-新教材高中化學(xué)課時(shí)檢測(cè)5影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素活化能含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE7影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素活化能1．有氣體參加的反應(yīng)中，能使反應(yīng)物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)都增大的方法是()①增大反應(yīng)物濃度②增大壓強(qiáng)③升高溫度④加入催化劑A．①②③ B．②③④C．①③④ D．③④解析：選D①增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加，活化分子百分?jǐn)?shù)不變；②增大壓強(qiáng)，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加，活化分子百分?jǐn)?shù)不變；③升高溫度，分子吸收能量，原來(lái)不是活化分子的變?yōu)榛罨肿?，活化分子?shù)目增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大；④加入催化劑，降低反應(yīng)所需活化能，原來(lái)不是活化分子的變?yōu)榛罨肿?，活化分子?shù)目增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大；因此③④正確。2．對(duì)于反應(yīng)：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，在密閉容器中進(jìn)行，下列條件能加快反應(yīng)速率的是()A．增大容積使壓強(qiáng)減小B．容積不變充入N2使壓強(qiáng)增大C．容積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大D．使總壓強(qiáng)不變，充入氖氣解析：選B增大容積使壓強(qiáng)減小，參加反應(yīng)的氣體的濃度減小，則反應(yīng)速率減小，故A錯(cuò)誤；容積不變充入N2使壓強(qiáng)增大，氮?dú)獾臐舛仍龃?，反?yīng)速率加快，故B正確；容積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大，但參加反應(yīng)的氣體的濃度不變，則反應(yīng)速率不變，故C錯(cuò)誤；保持總壓強(qiáng)不變，充入氖氣，容積增大，參加反應(yīng)的氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小，故D錯(cuò)誤。3．在一氧化碳變換反應(yīng)CO＋H2Oeq\o(,\s\up7(一定條件))CO2＋H2中，有關(guān)反應(yīng)條件改變使反應(yīng)速率增大的原因分析不正確的是()A．使用催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加B．升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加C．增大壓強(qiáng)，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加D．增大c(CO)，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加解析：選D催化劑能降低反應(yīng)的活化能，提高活化分子百分?jǐn)?shù)，則增大反應(yīng)速率，所以使用催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加，故A正確；溫度升高，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加，反應(yīng)的速率越快，故B正確；增大壓強(qiáng)，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加，故C正確；濃度變大，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但單位體積活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加，反應(yīng)速率加快，故D錯(cuò)誤。4．已知：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)速率最快的是()組號(hào)反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3H2SO4H2O體積/mL濃度/(mol·L－1)體積/mL濃度/(mol·L－1)體積/mLA1050.2100.15B1050.150.210C3050.2100.15D3050.150.210解析：選C溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響比濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響更大。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，選項(xiàng)C、D的反應(yīng)溫度30℃比選項(xiàng)A、B的10℃高，因此選項(xiàng)C、D的反應(yīng)速率比選項(xiàng)A、B的快。當(dāng)溫度都是30℃時(shí)，選項(xiàng)C中反應(yīng)物的濃度比選項(xiàng)D的更大。由于反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快，因此反應(yīng)速率最快的是選項(xiàng)C。5．碳單質(zhì)在生產(chǎn)生活中用途廣泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速氧化SO2，從而消除霧霾。其活化過(guò)程中的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．活性炭可去除水中的懸浮雜質(zhì)B．生成活化氧的ΔH>0C．活化過(guò)程中有水時(shí)的活化能降低D．氧化SO2的過(guò)程中，炭黑起催化作用解析：選B活性炭具有吸附性，可去除水中的懸浮雜質(zhì)，A正確；根據(jù)圖像，生成活化氧時(shí)，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，ΔH<0，B錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中存在多步反應(yīng)的活化能，根據(jù)能量變化圖分析，整個(gè)反應(yīng)的活化能為活化能較大者，則沒有水加入的反應(yīng)活化能為E＝0.75eV，有水加入的反應(yīng)的活化能E＝0.57eV，所以水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.75eV－0.57eV＝0.18eV，C正確；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑顆?？梢曰罨醴肿赢a(chǎn)生活化氧，所以炭黑顆粒是大氣中SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑，故D正確。6．下列說(shuō)法正確的是()A．增加反應(yīng)物的濃度，可以增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多B．有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的容積)，可增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使反應(yīng)速率增大C．升高溫度使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是減小了反應(yīng)所需的活化能D．催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而增大反應(yīng)速率解析：選D增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，則使有效碰撞次數(shù)增大，反應(yīng)速率加快，A錯(cuò)誤；有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的容積)，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，從而使反應(yīng)速率增大，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，B錯(cuò)誤；升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是提供分子需要的能量，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，從而使有效碰撞次數(shù)增大，反應(yīng)速率加快，C錯(cuò)誤；催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而增大反應(yīng)速率，D正確。7．已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)，其反應(yīng)機(jī)理如下：①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)快②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)慢下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)的速率主要取決于②的快慢B．NOBr2是該反應(yīng)的催化劑C．正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能大akJ·mol－1D．增大Br2(g)濃度能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率解析：選A反應(yīng)速率主要取決于慢的一步，所以該反應(yīng)的速率主要取決于②的快慢，故A正確；NOBr2是反應(yīng)過(guò)程中的中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑，故B錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，所以正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ·mol－1，故C錯(cuò)誤；增大Br2(g)濃度，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目增多，所以能加快反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤。8．不同條件下，用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過(guò)程中所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測(cè)不合理的是()A．一定時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)e2＋的氧化率隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大B．由①和②可知，pH越大，F(xiàn)e2＋氧化速率越快C．由①和③可知，溫度越高，F(xiàn)e2＋氧化速率越快D．氧化過(guò)程的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O解析：選B由圖像可知，F(xiàn)e2＋的氧化率隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大，故A正確；由圖像可知，①和②的反應(yīng)溫度和溶液的pH均不相同，無(wú)法判斷溶液的pH與Fe2＋氧化速率的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；由圖像可知，①和③的溶液的pH相同，溫度越高，F(xiàn)e2＋氧化速率越快，故C正確；氧化過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)為酸性條件下，亞鐵離子與氧氣反應(yīng)生成鐵離子和水，反應(yīng)的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，故D正確。9．HCOOH在Pd催化劑表面脫氫的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示：下列說(shuō)法正確的是()A．在Pd催化劑表面HCOOH脫氫反應(yīng)的ΔH＞0B．在Pd催化劑表面解離O—H比C—H的活化能低C．用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的產(chǎn)物都有HD和CO2D．在歷程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反應(yīng)速率最快解析：選C由圖示知，甲酸在Pd催化劑表面脫氫反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于最終產(chǎn)第Ⅲ步解離C—H，活化能為36.7kJ·mol－1－8.9kJ·mol－1＝27.8kJ·mol－1，B錯(cuò)誤；由圖可知，HCOOH在Pd催化劑下，C—H、O—H均發(fā)生斷裂，最終生成H2和CO2，因此用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的產(chǎn)物都有HD和CO2，C正確；由圖可知，生成Ⅴ的過(guò)程活化能最高，則反應(yīng)速率最慢，D錯(cuò)誤。10．(1)Zn粒和稀鹽酸反應(yīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)速率會(huì)減慢，當(dāng)加熱或加入濃鹽酸后，反應(yīng)速率明顯加快。由此判斷，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有________和________。(2)鋅與鹽酸的反應(yīng)速率可以通過(guò)觀察____________進(jìn)行判斷，也可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定鋅與鹽酸反應(yīng)速率，除測(cè)量反應(yīng)時(shí)間外，還需要測(cè)量的物理量是____________或____________。(3)為探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)程的速率變化，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法：在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下(氫氣體積已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)：時(shí)間/min12345體積/mL50120232290310①反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是__________(填“0～1min”“1～2min”“2～3min”“3～4min”或“4～5min”)。②2～3min時(shí)間段，以鹽酸的濃度變化來(lái)表示的反應(yīng)速率(假設(shè)溶液體積不變)為____________________。③試分析1～3min時(shí)間段里，反應(yīng)速率變快的主要原因是________________________________________________________________________。解析：(1)當(dāng)加熱或加入濃鹽酸后，反應(yīng)速率明顯加快，說(shuō)明溫度和反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。(2)鋅與鹽酸的反應(yīng)速率可以通過(guò)觀察反應(yīng)放出H2的快慢進(jìn)行判斷。鋅與鹽酸的反應(yīng)速率，可以用單位時(shí)間內(nèi)c(Zn2＋)的增加量來(lái)表示，也可以用單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氫氣的體積來(lái)表示，故通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定鋅與鹽酸的反應(yīng)速率，除測(cè)量反應(yīng)時(shí)間外，還需要測(cè)量的物理量是鋅的質(zhì)量變化或生成氫氣的體積。(3)①由表中數(shù)據(jù)可知，在2～3min內(nèi)反應(yīng)生成H2的量最多，故這段時(shí)間的反應(yīng)速率最快。②2～3min，n(H2)＝eq\f(232－120×10－3L,22.4L·mol－1)＝0.005mol，Δn(HCl)＝2n(H2)＝0.01mol，v(HCl)＝eq\f(0.01mol,0.1L×1min)＝0.1mol·L－1·min－1。③1～3min時(shí)間段內(nèi)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度逐漸降低，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度逐漸升高，而溫度的升高使反應(yīng)速率加快的程度超過(guò)了反應(yīng)物濃度的降低使反應(yīng)速率減慢的程度，故此時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率變快。答案：(1)溫度濃度(2)反應(yīng)放出H2的快慢鋅的質(zhì)量變化生成氫氣的體積(3)①2～3min②0.1mol·L－1·min－1③反應(yīng)放熱成為影響反應(yīng)速率的主要因素11．目前，汽車廠商常利用催化技術(shù)將汽車尾氣中的CO和NO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，反應(yīng)方程式為2NO＋2COeq\o(,\s\up7(催化劑))2CO2＋N2。為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過(guò)程的反應(yīng)速率，降低NO、CO的污染，某課題組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。[資料查閱]①不同的催化劑對(duì)同一反應(yīng)的催化效率不同；②使用相同的催化劑，當(dāng)催化劑質(zhì)量相等時(shí)，催化劑的比表面積對(duì)催化效率有影響。[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]該課題組為探究某些外界條件對(duì)汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律，設(shè)計(jì)了以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。(1)完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表。實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/℃NO初始濃度/(mol·L－1)CO初始濃度/(mol·L－1)同種催化劑的比表面積/(m2/g)Ⅰ為以下實(shí)驗(yàn)作參照2806.50×10－34.00×10－380Ⅱ①______②____③________④________120Ⅲ探究溫度對(duì)尾氣轉(zhuǎn)化速率的影響360⑤________⑥________80[圖像分析與結(jié)論]利用氣體傳感器測(cè)定了三組實(shí)驗(yàn)中CO濃度隨時(shí)間變化的曲線，如圖所示。(2)由曲線Ⅲ可知，0～eq\f(2,3)min內(nèi)，用NO表示的反應(yīng)速率為________。(3)由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化劑的比表面積，汽車尾氣轉(zhuǎn)化速率________(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅱ探究的是催化劑的比表面積對(duì)尾氣轉(zhuǎn)化速率的影響，所以溫度應(yīng)與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相同，為280℃，NO和CO的初始濃度也與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相同，分別為6.50×10－3mol·L－1、4.00×10－3mol·L－1。(2)mol·L－1，所以Δc(CO)＝2.00×10－3mol·L－1，由于CO與NO以1∶1反應(yīng)，所以Δc(NO)＝2.00×10－3mol·L－1，則用NO表示的反應(yīng)速率為eq\f(2.00×10－3mol·L－1,\f(2,3)min)＝3.00×10－3mol·L－1·min－1。(3)由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化劑的比表面積，汽車尾氣轉(zhuǎn)化速率增大。答案：(1)①研究催化劑的比表面積對(duì)尾氣轉(zhuǎn)化速率的影響②280③6.50×10－3④4.00×10－3⑤6.50×10－3⑥4.00×10－3(2)3.00×10－3mol·L－1·min－1(3)增大12．研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率卻隨溫度的升高而減小。某化學(xué)小組為研究特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因，查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：①2NO(g)N2O2(g)(快)v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)ΔH1＜0②N2O2(g)＋O2(g)