高考化学化学反应速率及其影响因素巩固提升.docx
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高考化学化学反应速率及其影响因素巩固提升
第1讲 化学反应速率及其影响因素
一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A．催化剂是影响化学反应速率的本质因素
B．当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能降低反应速率
C．可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为0
D．化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示
解析 A项，影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质，A错；B项，如果反应物是固体或液体，减小反应物的量不会影响反应速率，B错；C项，达到反应限度时，正、逆反应速率相等，但不为零，C错。
答案 D
2．（2018·山东济宁中学模拟）一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N2＋3H2
2NH3。
在10s内N2的浓度由5mol/L降至4mol/L，下列说法正确的是（ ）
A．用NH3表示的化学反应速率为0.1mol/（L·s）
B．使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率
C．增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率
D．反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零
解析 根据题意v（N2）＝0.1mol/（L·s），则v（NH3）＝0.2mol/（L·s），A项错误；使用合适催化剂能加快合成氨的反应速率，B项正确；降低温度，反应速率减慢，C项错误；N2、H2合成氨的反应为可逆反应，延长反应时间不能改变平衡状态，N2、H2的浓度不可能降为0，D项错误。
答案 B
3．相同温度下，下列各组的反应中，前者速率一定大于后者的是（ ）
A．10mL4mol·L－1的NaHCO3溶液＋10mL2mol·L－1盐酸＋20mL水与20mL3mol·L－1的NaHCO3溶液＋10mL2mol·L－1盐酸＋10mL水
B．同品质等质量的两份Al（OH）3分别与2mol·L－1硫酸、2mol·L－1盐酸反应
C．表面积完全相同的两块钠分别与200mL、100mL水反应
D．0.5mol·L－1的NaHCO3溶液分别与1mol·L－1盐酸和0.5mol·L－1硫酸混合
解析 虽然前者中NaHCO3溶液的浓度较大，但由所给数据知其所含溶质的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的浓度小于后者，反应速率较小，A错误；B项中反应的本质为Al（OH）3＋3H＋===3H2O＋Al3＋，由于H2SO4是二元酸，溶液中c（H＋）比盐酸中的大，故反应速率大于后者，B正确；C项中水的浓度相同，速率相同，C错误；D项中虽然两种酸中c（H＋）相同，但因不知道所用溶液的体积，故无法判断混合后（反应前）溶液中c（H＋）、c（HCO）的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小，D错误。
答案 B
4．下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是（ ）
选项
实验方案
实验结论
A
常温下，相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应
钠与水反应比钠与乙醇反应快
B
常温下，浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应
浓硫酸与铝片反应较快
C
硫黄分别在空气中、氧气中燃烧
硫黄在氧气中燃烧生成SO3
D
铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧气中能燃烧
纯氧气中O2比空气中O2活泼
解析 A项，水中氢比乙醇中羟基上氢活泼，相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇，说明物质性质决定化学反应速率大小，正确；B项，浓硫酸、稀硫酸中溶质相同，但是浓度不同，物质性质不同，常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象，铝片表面生成一层致密保护膜，氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触，结论错误；C项，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，S在O2中燃烧生成SO2，结论错误；D项，空气中O2和氧气中O2的化学性质相同，铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，是因为O2浓度不同，结论错误。
答案 A
5．化学反应4A（s）＋3B（g）
2C（g）＋D（g），经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1，对此反应速率的表示正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1
C．2min末的反应速率用B表示是0.3mol·L－1·min－1
D．2min内，v正（B）和v逆（C）表示的反应速率的值都是逐渐减小的
解析 物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，A错误；速率之比等于化学计量数之比，v（B）∶v（C）∶v（D）＝3∶2∶1，B正确；2min末的反应速率为即时速率，用B表示的速率0.3mol·L－1·min－1是2min内的平均速率，C错误；B是反应物，浓度降低，v正（B）逐渐减小，C是生成物，浓度增大，v逆（C）逐渐增大，D错误。
答案 B
7．（2018·贵阳高三监测）在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p（Pa），并在一定温度下使其发生反应：
H2（g）＋I2（g）
2HI（g） ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．保持容器容积不变，向其中加入1molH2（g），反应速率一定加快
B．保持容器容积不变，向其中加入1molN2（N2不参加反应），反应速率一定加快
C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN2（N2不参加反应），反应速率一定加快
D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2（g）和1molI2（g），再次平衡时反应速率一定加快
解析 增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持压强不变，再次充入1molH2（g）和1molI2（g），则容器容积增大为原来的2倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。
答案 A
8．一定温度下，A、B、C三个容器中均进行同一反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－QkJ·mol－1，在相同的时间段内，测得：
容器
A
B
C
反应速率
（mol·L－1·min－1）
v（H2）＝3
v（N2）＝3
v（NH3）＝4
则三个容器放出的热量Q的大小关系是（ ）
A．B＞C＞AB．A＞B＞C
C．C＞A＞BD．B＞A＞C
解析 将B、C两个容器内的反应速率用H2来表示时，B中v（H2）＝9mol·L－1·min－1、C中v（H2）＝6mol·L－1·min－1，反应速率越大，单位时间内生成的产物越多，放出的热量越多。
答案 A
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－1
B．c（HI）由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间小于10s
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 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。
答案 D
10．在2L恒容容器中投入2.0molX（g）、4.0molY发生如下反应：
X（g）＋Y（？
）
3Z（g）
测得X物质的量与时间的关系如表所示：
时间/min
1
2
4
6
8
X物质的量/mol
1.5
1.2
1.0
0.9
0.9
下列说法正确的是（ ）
A．增加Y的质量，反应速率一定加快
B．0～4min段Z的平均速率为mol·L－1·min－1
C．2～4min段X的平均速率为mol·L－1·min－1
D．X、Y的反应速率一定相等
解析 Y的状态不确定，若Y为液态或固体，Y的量不影响化学反应速率，A项错误；v（Z）＝×3＝mol·L－1·min－1，B项正确；v（X）＝＝mol·L－1·min－1，C项错误；Y可能与X的状态不相同，所以，X、Y的反应速率不一定相等，D项错误。
答案 B
11．（2017·湖北八所重点中学联考，13）将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变）发生反应CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＜0。
测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。
该反应在8～10min内CO2的平均反应速率是（ ）
A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1
C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1
解析 由题图可知，该反应在8至10min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2mol，因为v（H2）＝0mol·L－1·min－1，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为0，则v（CO2）＝0mol·L－1·min－1，故C正确。
答案 C
12．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。
据图分析，下列判断不正确的是（ ）
A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1
D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂
解析 由题给图像可知，温度低于40℃时，温度升高，溶液变蓝的时间变短，但温度高于40℃时情况相反，A项正确；因为b、c两点的温度不同，反应速率不可能相等，B项错误；图中a点，所用的时间为80s，则NaHSO3的反应速率为：
（0.020mol·L－1×10.0mL×10－3L/mL）÷（50mL×10－3L/mL）÷（80s）＝5.0×10－5mol·L－1·s－1，C项正确；由题给条件，55℃时未观察到溶液变蓝，所以温度高于40℃，淀粉不宜作该实验的指示剂，D项正确。
答案 B
二、填空题
13．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SO2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 d
14．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：
实验序号
实验
温度
/K
参加反应的物质
溶液颜色
褪至无色
时所需时
间/s
KMnO4溶液（含硫酸）
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
t1
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t1
（1）通过实验A、B，可探究出________（填外部因素）的改变对反应速率的影响，其中V1＝________，T1＝________；通过实验____________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
（2）若t1<8，则由此实验可以得出的结论是________________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v（KMnO4）＝________。
（3）该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2＋，写出相应反应的离子方程式________________________________________________________________。
（4）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n（Mn2＋）随时间变化的趋势如图所示，并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是________________________________，相应的粒子最可能是（填序号）________。
解析 分析表中数据知，本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。
实验中，探究浓度（温度）对反应速率的影响时，就要确保影响反应速率的其他因素相同。
A、B两组实验，草酸浓度不同，故温度应相同，T1＝293；为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同，则溶液总体积均应为6mL，故V1＝1。
C组温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响，因此V2＝3。
由A、B实验现象及浓度差异知，在其他条件相同的情况下，增大反应物浓度可加快化学反应速率。
计算反应速率时，c（KMnO4）应是混合溶液中的浓度。
利用实验B中数据计算，v（KMnO4）＝0.02mol·L－1×2L×10－3÷（6L×10－3）÷8s＝8.3×10－4mol·L－1·s－1。
气体是CO2，故有MnO＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2，依得失电子守恒有2MnO＋5H2C2O4―→2Mn2＋＋10CO2↑，最后依质量守恒原理添加H＋与H2O并配平即可。
由图像知，反应中存在反应速率突然增大的过程，这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用，结合反应前后溶液成分的差异知，该粒子是Mn2＋。
答案
（1）浓度 1 293 B、C
（2）其他条件相同时，增大反应物浓度、反应速率增大（其他合理说法也对） 8.3×10－4mol·L－1·s－1
（3）2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O （4）催化作用 Mn2＋
15．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
（1）实验一：
取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。
序号
条件
现象
结论
温度/℃
催化剂
1
40
FeCl3溶液
2
20
FeCl3溶液
3
20
MnO2
4
20
无
试回答：
实验1、2研究的是其他条件相同时________对H2O2分解速率的影响。
（2）实验二：
经研究知Cu2＋对H2O2的分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题：
①定性分析：
如图甲可通过观察________，定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是________________________________
________________________________________________________________。
②定量分析：
为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。
完成该实验应该测定的实验数据是_____________________________。
解析 该题将对化学反应速率影响因素的探究与实验融合在一起综合考查，能力要求较高。
（1）实验1、2的实验条件只有温度不同，因此是探究温度对化学反应速率的影响。
（2）①图甲实验所采取的实验条件只有催化剂不同，因此可通过观察反应产生气泡的快慢来定性说明催化剂的催化效果，将FeCl3改为Fe2（SO4）3可使催化剂的阴离子相同，排除阴离子对催化效果的干扰。
②图乙可精确测出气体的体积，因此为定量计算出反应速率，需测得的实验数据为测定产生一定体积的气体所需的时间。
答案
（1）温度
（2）①反应产生气泡的快慢 排除阴离子的干扰
②测定一定时间内产生的气体体积（或测定产生一定体积的气体所需的时间）
高考热点：
“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素
热点说明：
影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。
变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中常有所涉及。
1．考查形式
（1）以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。
（2）给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
2．解题策略
3．实例分析
探究温度、催化剂对反应：
2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，可以确定催化剂（是否加入MnO2）和温度（加热、常温）作为可变量，其他的则控制为不变量。
探究对象的反应
2H2O2===2H2O＋O2↑
控制的可变量
催化剂
温度
控制的不变量
浓度、温度等
浓度、催化剂等
实验方案
取相同量的5%H2O2于两支规格相同的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察。
取相同量的5%H2O2于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察。
根据两种条件下的反应都有气体生成的特征，利用导管将生成的气体导入水槽中，通过观察水槽中产生气泡的剧烈程度，并以此判断该控制变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。
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