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跟蹤檢測（二十一） 化學反應速率及其影響因素 1．在四個不同的容器中，在不同的條件下進行合成氨反應：N2＋3H22NH3。根據(jù)在相同時間內(nèi)測定的結果判斷，生成氨的速率最快的是(　　) A．v(H2)＝0.01 molL－1s－1 B．v(N2)＝0.3 molL－1min－1 C．v(NH3)＝0.15 molL－1min－1 D．v(H2)＝0.3 molL－1min－1 解析：選B　在速率單位相同時，把速率除以其相應物質(zhì)的化學計量數(shù)，數(shù)值大者反應速率快。A項，v(H2)＝0.01 molL－1s－1＝0.6 molL－1min－1，v(H2)＝0.2 molL－1min－1；B項，v(N2)＝0.3 molL－1min－1；C項，v(NH3)＝0.075 molL－1min－1；D項，v(H2)＝0.1 molL－1min－1。由此可知，B項中表示的反應速率最快。 2．相同溫度下，下列各組的反應中，前者速率一定大于后者的是(　　) A．10 mL 4 molL－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 molL－1鹽酸＋20 mL水與20 mL 3 molL－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 molL－1鹽酸＋10 mL水 B．同品質(zhì)等質(zhì)量的兩份Al(OH)3分別與2 molL－1硫酸、2 mol L－1鹽酸反應 C．表面積完全相同的兩塊鈉分別與200 mL、100 mL水反應 D．0.5 molL－1的NaHCO3溶液分別與1 molL－1鹽酸和0.5 molL－1硫酸混合 解析：選B　A項中雖然前者中NaHCO3溶液的濃度較大，但由所給數(shù)據(jù)知其所含溶質(zhì)的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的濃度小于后者，故反應速率小于后者；B項中反應的本質(zhì)為Al(OH)3＋3H＋===3H2O＋Al3＋，由于H2SO4是二元酸，溶液中c(H＋)比鹽酸中的大，故反應速率大于后者；C項中水的濃度相同，速率相同；D項中雖然兩種酸中c(H＋)相同，但因不知道所用溶液的體積，故無法判斷混合后(反應前)溶液中c(H＋)、c(HCO) 的大小，因此無法確定其反應速率的相對大小。 3．在密閉容器中進行的反應：N2＋O22NO，不能加快該反應的反應速率的是(　　) A．縮小體積　　　　　　　　　　B．充入少量NO氣體 C．體積增大到原來的2倍 D．升高溫度 解析：選C　A項，縮小體積，反應物濃度增大，化學反應速率增大；B項，充入NO氣體增大生成物濃度，反應速率增大；C項，體積擴大，反應物濃度減小，化學反應速率減??；D項，升高溫度，加快反應速率。 4．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩緩地反應生成N2和CO2，化學方程式為2NO＋2CON2＋2CO2，對此反應，下列敘述錯誤的是(　　) A．使用正催化劑能加快反應速率 B．改變反應物的壓強對反應速率產(chǎn)生影響 C．冬天氣溫低，反應速率減慢，對人體危害更大 D．無論外界條件怎樣改變，均對此化學反應的速率無影響 解析：選D　正催化劑能加快反應速率，故A正確；增大壓強反應速率加快，減小壓強反應速率減慢，故B正確；降低溫度反應速率減慢，故C正確；反應速率隨溫度、壓強、濃度、催化劑的改變而改變，故D錯誤。 5．一定溫度下，反應①C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH>0，反應②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH<0。下列有關以上兩個反應的說法正確的是(　　) A．降低溫度反應①的速率減小，反應②的速率增大 B．增大壓強反應①的速率不變，反應②的速率增大 C．增大壓強反應①的速率增大，反應②的速率增大 D．升高溫度反應①的速率增大，反應②的速率減小 解析：選C　降低溫度反應速率減小，升高溫度反應速率增大，A、D錯誤；對于有氣體參加的可逆反應，增大壓強反應速率增大，減小壓強反應速率減小，B錯誤，C正確。 6．少量鐵片與100 mL 0.01 molL－1的稀鹽酸反應，反應速率太慢。為了加快此反應速率而不改變H2的產(chǎn)量，可以使用如下方法中的(　　) ①加H2O?、诩覭NO3溶液?、鄣稳霂椎螡恹}酸　④加入少量鐵粉?、菁尤隢aCl溶液?、薜稳霂椎蜟uSO4溶液?、呱邷囟?不考慮鹽酸揮發(fā))?、喔挠?0 mL 0.1 molL－1 鹽酸 A．①⑥⑦ B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．③④⑥⑦⑧ 解析：選C　鐵片與稀鹽酸反應的實質(zhì)是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。加水稀釋，c(H＋)減小，反應速率減慢，①錯誤；加KNO3溶液，溶液中含有NO、H＋，與Fe發(fā)生反應生成NO，得不到H2，②錯誤；滴加濃鹽酸后，c(H＋)增大，反應速率加快，由于鐵片不足量，產(chǎn)生H2的量不變，③正確；加入少量鐵粉，c(H＋)不變，反應速率不變，F(xiàn)e的質(zhì)量增加，則生成H2的量增加，④錯誤；加NaCl溶液，相當于加水稀釋，c(H＋)減小，反應速率減慢，⑤錯誤；滴加CuSO4溶液，F(xiàn)e與CuSO4發(fā)生置換反應析出Cu，形成原電池，反應速率加快，但由于置換Cu時消耗一部分Fe粉，生成H2的量減少，⑥錯誤；升高溫度，反應速率加快，n(HCl)不變，則生成H2的量不變，⑦正確；⑧改用10 mL 0.1 molL－1鹽酸，c(H＋)增大，n(H＋)不變，反應速率加快，n(Fe)不變，則生成H2的量不變，⑧正確；故可使用的方法有③⑦⑧。 7．在一定的條件下，某反應X(g) Y(g)＋Z(g)的部分實驗數(shù)據(jù)如表： 反應時間/min 0 10 20 30 40 50 c(X)/(molL－1) 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 反應時間/min 60 70 80 90 100 c(X)/(molL－1) 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下列有關說法正確的是(　　) A．X的濃度越大，反應速率越大 B．X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越短 C．X分解的速率與其濃度無關 D．X的分解速率先快后慢 解析：選C　X的分解速率是勻速的，與其濃度無關，A、D錯誤，C正確；X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越長，B錯誤。 8．(2014全國卷Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機理為 H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－ 快 下列有關該反應的說法正確的是(　　) A．反應速率與I－濃度有關 B．IO－也是該反應的催化劑 C．反應活化能等于98 kJmol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 解析：選A　H2O2的分解反應主要是由第一個反應決定的，I－濃度越大，反應速率越快，A項正確；根據(jù)總反應可確定該反應的催化劑為I－，而IO－為中間產(chǎn)物，B項錯誤；根據(jù)所給信息無法確定反應活化能，C項錯誤；反應速率關系為v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D項錯誤。 9．NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當NaHSO3完全消耗即有I2析出，根據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應速率。將濃度均為0.020 molL－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合，記錄10～55 ℃間溶液變藍時間，55 ℃時未觀察到溶液變藍，實驗結果如圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是(　　) A．40 ℃之前與40 ℃之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反 B．圖中b、c兩點對應的NaHSO3反應速率相等 C．圖中a點對應的NaHSO3反應速率為 5．010－5 molL－1s－1 D．溫度高于40 ℃時，淀粉不宜用作該實驗的指示劑 解析：選B　由題給圖像可知，溫度低于40 ℃時，溫度升高，溶液變藍的時間短，但溫度高于40 ℃時情況相反，A項正確；因為b、c兩點的溫度不同，反應速率不可能相等，B項錯誤；圖中a點，所用的時間為80 s，則NaHSO3的反應速率為(0.020 molL－110.0 mL10－3 LmL－1)(50 mL10－3 LmL－1)80 s＝5.010－5 molL－1s－1，C項正確；由題給條件，55 ℃時未觀察到溶液變藍可知，溫度高于40 ℃時，淀粉易糊化，不宜作該實驗的指示劑，D項正確。 10.在一定條件下，X氣體與Y氣體反應生成Z氣體。反應過程中，反應物與生成物的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示，則下列敘述正確的是(　　) A．該反應的化學方程式為3X＋Y2Z B．t1～(t1＋10)s時，v(X)＝v(Y)＝0 C．t1 s時反應物X的轉(zhuǎn)化率為60% D．0～t1 s內(nèi)X的反應速率為v(X)＝ molL－1s－1 解析：選A　0～t1 s，Δc(X)＝(0.8－0.2)molL－1＝0.6 molL－1，Δc(Y)＝(0.5－0.3)molL－1＝0.2 molL－1，Δc(Z)＝0.4 molL－1，三者之比為0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2，所以該反應的化學方程式為3X＋Y2Z，A項正確；t1～(t1＋10)s反應處于平衡狀態(tài)，v(X)＝3v(Y)≠0，B項錯誤；t1 s時，X的轉(zhuǎn)化率為100%＝75%，C項錯誤；0～t1 s，X的反應速率為＝ molL－1s－1，D項錯誤。 11．(2019龍巖教學質(zhì)量檢查)某溫度下，鎳和鎂分別在O2中發(fā)生反應，兩種金屬表面形成氧化膜厚度的實驗記錄如表所示： 反應時間t/h 1 4 9 16 25 MgO層厚Y/nm 0.05a 0.20a 0.45a 0.80a 1.25a NiO層厚Y′/nm b 2b 3b 4b 5b 表中a和b均為與溫度有關的常數(shù)。 下列判斷錯誤的是(　　) A．可用氧化膜生成速率表示金屬氧化速率 B．相同條件下，鎂比鎳耐氧化腐蝕 C．溫度越高，a、b的值越大 D．金屬氧化的本質(zhì)為M－ne－===Mn＋ 解析：選B　結合數(shù)據(jù)可知，氧化膜的厚度隨時間延長而增加，A項正確；因a、b關系不確定，無法比較，B項錯誤；溫度升高，反應速率加快，C項正確；金屬氧化的本質(zhì)是金屬失電子發(fā)生氧化反應，D項正確。 12．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時速度(v)如表。下列判斷不正確的是(　　) A.a＝6.00 B．同時改變反應溫度和蔗糖的濃度，v可能不變 C．b<318.2 D．不同溫度時，蔗糖濃度減少一半所需的時間相同 解析：選D　根據(jù)題表信息可知，相同溫度時，隨著濃度以等差數(shù)列遞減，其瞬時速度也以等差數(shù)列遞減，故a＝6.00，A項正確；同時改變反應溫度和反應物濃度，瞬時速率有可能不變，B項正確；相同濃度時，溫度越高，反應速率越快，故b<318.2，C項正確；溫度升高，瞬時速率加快，故蔗糖濃度減少一半時，所用時間并不相等，D項錯誤。 13．某學生進行了影響化學反應速率的探究實驗，數(shù)據(jù)記錄如表： Fe的質(zhì)量 H2SO4的濃度 收集20 mL H2所需的時間 ① 10 g(鐵塊) 0.1 molL－1 153 s ② 10 g(鐵粉) 0.1 molL－1 125 s ③ 10 g(鐵粉) 0.2 molL－1 62 s (1)比較①、②組數(shù)據(jù)，初步得出結論：當其他條件不變時， ________________________________________________________________________；比較②、③組數(shù)據(jù)，初步得出結論：當其他條件不變時，________(填化學式)的濃度增大，反應速率________(填“加快”“減慢”或“不變”)。 (2)該探究實驗中涉及的化學反應的離子方程式是______________________________，在實驗開始時，收集H2的速率逐漸加快，由此推測該反應的類型屬于____________(填“放熱反應”或“吸熱反應”)。 解析：(1)比較①、②組數(shù)據(jù)，可知當硫酸濃度不變時，鐵粉產(chǎn)生等量的氣體所需時間短，則說明化學反應速率快；比較②、③組數(shù)據(jù)，可知當其他條件不變時，增大硫酸濃度，產(chǎn)生等量的氣體所需時間短，則說明化學反應速率快。(2)反應放熱，使反應速率加快。 答案：(1)增大固體顆粒物的表面積，則化學反應速率加快　H2SO4　加快 (2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　放熱反應 14．碘在科研與生活中有重要作用，某興趣小組用0.20 molL－1 KI、0.4%淀粉溶液、0.20 molL－1 K2S2O8、0.010 molL－1 Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O(快) (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(S2O)∶n(S2O)________。 (2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是____________________________。 (3)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如表所示： 實驗 序號 試劑體積V/mL 顯色時 間t/s K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10 10 0 4 1 26.8 ② 5 10 5 4 1 54.0 ③ 2.5 10 V1 4 1 108.2 ④ 10 5 5 4 1 53.8 ⑤ 5 7.5 7.5 4 V2 t1 表中V1＝________mL，理由是_______________________________________________； V2＝________mL，理由是___________________________________________________。 顯色時間t1大約是________。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是____________________________________。 解析：(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先發(fā)生反應S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)，后發(fā)生反應I2＋2S2O===2I－S4O(快)，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，碘才能與淀粉作用使溶液顏色由無色變?yōu)樗{色，根據(jù)方程式S2O＋2I－===2SO＋I2可知，生成1 mol I2需要1 mol S2O，根據(jù)I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2與S2O的物質(zhì)的量的關系為1∶2，即反應1 mol I2需2 mol S2O，恰好反應時n(S2O)∶n(S2O)＝1∶2，為確保能觀察到藍色，碘需有剩余，則S2O應少量，所以n(S2O)∶n(S2O)>1∶2。(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是顯色時間太短，不易測量。(3)該實驗是探究反應物濃度對化學反應速率的影響，實驗①與實驗②對照，溶液總體積是25 mL，為確保溶液總體積不變，所以V1＝7.5 mL，理由是保證每次實驗溶液總體積相等。V2＝1 mL，理由是保證淀粉溶液的用量相同。對比幾組實驗數(shù)據(jù)，顯然時間t1大約是72 s。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是反應速率與反應物濃度成正比關系，即：反應物濃度越大，反應速率越快。 答案：(1)>0.5　(2)顯色時間太短，不易測量 (3)7.5　保證每次實驗溶液總體積相等　1　保證淀粉溶液的用量相同　72 s(或54 s～72 s) (4)反應速率與反應物濃度成正比關系(或反應物濃度越大，反應速率越快) 15．H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，已知生物脫H2S的原理： H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4 4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O (1)硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為________________________________。 若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由硫桿菌存在時的反應速率增大5105倍可知，硫桿菌為該反應的催化劑，該反應中硫桿菌改變了反應路徑，降低了反應的活化能。(2)由圖1 可知，溫度在30 ℃左右時，速率最快；由圖2可知，反應混合液的pH＝2.0左右時，速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件為溫度為30 ℃、混合液的pH＝2.0。若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質(zhì)受熱變性(失去活性)，導致反應速率下降。 答案：(1)降低反應活化能(或作催化劑) (2)30 ℃、pH＝2.0　蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)