新編高中化學(xué)魯科版選修4教學(xué)案:第2章 第3節(jié) 第2課時(shí) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 Word版含解析
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1、新編化學(xué)精品資料 第2課時(shí) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 [課標(biāo)要求] 1.理解濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 2.理解活化能的含義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 3.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 , 1.反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。 2.其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大;減小反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率減小。 3.其他條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率加快;降低溫度,反應(yīng)速率減慢。 4.對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),增大壓強(qiáng)(減小容器的體積),反應(yīng)速率增大;減小壓強(qiáng)(增大容器的體積),反應(yīng)速率減小。 5.使用合適的催化劑
2、,能加快化學(xué)反應(yīng)的速率。 1.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)一般規(guī)律 對(duì)于很多反應(yīng)來(lái)說(shuō),其他條件不變,增大反應(yīng)物的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率;減小反應(yīng)物的濃度可以減小化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)定量關(guān)系 ①反應(yīng)速率方程 a.意義:反應(yīng)速率方程可定量地表示化學(xué)反應(yīng)速率與參與反應(yīng)的反應(yīng)物濃度的關(guān)系。 b.實(shí)例:對(duì)于反應(yīng)H2O2+2HI===2H2O+I(xiàn)2其反應(yīng)速率方程為v=kc(H2O2)c(HI),其表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物H2O2、HI的濃度成正比。 ②反應(yīng)速率常數(shù)(k) 含義 表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率 單位 不同反應(yīng)速率方程中k的單位不同 意義
3、 通常反應(yīng)速率常數(shù)k越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快 影響 因素 與濃度無(wú)關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面積等因素的影響 ③一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系,是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的,不能根據(jù)化學(xué)方程式直接寫(xiě)出。 2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)一般規(guī)律 對(duì)于氣體反應(yīng)在溫度、體積一定的條件下,壓強(qiáng)與濃度成正比,因此,壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越大,壓強(qiáng)越小,反應(yīng)速率越小。 (2)對(duì)于不涉及氣體物質(zhì)的反應(yīng),壓強(qiáng)的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響。 [特別提醒] (1)對(duì)于固體或純液體物質(zhì),一般情況下其濃度可視為常數(shù),因此改變固體或純液體物質(zhì)的用量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)影響。 (2)改變?nèi)芤?/p>
4、的用量時(shí),由于濃度不變,因此對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)影響。 (3)壓強(qiáng)的改變?nèi)绻麑?duì)氣體物質(zhì)的濃度沒(méi)有影響,則反應(yīng)速率不發(fā)生變化。 1.下列關(guān)于反應(yīng)速率與參與反應(yīng)物質(zhì)的濃度的關(guān)系式v=k·ca(A)·cb(B)的敘述中,正確的是( ) A.對(duì)于所有的化學(xué)反應(yīng),k是數(shù)值和單位都不變的常數(shù) B.a(chǎn)、b是化學(xué)方程式中A和B的系數(shù) C.對(duì)于某個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng),k與所有外界條件都無(wú)關(guān) D.v=k·ca(A)·cb(B)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定,不能隨意根據(jù)化學(xué)方程式直接寫(xiě)出 解析:選D 在反應(yīng)速率與參與反應(yīng)物質(zhì)的濃度的關(guān)系式中,k是反應(yīng)速率常數(shù),它表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率,與濃度無(wú)關(guān),但受溫度、
5、催化劑、固體表面積等因素的影響。通常,反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。對(duì)于很多反應(yīng),這種關(guān)系式中濃度的方次與化學(xué)方程式中的系數(shù)并無(wú)確定關(guān)系。由此可見(jiàn),A、B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤。 2.常溫下,分別將四塊形狀相同,質(zhì)量為9 g的鐵塊同時(shí)投入下列四種溶液中,產(chǎn)生氣體速率最快的是( ) A.200 mL 2 mol·L-1HCl溶液 B.500 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液 C.100 mL 3 mol·L-1HCl溶液 D.500 mL 18.4 mol·L-1H2SO4溶液 解析:選B 在其他條件不變時(shí),反應(yīng)速率的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度有關(guān)。鐵和稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng),其實(shí)質(zhì)就
6、是和氫離子反應(yīng),故氫離子的濃度大小決定反應(yīng)速率的大小,但注意D選項(xiàng)是濃H2SO4,會(huì)使鐵鈍化。綜上所述,正確答案為B項(xiàng)。 3.反應(yīng)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變能夠使反應(yīng)速率增大的是( ) A.增加C的量 B.將容器的容積縮小一半 C.保持容器容積不變,充入Ar使體系壓強(qiáng)增大 D.保持壓強(qiáng)不變,充入Ar使容器容積增大 解析:選B C為固體反應(yīng)物,增加其用量對(duì)反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響;容器的容積縮小一半相當(dāng)于壓強(qiáng)增大一倍,濃度增大,反應(yīng)速率增大;保持容器容積不變,充入Ar,體系的總壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)混合物濃度并未改變,反應(yīng)速
7、率不變;充入Ar使容器的容積增大,總壓強(qiáng)不變,但反應(yīng)混合物的濃度變小,反應(yīng)速率減小。 1.一般規(guī)律 當(dāng)其他條件不變時(shí),升高溫度、化學(xué)反應(yīng)速率增大,降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。 2.經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 (1)范托夫近似規(guī)律:對(duì)于在溶液中發(fā)生的反應(yīng),溫度每升高10 K,反應(yīng)速率增加到原來(lái)的2~4倍。利用此經(jīng)驗(yàn)規(guī)律可以對(duì)一些反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計(jì)。 (2)阿倫尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式k=Ae-,式中k為反應(yīng)速率常數(shù),Ea為活化能,由該式可知,當(dāng)Ea>0時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率常數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率隨之增大。 3.活化能 (1)活化分子 能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子,是普通分子吸收能量后形成的
8、。 (2)活化能 普通反應(yīng)物分子形成活化分子所吸收的能量。 (3)實(shí)例 如圖是基元反應(yīng)H2+Cl===HCl+H的活化能示意圖。 活化能Ea是活化分子的能量與反應(yīng)物分子的能量之差。 4.活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響 (1)活化能越高,反應(yīng)越難進(jìn)行,反應(yīng)速率越小。 (2)升高溫度,可以提高反應(yīng)物分子的能量,增大反應(yīng)物分子形成活化分子的比例,反應(yīng)速率加快。 5.溫度影響反應(yīng)速率的理論解釋 在其他條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)物分子的能量增加,使一部分原來(lái)能量較低的分子變成活化分子―→活化分子百分?jǐn)?shù)增加―→化學(xué)反應(yīng)速率增大。因此,升高溫度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。 1.Fe與稀H2S
9、O4反應(yīng)制氫氣,下列措施能使生成氫氣的速率一定加快的是( ) A.增加鐵的量 B.增大硫酸的濃度 C.加熱 D.增大壓強(qiáng) 解析:選C A項(xiàng),增加鐵的用量,固體的濃度不變,反應(yīng)速率不變,錯(cuò)誤;B項(xiàng),在常溫下鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化,不能生成氫氣,錯(cuò)誤;C項(xiàng),加熱,溫度升高,反應(yīng)速率一定增大,正確;D項(xiàng),反應(yīng)在溶液中進(jìn)行,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率基本不變,錯(cuò)誤。 2.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是( ) 實(shí) 驗(yàn) 反應(yīng)溫 度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4
10、 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 解析:選D 多個(gè)外界條件不同時(shí),要對(duì)比找出其他相同條件,然后比較。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,本題從濃度和溫度兩個(gè)因素考查,結(jié)合選項(xiàng)知混合液體都為20 mL,根據(jù)濃度越大、溫度越高,反應(yīng)速率越快,可以推知D選項(xiàng)正確。 1.催化劑的概念 催化劑是能加快化學(xué)反應(yīng)速率而在
11、反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。 2.催化劑的催化原理 (1)由于催化劑的質(zhì)量及化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,反應(yīng)歷程中必定既包括有催化劑參與的反應(yīng),又包括使催化劑再生成的反應(yīng)。 (2)催化劑是通過(guò)參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)催化劑的催化原理可表示為 使用催化劑―→改變反應(yīng)的歷程―→降低反應(yīng)的活化能(如上圖)―→使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子―→增加單位體積內(nèi)的活化分子百分?jǐn)?shù)―→加快化學(xué)反應(yīng)速率。 3.特點(diǎn) 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過(guò)改變化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,且與其他因素相比,影響程度較大。 (1)選擇性:只對(duì)某一反應(yīng)或某類
12、反應(yīng)起催化作用。不同的反應(yīng)有不同的催化劑,且催化劑具有一定的活化溫度,催化劑不同,活化溫度不同。 (2)高效性:可以大幅度降低反應(yīng)的活化能,從而有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率。 4.其他因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 如光輻射、放射線輻射、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場(chǎng)、高速研磨、增大反應(yīng)物接觸面積等,均會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 1.2SO2+O22SO3是工業(yè)上制造硫酸的重要反應(yīng)。下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( ) A.增加O2的濃度能加快反應(yīng)速率 B.降低體系溫度能加快反應(yīng)速率 C.使用催化劑不影響反應(yīng)速率 D.一定條件下達(dá)到反應(yīng)限度時(shí)SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3 解析:選A 降低體系溫度能減
13、慢反應(yīng)速率;使用催化劑能加快反應(yīng)速率;一定條件下達(dá)到反應(yīng)限度時(shí),因?yàn)槭强赡娣磻?yīng),SO2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3。 2.已知某可逆反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行:A(g)+2B(g)3C(g)+D(s) ΔH<0,如圖中曲線b代表一定條件下該反應(yīng)的進(jìn)程。若使曲線b變?yōu)榍€a,可采取的措施是( ) ①增大A的濃度?、诳s小容器的容積 ③增大B的濃度?、苌邷囟取、菁尤牒线m的催化劑 A.① B.②④ C.②⑤ D.②③ 解析:選C 觀察圖中的曲線a、b,主要看兩處:①轉(zhuǎn)折點(diǎn)的先后。轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)代表達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間,題圖中曲線a比曲線b先轉(zhuǎn)折,說(shuō)明曲線a
14、表示的化學(xué)反應(yīng)速率比曲線b表示的化學(xué)反應(yīng)速率大,達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間較短。②水平線的高低。圖中曲線b和曲線a的水平線相重合,說(shuō)明A的轉(zhuǎn)化率不變。所以使曲線b變?yōu)榍€a,采取的措施只能是使化學(xué)反應(yīng)速率增大,而不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。因D呈固態(tài),故該反應(yīng)是化學(xué)方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的反應(yīng),所以加入催化劑或增大壓強(qiáng)都只能使化學(xué)反應(yīng)速率增大,而不會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。 3.實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀H2SO4反應(yīng)制H2。若按如下表格實(shí)驗(yàn)順序,改變反應(yīng)條件,回答 問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) T/K 鋅的 規(guī)格 H2SO4溶液的濃度 ① 298 鋅粒 0.1 mol·L-1H2SO4溶液 ②
15、 298 鋅粒 4 mol·L-1H2SO4溶液 ③ 298 鋅粉 0.1 mol·L-1H2SO4溶液 ④ 298 鋅粒 0.1 mol·L-1H2SO4與少量CuSO4混合液 ⑤ 298 鋅粒 0.1 mol·L-1H2SO4與少量Na2SO4混合液 (1)比較反應(yīng)速率大小: v①____v②、v①____v③、v④____v①、v⑤____v① (2)其中實(shí)驗(yàn)________是從化學(xué)能量轉(zhuǎn)化角度分析反應(yīng)速率不同于另外幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。 答案:(1)< < >?。健?2)④ [三級(jí)訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]
16、 1.常溫下,反應(yīng)A+B===AB,按以下情況進(jìn)行: ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol ②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL ④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL 四者反應(yīng)速率大小關(guān)系是( ) A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 解析:選A?、僦衏(A)=c(B)==0.5 mol·L-1, ②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1, ③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1 ④中c
17、(A)=c(B)==0.25 mol·L-1 在其他條件一定的情況下,濃度越大,反應(yīng)速率越大,所以反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?①>④>③。 2.設(shè)C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0,反應(yīng)速率為v1,N2+3H22NH3 ΔH<0,反應(yīng)速率為v2,對(duì)上述反應(yīng),當(dāng)升高溫度時(shí),v1和v2的變化情況為( ) A.同時(shí)增大 B.同時(shí)減小 C.v1增大,v2減小 D.v1減小,v2增大 解析:選A 對(duì)于大多數(shù)反應(yīng),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快。 3.反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,下列措施能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快的是( ) ①縮小體積使
18、壓強(qiáng)增大 ②壓強(qiáng)不變充入He使體積增大 ③體積不變充入He使壓強(qiáng)增大 ④體積不變充入NO使壓強(qiáng)增大 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析:選D ①增大了物質(zhì)的濃度,反應(yīng)速率加快;②反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度減小,反應(yīng)速率減??;③反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變;④增大了物質(zhì)的濃度,反應(yīng)速率加快。 4.用純凈的碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體。下列措施對(duì)改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響的是( ) ①改用等濃度的硝酸與碳酸鈣反應(yīng) ②增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng) ③改用相同質(zhì)量粉末狀碳酸鈣代替塊狀碳酸鈣 ④改用含有相同H+濃度的稀硫酸 A.①②
19、 B.②③ C.③④ D.①④ 解析:選A 因硝酸與鹽酸的濃度相同,故對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響。壓強(qiáng)是通過(guò)改變氣體的濃度來(lái)改變反應(yīng)速率的,而該反應(yīng)為固體碳酸鈣與液體鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)物中沒(méi)有氣體,故改變壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響;粉末碳酸鈣的表面積較大,反應(yīng)速率增大;盡管強(qiáng)調(diào)了稀硫酸與原鹽酸中的H+濃度相同,但稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的CaSO4微溶,覆蓋在碳酸鈣表面,從而使碳酸鈣與H+的接觸面積減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。 5.在一定條件下,二氧化硫與氧氣發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。 試回答下列問(wèn)題: (1)降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率________(填
20、“增大”“減小”或“不變”)。 (2)600 ℃時(shí),在一容積為2 L的密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,在反應(yīng)進(jìn)行至10 min和20 min時(shí),分別改變影響反應(yīng)的一個(gè)條件,反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如上圖所示,前10 min正反應(yīng)速率變化趨勢(shì)是逐漸________(填“增大”“減小”或“不變”);前15 min內(nèi)用SO3表示平均反應(yīng)速率為_(kāi)____________________________________。 (3)圖中反應(yīng)進(jìn)程,表示正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等的時(shí)間段是________。 (4)根據(jù)圖中判斷,10 min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能是________;20
21、min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能是________。 a.加入催化劑 b.縮小容器容積 c.降低溫度 d.增加O2的物質(zhì)的量 解析:(1)降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。(2)前10 min隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,反應(yīng)物SO2和O2的濃度不斷減小,正反應(yīng)速率變化趨勢(shì)是減小,前15 min內(nèi)用SO3表示的平均反應(yīng)速率為≈1.33×10-3 mol·L-1·min-1。(3)反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化的時(shí)間段,即15~20 min和25~30 min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(4)10 min到15 min三條曲線的斜率突然增大,說(shuō)明反應(yīng)速率突然增大,其原因可能是加入催化劑或縮小容
22、器容積。反應(yīng)進(jìn)行至20 min時(shí),O2的物質(zhì)的量突然增大,平衡發(fā)生移動(dòng),SO2、SO3的物質(zhì)的量隨之發(fā)生變化。 答案:(1)減小 (2)減小 1.33×10-3 mol·L-1·min-1 (3)15~20 min,25~30 min (4)ab d 1.下列說(shuō)法正確的是( ) A.決定反應(yīng)速率的因素只有催化劑 B.食物放在冰箱中會(huì)減慢食物變質(zhì)的速率 C.鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí),加入少量水能加快產(chǎn)生氫氣的速率 D.2 mol SO2與1 mol O2混合一定能生成2 mol SO3 解析:選B 決定反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì),影響反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、
23、催化劑等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;降低溫度,反應(yīng)速率減小,B項(xiàng)正確;加水稀釋,H+濃度減小,反應(yīng)速率減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;SO2和O2生成SO3是可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行到底,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器里,產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖所示。下列影響反應(yīng)速率的因素有( ) ①鹽酸的濃度?、阪V條的表面積 ③溶液的溫度 ④Cl-的濃度 A.①④ B.③④ C.①②③ D.②③④ 解析:選C 鎂條和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的離子方程式為Mg+2H+===Mg2++H2↑,是鎂與H+間的置換反應(yīng),與Cl-無(wú)關(guān)。在鎂條的表面有一層氧化膜,當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí),隨著氧化膜的不斷溶解,鎂與鹽酸
24、接觸面積不斷增大,產(chǎn)生H2的速率會(huì)加快;溶液的溫度對(duì)該反應(yīng)也有影響,反應(yīng)放出熱量,使溫度升高,反應(yīng)速率也會(huì)加快;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(H+)不斷減小,反應(yīng)速率會(huì)逐漸減慢。 3.試分析下列可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)的反應(yīng)速率隨壓強(qiáng)變化的曲線圖,正確的是( ) 解析:選C 增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率均增大,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。 4.向四個(gè)容積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2,反應(yīng)開(kāi)始時(shí),按正反應(yīng)速率由大到小排列順序正確的是( ) 甲 500 ℃,10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) 乙 500 ℃,用V2O3做催化劑,10 mol SO2
25、和5 mol O2的反應(yīng) 丙 450 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) 丁 500 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) A.甲>乙>丙>丁 B.乙>甲>丙>丁 C.乙>甲>丁>丙 D.丁>丙>乙>甲 解析:選C 比較同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率大小時(shí),催化劑、溫度對(duì)反應(yīng)的影響程度較大,溫度相同時(shí),反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率就越大。 5.某反應(yīng)過(guò)程能量變化如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( ) A.反應(yīng)過(guò)程a有催化劑參與 B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于ΔH C.使用催化劑,可改變?cè)摲磻?yīng)的活化能 D.有催化劑條件下,反應(yīng)的活化能等于E1+
26、E2 解析:選C 由題圖可知,a是沒(méi)有催化劑參與的反應(yīng)過(guò)程,b是有催化劑參與的變化過(guò)程,反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,所以反應(yīng)放熱,C項(xiàng)正確。 6.反應(yīng)A+B===C的反應(yīng)速率方程為v=kc(A)·c(B),v為反應(yīng)速率,k為反應(yīng)速率常數(shù)。當(dāng)c(A)=c(B)=1 mol·L-1時(shí),反應(yīng)速率在數(shù)值上等于其反應(yīng)速率常數(shù)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.只增大c(A)時(shí),v增大 B.只增大c(C)時(shí),v增大 C.只升高溫度時(shí),k不變 D.只升高溫度時(shí),k減小 解析:選A 只增大c(A)或c(B)時(shí),v增大,k不變;只增大c(C)時(shí),v、k都不變;只升高溫度時(shí),k增大,v增大。
27、 7.如圖為反應(yīng)2SO2+O22SO3的速率v(SO2)變化的圖像,則橫坐標(biāo)可能是( ) A.反應(yīng)時(shí)間 B.溫度 C.壓強(qiáng) D.SO2的濃度 解析:選A v(SO2)隨著壓強(qiáng)、溫度以及反應(yīng)物濃度的增大而增大,B、C、D都不符合,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減小,A項(xiàng)正確。 8.在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響如圖所示,下列分析正確的是( ) A.圖Ⅰ表示的是t1時(shí)刻增大O2的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 B.圖Ⅱ表示的是t1時(shí)刻加入催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)
28、速率的影響 C.圖Ⅲ表示的是催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響,且甲的催化效率比乙的高 D.圖Ⅲ表示的是壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響,且乙的壓強(qiáng)較高 解析:選B 若增大O2的濃度,正反應(yīng)速率突然變大,逆反應(yīng)速率瞬間不變,隨后逐漸變大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率同等程度增大,v′(正)=v′(逆),化學(xué)平衡不移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率不變,故B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤;乙達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)所用時(shí)間短,則其反應(yīng)速率較快,乙的壓強(qiáng)比甲的高,但增大壓強(qiáng)平衡右移,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.在一個(gè)容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng): 3Fe(s)+4H2O(g)===Fe3O4(s)+4H2(g)?;卮鹣铝袉?wèn)題:
29、 (1)增加Fe的量,正反應(yīng)速率________(填“增大”“減小”或“不變”,下同)。 (2)將容器的容積縮小一半,正反應(yīng)速率________,逆反應(yīng)速率________。 (3)保持容器的容積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大,正反應(yīng)速率________,逆反應(yīng)速率________。 (4)保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器的容積增大,正反應(yīng)速率________,逆反應(yīng)速率________。 解析:(1)Fe為固體,因此增加Fe的量,反應(yīng)速率不變。(2)將容器的容積縮小一半,體系中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度均增大,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大。(3)保持容器的容積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大,體系中各物
30、質(zhì)的濃度不變,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均不變。(4)保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器的容積增大,體系中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度均減小,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小。 答案:(1)不變 (2)增大 增大 (3)不變 不變 (4)減小 減小 10.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 反應(yīng)物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無(wú) ② 10 mL 5% H2O2溶液 無(wú) ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶
31、 液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶 液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是______________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是___________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論,資料顯示,通常條件下H2O2較穩(wěn)定,不易分解,為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模銓?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是__________
32、_________________。 (3)實(shí)驗(yàn)③④⑤中,測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖所示: 分析上圖能夠得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論? 解析:(1)加入催化劑能使化學(xué)反應(yīng)速率加快,其原因是加入催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿?,增大了活化分子的碰撞幾率,使活化分子的有效碰撞增多,從而加快反?yīng)速率。 (2)實(shí)驗(yàn)①和②的區(qū)別是①中H2O2的濃度小,②中H2O2的濃度大,所以實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。為了能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,對(duì)原實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn),可向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
33、 (3)由圖像知實(shí)驗(yàn)⑤反應(yīng)速率最快,實(shí)驗(yàn)④反應(yīng)速率最慢,說(shuō)明堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。 答案:(1)降低了反應(yīng)的活化能 (2)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中) (3)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。 1.把下列4種X的溶液分別加入到4個(gè)盛有10 mL 2 mol·L-1鹽酸的燒杯中,并加水稀釋到50 mL,此時(shí)X與鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng),其中反應(yīng)速率最大的是( ) A.20 mL 3 mol·L-1 B.20 mL 2 mol·L-1
34、 C.10 mL 4 mol·L-1 D.10 mL 2 mol·L-1 解析:選A 本題中反應(yīng)速率的大小是由混合后反應(yīng)物濃度的大小決定的,由于最后溶液體積相同,所以混合前X的物質(zhì)的量越大,混合后其濃度越大,反應(yīng)速率越快。 2.對(duì)于在一密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng):C(s)+O2(g)CO2(g),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ) A.將木炭粉碎成粉末狀可以加快化學(xué)反應(yīng)速率 B.升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率 C.用空氣代替O2可以加快化學(xué)反應(yīng)速率 D.增加木炭的量不能加快化學(xué)反應(yīng)速率 解析:選C A項(xiàng),粉碎木炭可增加表面積,可增大反應(yīng)速率;B項(xiàng),升高溫度,反應(yīng)速率增大;C項(xiàng),空氣代替O
35、2,使O2濃度變小,反應(yīng)速率變??;D項(xiàng),固體物質(zhì)在參加反應(yīng)時(shí),其濃度可看作為一定值,故加入木炭對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響。 3.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)物應(yīng)為( ) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 反應(yīng)物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無(wú) ② 無(wú) ③ 10 mL 5% H2O2溶液 MnO2固體 A.5 mL 2% H2O2溶液 B.10 mL 5% H2O2溶液 C.10 mL 2% H2O2溶液 D.5 mL 10% H2O2溶液 解析:選B 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)①②是探究濃度
36、對(duì)反應(yīng)速率的影響,因此雙氧水的濃度一定不是2%。實(shí)驗(yàn)②③是探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,雙氧水的濃度和用量與實(shí)驗(yàn)③相同,即實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)物應(yīng)為10 mL 5% H2O2溶液。 4.可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài),時(shí)間為t1時(shí)改變條件?;瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖。下列說(shuō)法正確的是( ) A.維持溫度、反應(yīng)體系體積不變,t1時(shí)充入SO3(g) B.維持壓強(qiáng)不變,t1時(shí)升高反應(yīng)體系溫度 C.維持溫度不變,t1時(shí)擴(kuò)大反應(yīng)體系體積 D.維持溫度、壓強(qiáng)不變,t1時(shí)充入SO3(g) 解析:選D 先觀察原反應(yīng)的特點(diǎn)可知,原反應(yīng)是一個(gè)氣體體積
37、減小的放熱反應(yīng),根據(jù)圖像可知該反應(yīng)在t1時(shí)改變了某個(gè)條件使正反應(yīng)速率減小,而使逆反應(yīng)速率增大,只能是在該時(shí)刻增大了生成物的濃度而減小了反應(yīng)物的濃度,所以只有D選項(xiàng)符合。D選項(xiàng)在溫度、壓強(qiáng)不變的情況下充入SO3(g),則使SO3(g)的濃度增大,但是由于壓強(qiáng)不變,使體積變大,所以導(dǎo)致反應(yīng)物的濃度減小。 5.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是( ) A.用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),改用98%的濃硫酸可加快產(chǎn)生氫氣的速率 B.100 mL 2 mol·L-1的鹽酸跟鋅片反應(yīng),加入適量的氯化鈉溶液,反應(yīng)速率不變 C.SO2的催化氧化是一個(gè)放熱的反應(yīng),所以升高溫度,反應(yīng)速率減慢 D.汽車尾
38、氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2,減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢 解析:選D A項(xiàng)中,改用98%的濃硫酸,鐵發(fā)生鈍化,不產(chǎn)生氫氣;B項(xiàng),加入氯化鈉溶液使鹽酸濃度變小,c(H+)減小,反應(yīng)速率減慢;C項(xiàng),升高溫度,放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的速率都加快;D項(xiàng),減小壓強(qiáng),有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)的速率減慢。 6.已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為: H2O2+I(xiàn)-―→H2O+I(xiàn)O- 慢 H2O2+I(xiàn)O-―→H2O+O2+I(xiàn)- 快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( ) A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān) B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑
39、C.反應(yīng)活化能等于98 kJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 解析:選A H2O2的分解反應(yīng)主要是由第一個(gè)反應(yīng)決定的,I-濃度越大,反應(yīng)速率越快,A項(xiàng)正確;根據(jù)總反應(yīng)可確定該反應(yīng)的催化劑為I-,而IO-為中間產(chǎn)物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)所給信息無(wú)法確定反應(yīng)活化能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.如圖為某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系示意圖。在t1時(shí)刻升高溫度或增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率的變化都符合示意圖中表示的反應(yīng)是( ) A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0 B.4NH3(g)+5O2(g)4
40、NO(g)+6H2O(g) ΔH<0 C.H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH>0 D.2A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0 解析:選B 由題中反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系圖可知,升高溫度,正反應(yīng)速率增大的程度小于逆反應(yīng)速率增大的程度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng);增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率增大的程度小于逆反應(yīng)速率增大的程度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應(yīng),只有B項(xiàng)符合題意。 8.一定量的鋅粉和6 mol·L-1的過(guò)量鹽酸反應(yīng),當(dāng)向其中加入少量的下列物質(zhì)時(shí),能夠加快反應(yīng)速率,但不影響產(chǎn)生H2的總量的是( ) ①石墨粉?、贑uO?、坫~粉 ④鐵
41、粉 ⑤濃鹽酸 A.①②⑤ B.①③⑤ C.③④⑤ D.①③④ 解析:選B?、偌尤胧?,構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率加快,不影響鋅粉的量,即不影響產(chǎn)生H2的總量;②加入CuO,CuO與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅,氯化銅與鋅反應(yīng)生成銅,形成原電池,加快反應(yīng)速率,但與鹽酸反應(yīng)的鋅的量減少,故生成氫氣的總量減少;③加入銅粉,構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率加快,不影響鋅粉的量,即不影響產(chǎn)生H2的總量;④加入鐵粉,構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率加快,鋅反應(yīng)完全后,鐵也可以與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,產(chǎn)生H2的總量增加;⑤加入濃鹽酸,氫離子濃度增大,反應(yīng)速率加快,不影響鋅粉的量,即不影響產(chǎn)生H2的總量。 9.目前工業(yè)上有一種方法是用
42、CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在容積為1 L的密閉容器中,(容積不變),充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(正反應(yīng)放熱),測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。 (1)從反應(yīng)開(kāi)始到10 min,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________。 (2)下列說(shuō)法正確的是________。 A.進(jìn)行到3 min時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 B.10 min后容器中壓強(qiáng)不再改變 C.達(dá)到平衡后,再充入氬氣反應(yīng)速率不會(huì)改變 D.3 min前v(正)>v(逆),
43、3 min后v(正)
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