2015-2016学年高二人教版化学选修4练习册2.2.2温度和催化剂对反

第2课时 温度和催化剂对反应速率的影响

知识点一 温度对化学反应速率的影响

1．四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L1 Na2S2O3溶液，分别在不同温度下加入0.1 mol·L

－

－1

硫酸和一定量水，最先出现浑浊的是( ) A．20 ℃，10 mL硫酸

B．20 ℃，5 mL硫酸和5 mL水 C．30 ℃，10 mL硫酸 D．30 ℃，5 mL硫酸和5 mL水

2．其他条件不变时只改变下列条件，一定能使反应速率加快的是( )

①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2

A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③

3．同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的组合是( ) ①锌粒 ②锌片 ③锌粉 ④5%的盐酸 ⑤10%的盐酸

⑥15%的盐酸 ⑦加热 ⑧用冷水冷却 ⑨不断振荡 ⑩迅速混合后静置 A．②⑥⑦⑩ B．①④⑧⑩ C．③⑤⑦⑨ D．③⑥⑦⑨

知识点二 催化剂对化学反应速率的影响 4．下列说法中有明显错误的是( )

A．对有气体参加的化学反应，增大压强体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大

B．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 C．活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞

D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大大增加，从而成千上万倍地增大化学反应的速率

5．如图L2-2-3是198 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是( )

图L2-2-3

A．该反应的热化学方程式为N2＋3H2 B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变 D．升高温度，反应速率加快

6．将影响下列化学反应的因素(填字母)填在横线上。

(1)点燃镁条时，H2和Cl2的混合气体发生爆炸___________________________________。 (2)黄铁矿燃烧时粉碎成矿粒________。

(3)H2O2溶液中加入MnO2很快产生气体____________________________________。 (4)相同条件下，锌粒、镁条与盐酸反应产生气体快慢不同________。 (5)夏天的食物比冬天更易霉变________。

A．催化剂 B．反应物本身的性质 C．温度 D．固体表面积 E．光照 知识点三 化学反应速率图像的分析

7．对于反应A(g)＋B(g)===C(g)，用图像分别表示其他条件不变时，某一反应物浓度、反应持续的时间、反应温度跟反应速率v之间的关系，其中有明显错误的是( )

2NH3 ΔH＝－92 kJ·mol1

－

A B C D

图L2-2-4

8．恒温恒容时，NO2和N2O4之间发生反应N2O4(g)

2NO2(g)，如图L2-2-5所示。

图L2-2-5

(1)曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间变化的曲线。 (2)若升高温度，则v(正)________，v(逆)________。(填“加快”或“减慢”)

9．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( )

图L2-2-6

组别 1 2 3 4 A.4－3－2－1 C．3－4－2－1

c(HCl)(mol·L1) －温度(℃) 25 30 50 30 状态 块状 块状 粉末状 粉末状 2.0 2.5 2.5 2.5 B．1－2－3－4 D．1－2－4－3

10．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是( )

甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应

乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲

11．把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图L2-2-7所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是( )

图L2-2-7

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

12．20 ℃时，将0.10 mol/L Na2S2O3溶液10 mL和0.10 mol/L H2SO4溶液10 mL混合，2 min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10 ℃，化学反应速率增大到原来的2倍，那么50 ℃时，同样的反应要明显地出现浑浊，所需的时间是( ) A．40 s B．15 s C．48 s D．20 s

13．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放出气体的体积。下列选项中正确表示实验X及Y的结果的是( )

实验 X Y 所用的酸 25 mL 0.2 mol/L 50 mL 0.1 mol/L －

图L2-2-8

A B

C D

图L2-2-9

14．将在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L

－1

硫酸的烧杯中，该铝片与硫

酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图L2-2-10所示的曲线表示，试回答下列问题。

图L2-2-10

(1)曲线O→a段不产生氢气的主要原因是______________________________。 有关的化学方程式为：______________________。

(2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的主要原因是____________________。 (3)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是____________________。 (4)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是________________。

15．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

(1)上述实验中发生反应的化学方程式有______________________________________ ________________________________________________________________________； (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是__________________________ ________________________________________________________________________； (3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________________；

(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有____________(答两种)； (5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。

实验 A 混合溶液 4 mol·L1H2SO4/mL －B V1 0.5 V8 C V2 2.5 V9 D V3 5 V10 E V4 V6 10 F V5 20 0 30 0 V7 饱和CuSO4溶液/mL H2O/mL ①请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝______，V9＝________。

②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因________________。

16．O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L1。

－

pHt/minT/℃ 20 30 50 3.0 301 158 31 4.0 231 108 26 5.0 169 48 15 6.0 58 15 7 (1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (2)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________ mol·L1·min1。

－

－

(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。

a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0

第2课时 温度和催化剂对反应速率的影响

1．C [解析] 溶液混合后总体积相同，从温度角度分析，C、D中温度高，速率快；从浓度角度分析，A、C中浓度大，反应速率快。综合两个角度，反应速率最快的是C。 2．C [解析] ①增加反应物的物质的量，浓度不一定增加，对于固体或纯液体，增加反应物的物质的量，浓度不变，反应速率不变。②升高温度，反应速率一定加快。③对于有气体参加的反应，缩小反应容器的体积，压强增大，反应速率加快。④加入生成物，反应速率不一定改变。⑤不是任何反应的催化剂都是MnO2，故加入MnO2反应速率不一定加快。故选C。

3．D [解析] 对于锌的选择，表面积越大反应越快；对于盐酸的选择，浓度越大反应越快；另外升高温度也可以加快反应速率，不断地振荡也可以增加反应物之间的接触面积，从而使反应速率增大。

4．C [解析] 对有气体参加的化学反应，增大压强反应速率增大的原因是体系体积减小，单位体积内活化分子数增加，A项正确；升温可使分子获得能量，导致活化分子的百分数增大，因而反应速率增大，B项正确；活化分子之间发生反应的碰撞是有效碰撞，C项错误；加入适宜的催化剂可降低反应所需活化能，导致活化分子的百分数增大，因而反应速率增大，D项正确。

5．D [解析] A项应标明物质的聚集状态，故错误；加入催化剂，降低活化能，但不改变反应热，故B项、C项错；D项正确。 6．(1)E (2)D (3)A (4)B (5)C

7．C [解析] 反应物浓度为0时，反应速率也为0，当浓度增大时，化学反应速率增加，A、B均正确。反应刚开始，反应速率不可能为0，随着时间延长，反应速率不会一直增大，所以C错。温度为0时，反应速率并不为0，升高温度，反应速率增大，D正确。 8．(1)Y (2)加快 加快

[解析] (1)由图可见，反应至t1时刻X的变化量为0.3 mol，Y的变化量为0.6 mol，根据反应方程式N2O4(g)

2NO2(g)和X、Y的变化量之比1∶2判断，Y表示NO2。(2)升高温度，

正、逆反应速率均加快。

9．C [解析] 由图知，反应速率a>b>c>d；由外界条件对反应速率的影响知，温度高、浓度大、固体表面积大，反应速率就快。则3组温度最高且固体表面积大，3组最快，2组与4组的温度相同，但4组固体表面积大，反应速率4组大于2组，1组温度最低，反应速率

最快慢。

10．C [解析] 比较同一化学反应在不同条件下的反应速率大小时，影响程度大小的一般规律为：催化剂＞温度＞浓度，温度相同时，反应物浓度越大，反应速率越大。

11．C [解析] 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。

12．B [解析] 设原来的反应速率为v，温度从20 ℃升高到50 ℃，共升高了3个10 ℃，所以50 ℃时的反应速率为23v。因为反应速率越大，反应出现浑浊的时间越短。所以50 ℃v

时，此反应出现浑浊所需时间为2 min×＝0.25 min＝15 s。

8v

13．A [解析] 由镁和盐酸反应的化学方程式可知，两者反应时镁均过量，因此两者产生等量的氢气，排除了选项C和D。根据浓度越大，化学反应速率越快的事实可知实验X产生氢气的速率快，体现在图象上即曲线的斜率大，结合以上两点可知选项A符合题意。 14．(1)铝片表面有Al2O3，硫酸首先与表面的Al2O3反应 Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)开始温度较低，只有部分硫酸与铝片作用

(3)反应放出的热量使溶液的温度升高，从而加快反应速率 (4)随着反应的进行，硫酸的浓度下降

15．(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率

(3)Ag2SO4 (4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种即可) (5)①30 10 17.5 ②当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积

[解析] (1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu－Zn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中

相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。

16．(1)OH (2)1.00×104 (3)b、a、c

－

－

[解析] (1)分析表中的数据知，pH增大，O3的分解速率加快，则对O3分解起催化作用的是1－

×0.021 6 mol·L12－－－－

OH。(2)查表计算v(O3)＝＝1.00×104 mol·L1·min1。(3)分析表中

108 min数据知，a项中反应时间31＜ta＜158，同理tb＞231，tc<15，故可判断O3的分解速率的大小顺序是b＜a＜c。

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