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跟蹤檢測（十九） 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 1．在四個(gè)不同的容器中，在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)：N2＋3H22NH3。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測定的結(jié)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(shí)，把速率除以其相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，數(shù)值大者反應(yīng)速率快。A項(xiàng)，v(H2)＝0.01 molL－1s－1＝0.6 molL－1min－1，v(H2)＝0.2 molL－1min－1；B項(xiàng)，v(N2)＝0.3 molL－1min－1；C項(xiàng)，v(NH3)＝0.075 molL－1min－1；D項(xiàng)，v(H2)＝0.1 molL－1min－1。由此可知，B項(xiàng)中表示的反應(yīng)速率最快。 2．相同溫度下，下列各組的反應(yīng)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(yīng) C．表面積完全相同的兩塊鈉分別與200 mL、100 mL水反應(yīng) 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(xiàng)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(yīng)速率小于后者；B項(xiàng)中反應(yīng)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(yīng)速率大于后者；C項(xiàng)中水的濃度相同，速率相同；D項(xiàng)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(yīng)前)溶液中c(H＋)、c(HCO) 的大小，因此無法確定其反應(yīng)速率的相對大小。 3．在密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)：N2＋O22NO，不能加快該反應(yīng)的反應(yīng)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(xiàng)，縮小體積，反應(yīng)物濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；B項(xiàng)，充入NO氣體增大生成物濃度，反應(yīng)速率增大；C項(xiàng)，體積擴(kuò)大，反應(yīng)物濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減??；D項(xiàng)，升高溫度，加快反應(yīng)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(yīng)生成N2和CO2，化學(xué)方程式為2NO＋2CON2＋2CO2，對此反應(yīng)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．使用正催化劑能加快反應(yīng)速率 B．改變反應(yīng)物的壓強(qiáng)對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響 C．冬天氣溫低，反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的速率無影響 解析：選D　正催化劑能加快反應(yīng)速率，故A正確；增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率加快，減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢，故B正確；降低溫度反應(yīng)速率減慢，故C正確；反應(yīng)速率隨溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑的改變而改變，故D錯(cuò)誤。 5．一定溫度下，反應(yīng)①C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH>0，反應(yīng)②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH<0。下列有關(guān)以上兩個(gè)反應(yīng)的說法正確的是(　　) A．降低溫度反應(yīng)①的速率減小，反應(yīng)②的速率增大 B．增大壓強(qiáng)反應(yīng)①的速率不變，反應(yīng)②的速率增大 C．增大壓強(qiáng)反應(yīng)①的速率增大，反應(yīng)②的速率增大 D．升高溫度反應(yīng)①的速率增大，反應(yīng)②的速率減小 解析：選C　降低溫度反應(yīng)速率減小，升高溫度反應(yīng)速率增大，A、D錯(cuò)誤；對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率增大，減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減小，B錯(cuò)誤，C正確。 6．少量鐵片與100 mL 0.01 molL－1的稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率太慢。為了加快此反應(yīng)速率而不改變H2的產(chǎn)量，可以使用如下方法中的(　　) ①加H2O　②加KNO3溶液?、鄣稳霂椎螡恹}酸　④加入少量鐵粉?、菁尤隢aCl溶液　⑥滴入幾滴CuSO4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(yīng)的實(shí)質(zhì)是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。加水稀釋，c(H＋)減小，反應(yīng)速率減慢，①錯(cuò)誤；加KNO3溶液，溶液中含有NO、H＋，與Fe發(fā)生反應(yīng)生成NO，得不到H2，②錯(cuò)誤；滴加濃鹽酸后，c(H＋)增大，反應(yīng)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(yīng)速率不變，F(xiàn)e的質(zhì)量增加，則生成H2的量增加，④錯(cuò)誤；加NaCl溶液，相當(dāng)于加水稀釋，c(H＋)減小，反應(yīng)速率減慢，⑤錯(cuò)誤；滴加CuSO4溶液，F(xiàn)e與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)析出Cu，形成原電池，反應(yīng)速率加快，但由于置換Cu時(shí)消耗一部分Fe粉，生成H2的量減少，⑥錯(cuò)誤；升高溫度，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)X(g)Y(g)＋Z(g)的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表： 反應(yīng)時(shí)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(yīng)時(shí)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(guān)說法正確的是(　　) A．X的濃度越大，反應(yīng)速率越大 B．X的濃度越大，消耗一半時(shí)所用的時(shí)間越短 C．X分解的速率與其濃度無關(guān) 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(guān)，A、D錯(cuò)誤，C正確；X的濃度越大，消耗一半時(shí)所用的時(shí)間越長，B錯(cuò)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(jī)理為 H2O2＋I(xiàn)－―→H2O＋I(xiàn)O－　　　慢 H2O2＋I(xiàn)O－―→H2O＋O2＋I(xiàn)－ 快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　) A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān) B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑 C．反應(yīng)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(yīng)主要是由第一個(gè)反應(yīng)決定的，I－濃度越大，反應(yīng)速率越快，A項(xiàng)正確；根據(jù)總反應(yīng)可確定該反應(yīng)的催化劑為I－，而IO－為中間產(chǎn)物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)所給信息無法確定反應(yīng)活化能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出，根據(jù)I2析出所需時(shí)間可以求得NaHSO3的反應(yīng)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(lán)時(shí)間，55 ℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(lán)的時(shí)間隨溫度的變化趨勢相反 B．圖中b、c兩點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等 C．圖中a點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為 5．010－5 molL－1s－1 D．溫度高于40 ℃時(shí)，淀粉不宜用作該實(shí)驗(yàn)的指示劑 解析：選B　由題給圖像可知，溫度低于40 ℃時(shí)，溫度升高，溶液變藍(lán)的時(shí)間短，但溫度高于40 ℃時(shí)情況相反，A項(xiàng)正確；因?yàn)閎、c兩點(diǎn)的溫度不同，反應(yīng)速率不可能相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中a點(diǎn)，所用的時(shí)間為80 s，則NaHSO3的反應(yīng)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(xiàng)正確；由題給條件，55 ℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)可知，溫度高于40 ℃時(shí)，淀粉易糊化，不宜作該實(shí)驗(yàn)的指示劑，D項(xiàng)正確。 10.在一定條件下，X氣體與Y氣體反應(yīng)生成Z氣體。反應(yīng)過程中，反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，則下列敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X＋Y2Z B．t1～(t1＋10)s時(shí)，v(X)＝v(Y)＝0 C．t1 s時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率為60% D．0～t1 s內(nèi)X的反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式為3X＋Y2Z，A項(xiàng)正確；t1～(t1＋10)s反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v(X)＝3v(Y)≠0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t1 s時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為100%＝75%，C項(xiàng)錯(cuò)誤；0～t1 s，X的反應(yīng)速率為＝ molL－1s－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11．某學(xué)生進(jìn)行了影響化學(xué)反應(yīng)速率的探究實(shí)驗(yàn)，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(shí)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(jié)論：當(dāng)其他條件不變時(shí)， ________________________________________________________________________； 比較②、③組數(shù)據(jù)，初步得出結(jié)論：當(dāng)其他條件不變時(shí)，________(填化學(xué)式)的濃度增大，反應(yīng)速率________(填“加快”“減慢”或“不變”)。 (2)該探究實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________ ________________________，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，收集H2的速率逐漸加快，由此推測該反應(yīng)的類型屬于____________(填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”)。 解析：(1)比較①、②組數(shù)據(jù)，可知當(dāng)硫酸濃度不變時(shí)，鐵粉產(chǎn)生等量的氣體所需時(shí)間短，則說明化學(xué)反應(yīng)速率快；比較②、③組數(shù)據(jù)，可知當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大硫酸濃度，產(chǎn)生等量的氣體所需時(shí)間短，則說明化學(xué)反應(yīng)速率快。(2)反應(yīng)放熱，使反應(yīng)速率加快。 答案：(1)增大固體顆粒物的表面積，則化學(xué)反應(yīng)速率加快　H2SO4　加快 (2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　放熱反應(yīng) 12．KI溶液在酸性條件下能與氧氣反應(yīng)?，F(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)記錄： 實(shí)驗(yàn)編號 ① ② ③ ④ ⑤ 溫度/℃ 30 40 50 60 70 顯色時(shí)間/s 160 80 40 20 10 (1)該反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。 (2)該實(shí)驗(yàn)的目的是__________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)試劑除了1 molL－1 KI溶液、0.1 molL－1 H2SO4溶液外，還需要的試劑是____________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________________________。 (4)上述實(shí)驗(yàn)操作中除了需要(3)的條件外，還必須控制不變的是________(填標(biāo)號)。 A．溫度 B．試劑的濃度 C．試劑的用量(體積) D．試劑添加的順序 (5)由上述實(shí)驗(yàn)記錄可得出的結(jié)論是________________________________________。 (6)若要進(jìn)行酸性對反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn)，你會(huì)采取的措施是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(3)為測定顯色時(shí)間，產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，還需要的試劑是淀粉溶液。(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)必須保證其他條件不變，只改變一個(gè)條件，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)論，還必須控制不變的是試劑的用量(體積)和試劑添加的順序。 答案：(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (2)探究溫度對反應(yīng)速率的影響 (3)淀粉溶液　無色溶液變藍(lán)色 (4)CD　(5)每升高10 ℃，反應(yīng)速率增大約2倍 (6)保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用不同濃度的硫酸溶液進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn) 13．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(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I(xiàn)2(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(dāng)溶液中的Na2S2O3耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色，為確保能觀察到藍(lán)色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(S2O)∶n(S2O)________。 (2)如果實(shí)驗(yàn)中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是________________________。 (3)為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如表所示： 實(shí)驗(yàn) 序號 試劑體積V/mL 顯色時(shí) 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(shí)間t1大約是________。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)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(yīng)S2O＋2I－===2SO＋I(xiàn)2(慢)，后發(fā)生反應(yīng)I2＋2S2O===2I－S4O(快)，當(dāng)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{(lán)色，根據(jù)方程式S2O＋2I－===2SO＋I(xiàn)2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(guān)系為1∶2，即反應(yīng)1 mol I2需2 mol S2O，恰好反應(yīng)時(shí)n(S2O)∶n(S2O)＝1∶2，為確保能觀察到藍(lán)色，碘需有剩余，則S2O應(yīng)少量，所以n(S2O)∶n(S2O)>1∶2。(2)如果實(shí)驗(yàn)中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是顯色時(shí)間太短，不易測量。(3)該實(shí)驗(yàn)是探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)①與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，顯然時(shí)間t1大約是72 s。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比關(guān)系，即：反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。 答案：(1)>0.5　(2)顯色時(shí)間太短，不易測量 (3)7.5　保證每次實(shí)驗(yàn)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(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比關(guān)系(或反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快) 14．H2S和SO2會(huì)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(shí)，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時(shí)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(yīng)溫度過高，反應(yīng)速率下降，其原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由硫桿菌存在時(shí)的反應(yīng)速率增大5105倍可知，硫桿菌為該反應(yīng)的催化劑，該反應(yīng)中硫桿菌改變了反應(yīng)路徑，降低了反應(yīng)的活化能。(2)由圖1 可知，溫度在30 ℃左右時(shí)，速率最快；由圖2可知，反應(yīng)混合液的pH＝2.0左右時(shí)，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(yīng)溫度過高，硫桿菌蛋白質(zhì)受熱變性(失去活性)，導(dǎo)致反應(yīng)速率下降。 答案：(1)降低反應(yīng)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)