安徽专用版高考化学 课时提能演练十九 71 化学反应速率及影响因素 新人教版含精细解析

安徽专用版高考化学 课时提能演练十九 71 化学反应速率及影响因素 新人教版含精细解析

‎【安徽】2019版化学复习方略 课时提能演练(十九) 7.1 化学反应速率及影响因素（人教版）‎ ‎（45分钟 100分）‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)‎ ‎1.2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B.增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C.该可逆反应是放热反应，降低温度只减小了放热反应的反应速率 D.在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝ ‎2.(2019·池州模拟)已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O) [mol/(L·min)]表示，则正确的关系式是(　　)‎ A.v(NH3)＝v(O2)　　 　B.v(O2)＝v(H2O)‎ C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)‎ ‎3.对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)能增大正反应速率的措施是(　　)‎ A.通入大量O2 B.增大容器容积 C.移去部分SO2 D.降低体系温度 ‎4.在密闭容器中，通入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应2SO2＋O22SO3，在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变，在t2时刻，再通入一定量的SO3，下列有关反应速率(v)与时间(t)的关系曲线正确的是(　　)‎ ‎5.(预测题)图甲、图乙分别表示反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　‎ ΔH＞0 在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况，下列说法正确的是(　　)‎ A.图甲中t2时刻发生改变的条件是增大反应物的浓度 B.图甲中t2时刻发生改变的条件可能是增大压强 C.图乙中t2时刻发生改变的条件是升高温度 D.图乙中t2时刻发生改变的条件是从体系中分离出水蒸气 ‎6.将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s) NH3(g)＋HBr(g),2HBr(g) Br2(g)＋H2(g),2 min后，测知H2的浓度为 ‎0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是(　　)‎ A.0.5‎‎ mol·L－1·min－1‎ B.2.5 mol·L－1·min－1‎ C.2 mol·L－1·min－1‎ D.1.25 mol·L－1·min－1‎ ‎7.(2019·六安模拟)在一定条件下的密闭容器中存在下列四个平衡体系，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　)‎ A.2SO2＋O22SO3‎ B.CO＋H2O(g)CO2＋H2‎ C.CO2(g)＋H2OH2CO3‎ D.Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3‎ ‎8.(易错题)在体积固定为‎2 L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化情况如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A.该反应的化学方程式为‎4A＋5B‎6C＋4D B.前2 min用B表示的反应速率约为0.002 1 mol·L－1·s－1‎ C.2 min时，外界条件的改变可能是升高温度或加入了催化剂 D.该反应为放热反应 ‎ ‎9.(2019·海南高考)某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是(　　)‎ A.正反应活化能小于100 kJ·mol－1‎ B.逆反应活化能一定小于100 kJ·mol－1‎ C.正反应活化能不小于100 kJ·mol－1‎ D.正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol－1‎ ‎10.(2019·兰州模拟)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(　　)‎ 组别 c(HCl)(mol/L)‎ 温度(℃)‎ 状态 ‎1‎ ‎2.0‎ ‎25‎ 块状 ‎2‎ ‎2.5‎ ‎30‎ 块状 ‎3‎ ‎2.5‎ ‎50‎ 块状 ‎4‎ ‎2.5‎ ‎50‎ 粉末状 A.4－3－2－1　　　　　B.1－2－3－4‎ C.3－4－2－1 D.1－2－4－3‎ 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)‎ ‎11.(10分)(2019·蚌埠模拟)某研究性学习小组成员，利用稀硫酸与某金属的反应来探究影响化学反应速率的因素，下表是研究过程中记录的实验数据(表中某些数据记录已模糊不清，个别数据已丢失)。‎ 实验 序号 金属 质量(g)‎ 金属 状态 c(H2SO4)‎ ‎(mol/L)‎ V(H2SO4)‎ ‎(mL)‎ 溶液温度(℃)‎ 金属消失 的时间(s)‎ ‎1‎ ‎0.10‎ 丝 ‎0.5‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎34‎ ‎500‎ ‎2‎ ‎0.10‎ 粉末 ‎0.5‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎35‎ ‎50‎ ‎3‎ ‎0.10‎ 丝 ‎0.7‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎36‎ 数据模糊 ‎4‎ ‎0.10‎ 丝 ‎0.8‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎35‎ ‎200‎ ‎5‎ ‎0.10‎ 粉末 ‎0.8‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎36‎ 数据模糊 ‎6‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.0‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎35‎ 数据模糊 ‎7‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.0‎ ‎50‎ ‎35‎ 数据模糊 ‎50‎ ‎8‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.1‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎34‎ ‎100‎ ‎9‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.1‎ ‎50‎ 数据丢失 ‎44‎ ‎40‎ 若实验操作、数据记录均是正确的，试分析上述数据回答下列问题：‎ ‎(1)该实验主要是探究______________________________________对反应速率的影响。‎ ‎(2)经仔细辨认，模糊的数据疑为25、50、125、250，试将这些疑似数据填入表中，使实验数据较为合理。‎ ‎(3)试猜测实验9反应前溶液的温度约为　　　℃。推测的依据是　　　　　‎ ‎12.(12分)溶液中，反应A＋2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)＝0.100 mol/L、c(B )＝0.200 mol/L及c(C )＝0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：②_________________________；③　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(2)实验②平衡时B的转化率为　　　　　；实验③平衡时C的浓度为　　_‎ ‎(3)该反应的ΔH　　　0，其判断理由是______________________。‎ ‎(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：‎ 实验②：v(B)＝__________________________________________。‎ ‎13.(18分)(探究题)某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。限选试剂：1.00 mol·L－1 HNO3、‎ ‎2.00 mol·L－1 HNO3，细颗粒大理石、粗颗粒大理石，‎35 ℃‎水浴。‎ ‎(1)他们能完成哪些因素对速率影响的探究？‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(2)请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验：‎ 实验编号 T/℃‎ 大理石规格 HNO3浓度/mol·L－1‎ ‎①‎ 常温 ‎2.00‎ ‎②‎ ‎1.00‎ ‎③‎ ‎2.00‎ ‎④‎ ‎2.00‎ ‎(3)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和　　　　　。‎ ‎(4)该实验小组用如图实验装置进行实验。‎ c ‎①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的实验仪器还有　　　　　。‎ ‎②干燥管中应放置的试剂是　　　　　　。‎ A.碱石灰　　　　　　　B.无水CaCl2‎ C.P2O5固体 D.浓硫酸 ‎③若撤除干燥管装置，所测速率　　　　　　(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ 答案解析 ‎1.【解析】‎ 选D。A项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，A项错误；B项，在恒容的条件下，通入惰性气体，压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变，故B项错误；C项，降低温度，反应速率都降低，故C项错误；根据反应速率的计算公式可知D项正确。‎ ‎2.【解析】选D。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(O2)＝5/4v(NH3)、v(H2O)＝6/5v(O2)、v(H2O)＝3/2v(NH3)、v(NO)＝4/5v(O2)，D项正确。‎ ‎3.【解析】选A。增大反应物O2的浓度能够增大反应速率，A对；增大容器的容积，相当于减小压强，正、逆反应速率都减小，B错；移去部分SO2，瞬间SO2浓度减小，正反应速率减小，逆反应速率不变，C错；降低体系温度，正、逆反应速率都减小，D错。‎ ‎4.【解析】选A。反应达到平衡时，增大SO3的浓度，瞬间逆反应速率增大，正反应速率不变，故A项正确。‎ ‎5.【解析】选B。图甲中t2时刻改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，且反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)为反应前后气体体积不变的反应，所以改变的措施为增大压强或使用催化剂，B对、A错；图乙中t2时刻改变条件，CO2浓度增大，CO浓度减小，说明平衡向逆反应方向移动。升高温度，平衡正向移动，C错；减小H2O(g)浓度，平衡向正反应方向移动，则CO2浓度减小，D错。‎ ‎6.【解析】选B。此题为连锁反应，即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解，故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量，即c(HBr)＝c(HBr)(生成)－c(HBr)(分解)，又知c(H2)＝0.5 mol·L－1，则c(HBr)(分解)＝1 mol·L－1，‎ 所以c(HBr)(生成)＝c(HBr)＋c(HBr)(分解)＝5 mol·L－1，‎ c(NH3)＝c(HBr)(生成)＝5 mol·L－1，‎ v(NH3)＝＝2.5 mol·L－1·min－1。‎ ‎7.【解析】选D。增大容器的体积相当于减小压强，压强只是对有气体参加或生成的反应的反应速率有影响，对于没有气体参加或生成的反应的反应速率无影响，D项正确。‎ ‎8.【解析】选D。根据图像可知，从反应开始到达到平衡的过程中A、B、C、D的物质的量变化分别为0.8 mol、1.0 mol、1.2 mol、0.8 mol，所以A、B、C、D的化学计量数之比为4∶5∶6∶4，反应方程式为‎4A＋5B‎6C＋4D，A对；前2 min B的物质的量变化为0.5 mol，B的反应速率为0.5 mol/ (‎2 L×120 s)≈0.002 1 mol·L－1·s－1，B对；2 min时改变条件，反应速率加快，反应物A、B物质的量减少，C、D的物质的量增加，在改变条件的瞬间，A、B、C、D的物质的量都没有发生变化，因此一定不是改变的反应物或生成物的物质的量，可能是升高温度或使用催化剂或增大压强，C对。从图像中无法判断反应是放热反应还是吸热反应，D错。‎ ‎9.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：‎ ‎(1)可以根据题意中反应物和生成物 的能量不同，画出图像进行分析，图 像如图：‎ ‎(2)活化能与反应热的关系。‎ ‎【解析】选D。该反应为吸热反应，反应物的能量和小于生成物的能量和，由图可知正反应的活化能E1＞100 kJ·mol－1，A、C错；逆反应的活化能E2不确定，B错；正反应的活化能和逆反应的活化能差值即为反应热ΔH＝＋100 kJ·mol－1，D对。‎ ‎【误区警示】活化能指的是从反应物到过渡态过程中所需要吸收的能量。在该题中对于ΔH是反应的反应热都比较清楚，但是对于反应的活化能是E1还是E2容易混淆。‎ 对于正反应来说是从反应物到生成物，从反应物到生成物的中间状态能量差是E1。逆反应是从生成物到反应物，生成物到反应物的中间状态能量差为E2。学生容易认为活化能是从中间状态到生成物的能量差而容易将E1错认为是逆反应的活化能，将E2错认为是正反应的活化能。‎ ‎10.【解析】选A。影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、接触面积、催化剂，本题中只有温度、浓度和接触面积，三者兼顾分析才能得到正确答案。图像中a反应最快，应为浓度较大，温度较高，粉末状。‎ ‎11.【解析】根据实验的条件找出相同的、不同的物理量，出现的不同的物理量则是要探究的条件。金属的质量相同但状态不同，则探究其接触面积与反应速率的关系；硫酸的体积相同但浓度不同，所以探究其浓度对反应速率的影响；溶液温度不同，所以探究温度对反应速率的影响。将三者影响因素综合考虑，可得出如下结论：金属表面积越大，反应速率越快；硫酸浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。结合条件的变化，找出规律，填出模糊数据及丢失的数据。‎ 答案：(1)金属表面积、硫酸溶液浓度、反应温度 ‎(2)250　25　125　50(从上向下)‎ ‎(3)30　等量的金属和酸反应放出的热量基本相同，使等量的溶液温度升高约 ‎15 ℃‎ ‎12.【解题指南】这是一道数形结合的反应原理试题，关键是找出图形中①②③三条曲线的转折点：达到平衡的时间①＞③＞②，但A的平衡浓度关系是①＝②＞③，说明②是使用了催化剂，③是升高温度。‎ ‎【解析】(1)②使用了(正)催化剂；理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂；③升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比，③达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是加催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的。‎ ‎(2)不妨令溶液为‎1 L，则②中达平衡时A转化了0.04 mol，由反应计量数可知B转化了0.08 mol，所以B的转化率为×100%＝40%；同样③中A转化了0.06 mol，则生成C为0.06 mol，体积不变，即平衡时c(C)＝0.06 mol/L。‎ ‎(3) ΔH＞0；理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH＞0。‎ ‎(4)从图上读数，进行到4.0 min时，实验②A的浓度为：0.072 mol/L，则Δc(A)＝0.100－0.072＝0.028(mol/L)，v(A)＝Δc(A)/Δt＝＝‎ ‎0.007 mol/(L·min)，所以 v(B)＝2v(A)＝0.014 mol/(L·min)。‎ 答案：(1)加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变　温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小 ‎(2)40%(或0.4)　0.06 mol/L ‎(3)＞　升高温度平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应　‎ ‎(4)0.014 mol/(L·min)‎ ‎13.【解题指南】解答本题时应注意以下三点：‎ ‎(1)根据所给数据分析影响反应速率的因素。‎ ‎(2)分析外界因素对反应速率的影响时，要采取变量控制的方法，控制只有一个因素发生变化，其他因素不变。‎ ‎(3)考虑减小误差所采取的措施。‎ ‎【解析】(1)根据所给的试剂可知有两种不同浓度的硝酸，因此可比较浓度对反应速率的影响；有两种不同状态的大理石，因此可比较固体表面积对反应速率的影响；还有‎35 ℃‎水浴，因此可比较温度对反应速率的影响。‎ ‎(2)因为①与②的不同是HNO3浓度不同，所以其他的因素应该相同。若①中大理石为粗颗粒，则②中大理石为粗颗粒，温度为常温。①与②研究的是HNO3浓度对反应速率的影响；①③中HNO3的浓度相同，可以控制温度变化，碳酸钙都为粗颗粒分析温度对反应速率的影响；①④中HNO3浓度相同，可改变CaCO3的状态，比较常温下粗颗粒与粉末状CaCO3时的反应速率快慢。其他合理答案也可。‎ ‎(3)反应过程中除了控制硝酸溶液的体积相同外，还要控制CaCO3的质量相同。‎ ‎(4)①根据图中装置可知要测定单位时间内烧杯内减少的质量，把减少的质量看作是CO2的质量。所以还需要用量筒量取所需HNO3体积及秒表计算所需时间。‎ ‎②干燥CO2且不能让水蒸气逸出，需要酸性干燥剂或中性干燥剂，B、C都可以。‎ ‎③若不用干燥装置，则相同时间内减少的质量增大，认为生成的CO2增大，反应速率值偏大。‎ 答案：(1)硝酸浓度、温度、大理石表面积 ‎(2)‎ 实验编号 T/℃‎ 大理石规格 HNO3浓度/mol·L－1‎ ‎①‎ 常温 粗颗粒 ‎2.00‎ ‎②‎ 常温 粗颗粒 ‎1.00‎ ‎③‎ ‎35 ℃‎水浴 粗颗粒 ‎2.00‎ ‎④‎ 常温 细颗粒 ‎2.00‎ ‎(3)CaCO3质量 ‎(4)①秒表、量筒 ‎②B、C　③偏大 ‎【方法技巧】控制变量法在探究性实验中的应用 在对未知的反应机理或规律的研究中，如果有多个影响因素，通常采用控制变量法。人为控制其他因素不变，只有一个因素发生变化，通过研究每个因素变化时的反应机理或规律，从而得出正确的反应机理或规律与多个影响因素之间的关系。这是高考中经常考查的类型。如探究本题中反应速率与温度、固体表面积和浓度的影响时就注意采用人为控制变量的方法，只改变一个因素，从而得出反应速率与温度、浓度、固体表面积之间关系的规律。‎