2024届鲁科版高考化学一轮复习第6章第3节化学反应速率及影响因素作业含答案

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第6章 第3节 化学反应速率及影响因素
[基础练]
1．中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(　　)
A．使用光催化剂不改变反应速率
B．使用光催化剂能提高NO的转化率
C．升高温度能加快反应速率
D．改变压强对反应速率无影响
解析：使用催化剂可以加快反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，反应物的转化率不变，故A、B错误；升高温度，分子有效碰撞频率提高，能加快反应速率，C正确；该反应有气体参与，改变压强可影响化学反应速率，故D错误。
答案：C
2．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是(　　)
A．其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大
B．其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大
C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小
解析：其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，反应混合气体的浓度增大，则v正、v逆均增大，A不成立。其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大；该反应的ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，则H2O(g)转化率增大，B成立。保持体积不变，充入少量He使体系压强增大，反应混合气体的浓度不变，则v正、v逆均不变，C不成立。其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正、v逆均不变，D不成立。
答案：B
3．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH>0，若0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　)
A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1
B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s
C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
解析：I2为固态，故不能用它表示化学反应速率，A错误；0～15 s，v(HI)＝＝0.002 mol·L－1·s－1，若反应仍以该反应速率进行，则t＝＝10 s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10 s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率加快，D正确。
答案：D
4．甲酸脱氢可以生成二氧化碳，我国科学家利用计算机技术，研究在催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示。

下列说法正确的是(　　)
A．甲酸脱氢生成二氧化碳为吸热反应
B．历程中最大能垒(反应活化能)为44.7 kcal·mol－1
C．反应CO2(g)＋2H*===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋3.3 kcal·mol－1
D．使用催化剂能够加快反应速率，降低焓变，提高平衡产率
解析：由图可知，HCOOH脱氢反应为放热反应，A错误；由图可知，最大能垒(反应活化能)62.9 kcal·mol－1－(－17.4)kcal·mol－1＝80.3 kcal·mol－1，B错误；由图可知，反应CO2(g)＋2H*===CO2(g)＋H2(g)，能量由－17.4 kcal·mol－1变为－14.1 kcal·mol－1，故ΔH＝＋3.3 kcal·mol－1，C正确；催化剂能够加快反应速率，但不能改变焓变和平衡产率，D错误。
答案：C
5．(2021·浙江6月选考，6)一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/(mol·L－1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是(　　)
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 200 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时， v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
解析：600～1 200 s，N2O5的变化量为(0.96－0.66)mol·L－1＝0.3 mol·L－1，在此时间段内NO2的变化量为其2倍，即0.6 mol·L－1，因此，生成NO2的平均速率为＝1.0×10－3 mol·L－1·s－1，A错误；由表中数据可知，反应2 220 s时，N2O5的变化量为(1.40－0.35)mol·L－1＝1.05 mol·L－1，其物质的量的变化量为1.05 mol·L－1×0.1 L＝0.105 mol，O2的变化量是其，即0.052 5 mol，因此，放出的O2在标准状况下的体积为0.052 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.176 L，B错误；反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，C错误；分析表中数据可知，该反应经过1 110 s(600～1 710，1 710～2 820)后N2O5的浓度会变为原来的，因此，N2O5的浓度由0.24 mol·L－1变为0.12 mol·L－1时，可以推测上表中的x为(2 820＋1 110)＝3 930，D正确。
答案：D
6．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示，反应分两步进行：
①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋，反应过程中能量变化如下图所示。
t/min
0
2
4
6
v(O2)/mL
0
9.9
17.2
22.4

下列说法不正确的是(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.33×10－2 mol·L－1·min－1
B．Fe3＋的作用是增大过氧化氢的分解速率
C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应
D．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝E1－E2<0
解析：0～6 min由生成的氧气的体积可计算出发生反应的过氧化氢的物质的量为0.002 mol，所以v(H2O2)＝ mol·L－1·min－1≈0.033 3 mol·L－1·min－1，A正确；由①、②可知Fe3＋在过氧化氢分解过程中起催化作用，能够增大过氧化氢的分解速率，B正确；观察反应过程中的能量变化图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，C正确；观察反应过程中的能量变化图知，反应2H2O2(g)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，但ΔH≠E1－E2，D错误。
答案：D
7．在一容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应WO3＋3H2W＋3H2O，下列说法不正确的是(　　)
A．增加H2O的量，消耗H2的速率瞬间不变
B．将容器的体积缩小一半，其反应速率加快
C．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变
D．保持压强不变，充入氖气，H2O生成速率减慢
解析：增加H2O的量，容器体积会增大，H2的浓度会瞬间减小，则消耗H2的速率瞬间减小，故A错误；将体积缩小，氢气、H2O的浓度增大，反应速率加快，故B正确；体积不变，充入氩气，H2、H2O的浓度不变，反应速率不变，故C正确；压强不变，充入氖气，体积增大，H2、H2O的浓度减小，反应速率减慢，故D正确。
答案：A
[提升练]
8．(2021·河北卷，13)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1·c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2·c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是(　　)

A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3mol·L－1·min－1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
解析：由图中数据可知，30 min时，M、Z的浓度分别为0.300 mol·L－1和0.125 mol·L－1，则M的变化量为0.5 mol·L－1－0.300 mol·L－1＝0.200 mol·L－1，其中转化为Y的变化量为0.200 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.075 mol·L－1。因此，0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为＝0.002 5 mol·L－1·min－1，A错误；由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B正确；结合A、B的分析可知反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于＝＝，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有的M转化为Z，即62.5%的M转化为Z，C正确；由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D正确。
答案：A
9．为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的是(　　)

A．曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率不断降低
C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率，则t2～t3时间内平均反应速率为 mL·s－1
D．两次实验，粉末状固体最终生成的CO2的量更多
解析：粉末状碳酸钙固体与盐酸反应，生成二氧化碳的量不变，但接触面积增大、反应速率加快，时间减少，而曲线甲用时少，则曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应，故A正确；碳酸钙与盐酸反应放热，升高温度加快反应速率，则反应开始时，温度对反应速率的影响起主要作用，导致0～t2内的反应速率逐渐增大，随着反应的进行，浓度降低起主要作用，反应速率才不断降低，故B错误；由v＝，可知，t2～t3的速率v(CO2)＝ mL·s－1，故C正确；探究反应速率的影响因素时，只控制一个变量，则为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，两次实验所取碳酸钙固体质量一样，与足量的盐酸反应，生成二氧化碳的量相同，故D错误。
答案：AC
10．(2022·海南一模)(双选)“碳中和”“碳达峰”是我国向全世界做出的郑重承诺。在容积为1 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2、4 mol H2的混合气体，发生反应：CO2＋4H2CH4＋2H2O　ΔH＝－162 kJ·mol－1，8 min时反应刚好达到平衡，测得此时容器内CH4为0.4 mol。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的逆反应为吸热反应
B．升高温度，CH4的生成速率增大，消耗速率减小
C．0～8 min内的平均反应速率v＝0.2 mol·L－1·min－1
D．平衡体系中CH4(g)的物质的量分数为
解析：该反应ΔH<0，正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A正确；升高温度，正、逆反应速率都加快，CH4的生成速率、消耗速率都增大，B错误；
　　　　CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
起始(mol)　1　　　　4　　　0　　　　0
转化(mol)　0.4　　 1.6　　　0.4　　　0.8
平衡(mol)　0.6　　 2.4　　　0.4　　　0.8
0～8 min内的平均反应速率v＝＝0.2 mol·L－1·min－1，C正确；根据C选项计算，平衡体系中CH4(g)的物质的量分数为＝，D错误。
答案：AC
[综合练]
11．NaHSO3可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。
(1)写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式：
___________________________________________________
___________________________________________________。
(2)调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：
编号
0.02 mol/L NaHSO3
溶液/mL
0.02 mol/L KIO3
溶液/mL
H2O/mL
反应温
度/℃
溶液变
蓝的时间t/s
①
10
15
a
10
t1
②
10
40
0
10
t2
③
10
b
0
20
t3
表中a＝________，b＝________。
(3)改变反应温度，重复实验③，得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如图所示(“×××”表示超过50 ℃后溶液不会再变蓝)。

①在30 ℃下，若溶液变蓝时，I2的物质的量为n mol，则从反应开始至溶液变蓝，IO的平均反应速率＝______mol·L－1·s－1(写出表达式即可，不要化简)。
②根据图像，请你分析温度低于50 ℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：__________。
(4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二：
假设一：反应生成的I2对反应起催化作用；
假设二：_____________________________________________。
(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定)。
实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论


解析：(1)NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2，根据氧化还原反应原理和元素守恒，IO与HSO反应生成SO、I2、H＋和H2O，则离子方程式为：2IO＋5HSO===5SO＋I2＋3H＋＋H2O。(2)为了使这3组实验具有可比性，根据控制变量法可知溶液的体积应相等，所以a＝25 mL；b＝40 mL。(3)①根据图像，从反应开始至溶液变蓝需要的时间为65 s，溶液变蓝时，I2的物质的量为n mol，则消耗IO物质的量为2n mol，根据表中数据溶液的体积为50 mL，则v(IO)＝2n/(50×10－3×65)mol·L－1·s－1。②根据图像可以看出，30 ℃时溶液变蓝所需时间最少，温度低于30 ℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30 ℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长。(4)该反应除了生成I2，还生成了SO和H＋，则假设二起催化作用的可能为H＋或SO，也可以从温度升高等方面提出假设。(5)假设一为反应生成的I2对反应起催化作用，所以验证实验为对比实验，一个烧杯将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定起始时的反应速率v(甲)；另一烧杯预先加入少量I2，其他反应条件均完全相同，通过对比二者反应速率进行检验。
答案：(1)2IO＋5HSO===5SO＋I2＋3H＋＋H2O
(2)25　40　(3)①2n/(50×10－3×65)　②温度低于30 ℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30 ℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长　(4)反应生成的H＋对反应起催化作用，H＋浓度越大反应速率越快；或反应生成的SO对反应起催化作用，SO浓度越大反应速率越快；或该反应是放热反应，温度升高导致反应速率加快
(5)
实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定起始时的反应速率v(甲)；在烧杯乙中进行同一反应(不同的是乙烧杯中预先加入少量I2，其他反应条件均完全相同)，测定其起始阶段的相同时间内的反应速率v(乙)
若v(甲)＝v(乙)，则假设一不成立；若v(甲)＜v(乙)，则假设一成立
12.某小组研究影响反应速率的因素。
(1)实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。
①设计实验方案如下表，表中c＝________mol·L－1。
编号
酸的种类
酸的浓度/(mol·L－1)
酸的体积/mL
镁条质量/g
1
醋酸
1.0
10
2.0
2
盐酸
c
10
2.0
②实验步骤
a．检查装置(图1)的气密性后，添加药品；
b．反应开始后，_______________________________________________；
c．将所记录的数据转化为曲线图(图2)。

③写出0～5 min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：
_____________________________________________
_____________________________________________。
(2)实验二：探究反应条件对0.10 mol·L－1 Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应速率的影响，其设计与测定结果如下：
编号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液/mL
V(蒸馏水)/mL
0.10 mol·L－1
H2SO4溶液/mL
乙
1
25
10.0
0
10.0

2
25
5.0
a
10.0

3
45
10.0
0
10.0

①写出上述实验原理的离子方程式：
________________________________________________。
②上述实验1、3是探究________对化学反应速率的影响；若上述实验1、2是探究浓度对化学反应速率的影响，则a的值为________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写________________________。
解析：(1)①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故c也应为1.0 mol·L－1；②据题图可知，要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔1 min记录一次生成H2的体积；③通过题中图像分析可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单位时间内生成的氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小。
(2)①Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫单质，其反应的离子方程式为S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑；②当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，通过比较实验1、3的反应条件可知，实验1、3可探究温度对反应速率的影响；实验1、2中的Na2S2O3溶液的加入体积不同，故是探究Na2S2O3溶液浓度对反应速率的影响，但反应溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，a的值为5.0；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙是出现浑浊的时间/min(或s)。
答案：(1)①1.0　②每隔1 min记录一次生成H2的体积
③醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小
(2)①S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑
②温度　5.0　出现浑浊的时间/min(或s)