生产中,主要反应之一为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH>0请根据题目要求回答下列问题:n(1)在一定条件下,将0.05molCH4和0.10molH2O(g)放入容积为2L的密闭容器中,20s时有0.01molCO生成,则H2的化学反应速率为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在其他条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同);在其他条件不变的情况下升高温度,则正反应速率　　　　　。 解析:(1)由题意可知20s时有0.01molCO生成,所以v(CO)=0.01mol20s×2L=2.5×10-4mol·L-1·s-1,v(H2)=3v(CO)=7.5×10-4mol·L-1·s-1。(2)其他条件不变时,降低温度使正、逆反应速率都减小;升高温度使正、逆反应速率都增大。答案:(1)7.5×10-4mol·L-1·s-1(2)减小　增大5.导学号90514048利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。(1)在0~30h内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为　　　　　　　　　;反应开始后的12h内,在第　　　　种催化剂的作用下,收集的CH4最多。 (2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206kJ·mol-1。请画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。解析:(1)0~30h内,由图可知,30h内CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,即反应速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ;前12h在第Ⅱ种催化剂作用下收集的CH4最多。(2)由热化学方程式可知,该反应是吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量。答案:(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ　Ⅱ(2)见下图: