《化学反应速率及影响因素》李仕才（考试时间：45分钟满分：100分）一、单项选择题：本题包括12小题，每小题5分，共60分。1．下列说法正确的是( )A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增加B．对于有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大C．改变条件能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的有效碰撞几率D．对于本来不能发生的化学反应，改变条件可以使反应发生答案 C解析：增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增加，但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量(即活化能)都未发生变化，所以活化分子的百分数并未改变。改变条件使化学反应速率增大，主要靠增加活化分子的百分数或增加单位体积内活化分子的总数，从而增加有效碰撞次数，C项正确；对于本来不能发生的化学反应，即使改变条件，化学反应也不能发生。2．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大答案 B解析：A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误；D项，加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。3．下列四支试管中，在不同条件下反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑判断产生H2的反应速率最快的是( )试管盐酸浓度温度铁的状态①0.5mol·L－120℃块状②0.5mol·L－120℃粉末状③1mol·L－135℃块状7\n④2mol·L－135℃粉末状A.① B．②C．③D．④答案 D解析：温度越高，浓度越大，接触面积大，则反应速度越大，D项符合题意。4．据新华网报道，加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”，能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体，用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。下列说法中不正确的是( )A．使用电催化剂，加快了水的分解速率B．金属氧化物固体的量越多，水分解速率越快C．反应一段时间，过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化D．金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率答案 B解析：催化剂的用量对化学反应速率有影响，在一定用量范围内，随着用量增加，反应时间缩短，反应速率加快；但催化剂的用量增加到一定值后，反应时间和反应速率不再改变，故B项错误。5．下图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况，由此可推断( )A．正反应是吸热反应B．若A、B是气体，则D是液体或固体C．逆反应是放热反应D．A、B、C、D均为气体答案 B6．可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的v－t图像如图甲所示，若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v－t图像如图乙所示。①a1＝a2 ②a1＜a2 ③b1＝b2 ④b1＜b2 ⑤t1＞t2⑥t1＝t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧图Ⅱ中阴影部分面积更大。以上所述正确的为( )A．②④⑤⑦B．②④⑥⑧C．②③⑤⑦D．②③⑥⑧答案 A7．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生如下反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)7\n。若c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1时，需要15s，那么c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1时，所需反应的时间为( )A．等于5s B．等于10sC．大于10sD．小于10s答案 C解析：随着反应的不断进行，c(HI)逐渐减小，v(正)逐渐减小，所以c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1与c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1相比虽然浓度改变量之比是23，但随反应变慢，所需时间要长，即时间之比不是23，大于10s。8．把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，测得5min末生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol/(L·min)，则n值是( )A．1 B．2C．3 D．4答案 A解析： v(W)＝＝0.02mol/(L·min)，又因v(Z)＝0.01mol/(L·min)，即v(W)∶v(Z)＝0.02∶0.01＝2∶1，故n＝1。9．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH>0，若15s内c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是( )A．0～15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002mol·L－1·s－1B．c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间小于10sC．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，化学反应速率加快答案 D解析： 0～15s内，v(I2)＝v(HI)＝×＝0.001mol·L－1·s－1，A项错误；随着反应的进行，c(HI)减小，v(HI)减小，故c(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需时间大于10s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。10.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，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )组别c(HCl)(mol·L－1)温度(℃)状态12.025块状7\n22.530块状32.550粉末状42.530粉末状A.4－3－2－1B．1－2－3－4C．3－4－2－1D．1－2－4－3答案 C解析：b→b→c→d，然后根据表中所列条件判断。11．在一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1molN2和3molH2，发生反应：N2＋3H22NH3。经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，H2平均反应速率为0.1mol/(L·min)，则所经过的时间为( )A．2min B．3min C．4min D．5min答案 B解析：设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式： N2＋3H2===2NH3起始物质的量(mol) 1 3 0反应的物质的量(mol) x 3x 2x测定时物质的量(mol) 1－x 3－3x 2x反应后总物质的量为：1－x＋3－3x＋2x＝4－2x根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式可得：＝，解得：x＝0.2mol。参加反应的H2的物质的量：n(H2)＝3x＝0.6mol，可得H2的浓度变化为0.3mol/L，由v(H2)＝＝0.1mol/(L·min)，故可得反应时间为3min。12．一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，反应过程如图：下列说法正确的是( )A．t1min时正逆反应速率相等B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系C．0～8min，H2的平均反应速率为：v(H2)＝mol·L－1·min－1D．10min～12min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1答案 B7\n解析：t1时，X、Y的物质的量相同，但v(正)≠v(逆)，A错；0～8min，v(H2)＝＝mol·L－1·min－1，C不正确；D项亦不正确。二、非选择题：本题包括4个小题，共40分.13．（10分）合成氨反应是“将空气变成面包”的反应，如果没有合成氨反应，地球将无法养活现在这么多的人。已知合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4kJ·mol－1。Ⅰ.在体积为5L的恒温、恒容密闭容器甲中，起始时投入2molN2、3molH2，经过10s达到平衡，测得平衡时NH3的物质的量为0.8mol。Ⅱ.在容器乙中，起始时投入3molN2、bmolH2，维持恒温、恒压达到平衡，测得平衡时NH3的物质的量为1.2mol。此时与容器甲中平衡状态温度相同，相同组分的体积分数都相同。(1)容器甲10s内用H2表示的平均反应速率v(H2)＝________，达平衡时N2的转化率＝________。(2)甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t2时改变了某一种条件，改变的条件可能是________、________(填写两项)。(3)b＝________。解析：(1) N2(g) ＋ 3H2(g)?2NH3(g)起始量(mol) 2 3 0转化量(mol) 0.4 1.2 0.8平衡量(mol) 1.6 1.8 0.8v(H2)＝＝0.024mol·L－1·s－1，平衡时，氮气的转化率＝×100%＝20%。答案：(1)0.024mol·L－1·s－1 20% (2)升高了温度 增大了氨的浓度 (3)4.514．（8分）Ⅰ.化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。上述反应的离子方程式为，其平均反应速率v(NO)为________mol/(L·min)。Ⅱ.碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S2O2＋2I－===2SO2＋I2(慢)I2＋2S2O2===2I－＋S4O2(快)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的7\n______________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O2与S2O2初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O2)∶n(S2O2)__________________。解析：Ⅰ根据题目中所给的信息：NO被还原成N2，溶液pH由7变成12(产生了OH－)，根据原子守恒和得失电子守恒得，反应离子方程式为2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O；由方程式可得NO浓度的变化与OH－浓度的变化相同，故v(NO)＝＝＝mol/(L·min)≈0.001mol/(L·min)。Ⅱ当Na2S2O3足量时，已知S2O＋2I－===2SO＋I2的反应速率慢，I2＋2S2O===2I－＋S4O的反应速率快，则I2的生成速率小于消耗速率，即溶液中只有I－而无I2，淀粉溶液遇I－不变色；当Na2S2O3耗尽时，S2O与I－反应生成I2，淀粉溶液遇生成的I2变蓝；设Na2S2O3为2mol，则S2O的初始物质的量为2mol，由I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2大于1mol时才能耗尽2molS2O，过量的I2才能使淀粉溶液变为蓝色，由S2O＋2I－===2SO＋I2可知，S2O的初始物质的量必须大于1mol，才能使生成的I2大于1mol，因此初始时S2O与S2O的物质的量之比一定小于2∶1。答案：Ⅰ 2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O 0.001ⅡS2O(其他合理写法也可) ＜215．(12分)在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)600℃时，在一容积为2L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10min和20min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10min正反应速率逐渐________(填“增大”、“减小”或“不变”)；前15min内用SO3表示平均反应速率为________________。(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是________________________________________________________________。(4)根据如图判断，10min时改变的反应条件可能是________(填写编号，下同)；20min时改变的反应条件可能是________。a．加入催化剂b．缩小容器容积c．降低温度d．增加O2的物质的量解析：(1)降低温度，化学反应速率减小。(2)前10min随着反应的不断进行，反应物SO27\n和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前15min内用SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10－3mol·L－1·min－1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段，即15～20min和25～30min反应处于平衡状态。(4)10～15min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20min时，曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起SO2、SO3的物质的量随之发生变化。答案 (1)减小(2)减小 1.33×10－3mol·L－1·min－1(3)15～20min,25～30min(4)ab d16．（10分）“碘钟”实验中，3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：实验编号①②③④⑤c(I－)/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O)/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题： (1)该实验的目的是_______________________________________________________。(2)显色时间t1＝________。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为__________(填字母)。A．<22.0s B．22.0～44.0sC．>44.0s D．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：由①和②知：c(I－)由0.040mol·L－1―→0.080mol·L－1，t由88.0s―→44.0s由①和⑤知，c(I－)由0.040mol·L－1→0.120mol·L－1，t由88.0s→s＝29.3s温度越高，化学反应速率越快，而由20℃→40℃，显色时间t2应该比22.0s短，所以选A。→40℃，显色时间t2应该比22.0s短，所以选A。答案：(1)研究反应物I－与S2O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)7
