第2课时 影响化学反应速率的因素
题组一 影响化学反应速率的因素
1．(2022·湖北襄阳高二期中)下列说法正确的是( )
A．对于反应A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)，加入A，反应速率加快
B．2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率减慢
C．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压时充入He，不改变反应速率
D．100 mL 2 mol·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快
2．把下列4种X的溶液分别加入4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 mol·L－1 B．20 mL 2 mol·L－1
C．10 mL 4 mol·L－1 D．10 mL 2 mol·L－1
3．反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在一密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是( )
A．增大体积使压强减小
B．保持体积不变，充入N2使压强增大
C．保持体积不变，充入氦气使压强增大
D．保持压强不变，充入氦气
4．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。如图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
题组二 实验探究影响化学反应速率的因素
5．(2022·上海市进才中学高二检测)某实验小组利用0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液与0.2 mol·L－1H2SO4溶液反应研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如表：
实验编号 温度/℃ V(Na2S2O3)/mL V(H2SO4)/mL V(H2O)/mL 出现浑浊时间/s
① 20 5.0 10.0 0 t1
② 20 5.0 5.0 a t2
③ 50 5.0 10.0 0 t3
下列说法不正确的是( )
A．实验②中a＝5.0
B．t2>t1>t3
C．实验①、②、③均应先将溶液混合好后再置于不同温度的水浴中
D．实验探究了浓度和温度对化学反应速率的影响
6．(2022·福建德化第一中学高二检测)实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法不正确的是( )
实验编号 温度/℃ 酸性KMnO4溶液 乙醛(CH3CHO)溶液
① 25 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.01 mol·L－1
② a 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.02 mol·L－1
③ 50 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.01 mol·L－1
④ b c 2 mL 0.01 mol·L－1
A.a＝25
B．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C．实验中需记录溶液颜色变化所需时间
D．若b＝25，c＝4 mL 0.02 mol·L－1，则实验①④也可用于化学反应速率影响因素的探究
7．下列装置或操作能达到目的的是( )
A．装置①用于测定生成氢气的速率
B．装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C．装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
D．装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
题组三 化学反应速率影响因素的图像分析
8．用如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项能正确表示实验X及Y的结果的是( )
实验 所用盐酸
X 25 mL 0.2 mol·L－1
Y 50 mL 0.1 mol·L－1
9.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图所示。在下列因素中，影响反应速率的因素是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl－的浓度
A．①④ B．③④
C．①②③ D．②③
10．用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法错误的是( )
实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 1
A.实验②在前15 min内，M的降解速率最快
B．实验①②说明升高温度，M的降解速率增大
C．实验①③说明pH越高，越不利于M的降解
D．实验②④说明M的浓度越小，降解的速率越慢
11．对于溶液中的反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O，下列措施一定能使反应速率提高的是( )
A．加水
B．加入同浓度的FeSO4溶液
C．向溶液中滴加稀硫酸
D．加入少量的高锰酸钾固体
12．某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是：2IO＋5SO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号 0.01 mol·L－1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.01 mol·L－1 Na2SO3溶液的体积/mL 水的体积/mL 实验温度/℃ 出现蓝色的时间/s
① 5 5 V1 5 t1
② 5 5 40 25 t2
③ 5 V2 35 25 t3
下列判断不正确的是( )
A．最先出现蓝色的一组是实验③
B．实验①③中V1＝40，V2＝10
C．探究温度对化学反应速率的影响应该选择实验①②
D．出现蓝色的时间：t3>t2>t1
13．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题：
(1)该反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)该实验的目的是________________________________________________________。
(3)实验试剂除了1 mol·L－1 KI溶液、0.1 mol·L－1 H2SO4溶液外，还需要的试剂是___________，实验现象为____________________。
(4)实验操作中除了需要上述条件外，还必须控制______(填字母)不变。
A．温度 B．试剂的用量(体积) C．试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，你会采取的措施是______________
_______________________________________________________________________________。
14．甲、乙两个实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4酸化)：
甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验，实验装置如图。其中A、B的成分见下表：
序号 A B
① 2 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
② 2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
③ 2 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液和少量MnSO4
(1)该反应的离子方程式为__________________________________________________。
实验结束后读数前需要移动量气管，使两个量气管的液面相平。
乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验：
实验编号 1 2 3 4
水/mL 10 5 0 x
0.5 mol·L－1 H2C2O4溶液/mL 5 10 10 5
0.2 mol·L－1 KMnO4溶液/mL 5 5 10 10
时间/s 40 20 10 —
(2)x＝________，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是______________
_______________________________________________________________________________。
(3)2号实验中，用H2C2O4表示的反应速率为____(反应后溶液的总体积变化忽略不计)。
(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高，再次进行3号实验，测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如下表：
时间/s 0 5 10 15 20 25 30
温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27
①结合实验目的与表中数据，你得出的结论是_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是________的影响。若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是_________(填字母)。
a．硫酸钾 b．水
c．二氧化锰 d．硫酸锰
15．(2022·北京市顺义区第一中学高二检测)某小组研究了铜片与5.6 mol·L－1 HNO3反应的速率，实现现象记录如下表。
实验 时间段 现象
0～15 min 铜片表面出现极少气泡
15～25 min 铜片表面产生较多气泡，溶液呈很浅的蓝色
25～30 min 铜片表面均匀冒出大量气泡
30～50 min 铜片表面产生较少气泡，溶液蓝色明显变深，液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素，小组进行如下实验。
实验Ⅰ：监测上述反应过程中溶液温度变化，得曲线如图。
实验Ⅱ：②～④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积5.6 mol·L－1 HNO3。结果显示：Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显，NO2能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ：在试管中加入铜片和5.6 mol·L－1 HNO3，当产生气泡较快时，取少量反应液于试管中，检验后发现其中含有NO。
(1)根据表格中的现象，描述该反应的速率随时间的变化情况：_________________________。
(2)实验 Ⅰ 的结论：温度升高________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验 Ⅱ 的目的是____________________________________________________________。
(4)小组同学查阅资料后推测：该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验 Ⅱ、Ⅲ，在下图方框内填入相应的微粒符号①________，②________，以补全催化机理。
第2课时 影响化学反应速率的因素
1．D 2.A
3．B [A项，增大体积引起各物质的浓度减小，反应速率减小；B项，体积不变，充入N2，N2的浓度增大，反应速率增大；C项，体积不变，充入氦气，各物质的浓度并没有改变，反应速率不变；D项，保持压强不变，充入氦气，体积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小。]
4．A [由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。]
5．C
6．D [①与②相比，CH3CHO的浓度不同，则温度应相同；①与③相比，两种反应物的浓度相同，则温度不同；①与④相比，其他条件相同，KMnO4的浓度应不同。由分析知，①与②相比，CH3CHO的浓度不同，温度应相同，则a＝25，A正确；实验①③两种反应物的浓度都相同，则探究的是温度对化学反应速率的影响，B正确；外界条件已经确定，比较反应速率的快慢，应通过时间来判断，所以实验中需记录溶液颜色变化所需时间，C正确；若b＝25，c＝4 mL 0.02 mol·L－1，则实验①④的温度相同、CH3CHO的体积和浓度相同，KMnO4的浓度不同，但KMnO4过量，溶液颜色不发生明显变化，所以不能用于化学反应速率影响因素的探究，D不正确。]
7．C
8．A [由镁和盐酸反应的化学方程式知，两组实验中镁均过量，n(H＋)相等，故二者产生氢气的体积相等，排除选项C和D；根据其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越大可知，实验X产生氢气的速率大，体现在图像上即实验X对应的曲线的斜率比实验Y的大，结合以上两点可知，选项A符合题意。]
9．C [Mg＋2H＋===H2↑＋Mg2＋，实质是镁与H＋间的反应，与Cl－无关，在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。]
10．D 11.D 12.D
13．(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O
(2)探究温度对化学反应速率的影响
(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝
(4)BC
(5)温度每升高10 ℃，反应速率约增大2倍
(6)保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验
解析 (1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒，可得该反应的离子方程式为4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(2)表中数据只有温度和显色时间，故该实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响。(3)为测定显色时间，有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变为蓝色。(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。(5)分析实验数据，温度每升高10 ℃，显色时间缩短到原来的一半，故可得出的结论是温度每升高10 ℃，反应速率约增大2倍。(6)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，需保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。
14．(1)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O (2)5 KMnO4溶液过量 (3)0.006 25 mol·L－1·s－1
(4)①温度不是反应速率突然加快的原因 ②催化剂 d
15．(1)反应速率先变快后变慢 (2)不是
(3)检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率 (4)NO2 NO
解析 (1)根据表格中的气泡多少的现象，可知该反应的速率随时间的变化情况：反应速率先变快后变慢。(2)反应30 min时，反应速率已经较快了，再升高温度，反应速率增大有限，则温度升高不是反应速率加快的主要原因。(3)NO2能明显加快该反应的速率，Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显，具有对比性，则实验Ⅱ的目的是检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率。(4)由实验Ⅱ、Ⅲ，硝酸得到电子生成二氧化氮，Cu与二氧化氮反应生成铜离子和NO，则图中①为NO2，②为NO。
