第一節化學反應速率課時2影響化學反應速率的因素活化能【基礎鞏固】1.下列說法中正確的是()A.活化分子具有的能量是活化能B.活化分子的總數越多,反應速率越大C.某一反應的活化分子的百分數是個定值D.單位時間內有效碰撞次數越多,反應速率越大解析:活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差叫做活化能,A項錯誤;單位體積內活化分子總數越多,有效碰撞次數越多,反應速率越大,B項錯誤,D項正確;只有在一定條件下,活化分子在反應物中所占的百分數才是定值,C項錯誤。答案:D2.把下列4種X的溶液分別加入4個盛有10mL2mol/L鹽酸的燒杯中,并加水稀釋到50mL,此時X與鹽酸緩慢地進行反應,其中反應速率最大的是()A.20mL3mol/L B.20mL2mol/LC.10mL4mol/L D.10mL2mol/L解析:本題中反應速率的大小是由混合后反應物濃度的大小決定的,由于最后溶液體積相同,所以混合前X的物質的量越大,混合后其濃度越大,反應速率越大。答案:A3.同質量的鋅與鹽酸反應,欲使反應速率增大,選用的反應條件正確的是()①鋅粒②鋅片③鋅粉④5%的鹽酸⑤10%的鹽酸⑥15%的鹽酸⑦加熱⑧用冷水冷卻⑨不斷振蕩⑩迅速混合后靜置A.②⑥⑦⑩ B.①④⑧⑩C.③⑤⑦⑨ D.③⑥⑦⑨解析:對于鋅的選擇,表面積越大,反應越快;對于鹽酸的選擇,濃度越大,反應越快;升高溫度,可以增大反應速率;不斷振蕩可以增大反應物之間的接觸面積,從而可以加快反應。答案:D4.下列說法中正確的是()A.升高溫度能使化學反應速率增大,主要原因是增加了反應物分子中活化分子的百分數B.有氣體參加的化學反應,若增大壓強(即縮小反應容器的容積),可增加活化分子的百分數,從而使反應速率增大C.增大反應物濃度,可增大單位體積內活化分子的百分數,從而使有效碰撞次數增加D.催化劑不影響反應的活化能,但能增大單位體積內活化分子百分數,從而增大反應速率解析:升高溫度,單位體積內分子總數不變,活化分子數增加,活化分子百分數增加,有效碰撞次數增加,反應速率增大,A項正確;增大壓強,單位體積內活化分子數增加,但單位體積內活化分子百分數不變,B項錯誤;增大反應物濃度,單位體積內活化分子數增加,但單位體積內活化分子百分數不變,C項錯誤;催化劑可降低反應的活化能,使單位體積內活化分子百分數增加,D項錯誤。答案:A5.下列說法中錯誤的是()①當碰撞的分子具有足夠的能量和合適的取向時,才能發生化學反應②發生有效碰撞的分子一定是活化分子③活化分子間的碰撞一定是有效碰撞④活化分子間每次碰撞都發生化學反應⑤能發生有效碰撞的分子必須具有相當高的能量A.①④ B.③④C.④⑤ D.②⑤解析:活化分子間的碰撞有合適的取向時,才能發生有效碰撞,③錯;活化分子間只有發生有效碰撞時,才能發生化學反應,④錯。答案:B6.金屬Zn與酸反應產生H2的反應速率最大的是()選項溫度/℃金屬酸A25Zn粒0.1mol/L鹽酸B50Zn粉0.1mol/L硫酸C50Zn粒0.1mol/L鹽酸D25Zn粉0.1mol/L硫酸解析:Zn與酸反應的實質是Zn+2H+Zn2++H2↑。B項、C項的溫度比A項、D項的溫度高,反應速率大,B項比C項中的c(H+)大,且B項中固體為鋅粉,表面積大,反應速率大,故選B項。答案:B7.(2022·江蘇宿遷高一期中)為探究H2O2分解反應快慢的影響因素,設計如下實驗:編號溫度H2O2濃度H催化劑①205%5無②2010%5無③305%5無④305%5MnO2下列說法錯誤的是()A.對比實驗①和②,可探究濃度對化學反應快慢的影響B.對比實驗①和③,可探究溫度對化學反應快慢的影響C.對比實驗②和③,可探究溫度和濃度對化學反應快慢的影響D.對比實驗③和④,可探究催化劑對化學反應快慢的影響解析:實驗①和②,H2O2濃度不同,其他條件相同,故可探究濃度對化學反應快慢的影響,A項正確;實驗①和③,只有溫度不同,其他條件相同,故可探究溫度對化學反應快慢的影響,B項正確;實驗②和③,溫度和濃度都不同,無法判斷到底是什么因素影響的反應速率,C項錯誤;實驗③和④,其中實驗③沒有催化劑,實驗④有催化劑,故可探究催化劑對化學反應快慢的影響,D項正確。答案:C8.在一個容積可變的密閉容器中發生反應:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),請回答下列問題。(1)增加Fe的量,反應速率(填“增大”“不變”或“減小”,下同)。

(2)將容器容積縮小一半,反應速率。

(3)保持容器容積不變,充入N2使體系壓強增大,反應速率。

(4)保持壓強不變,充入N2使容器容積增大,反應速率。

解析:(1)Fe為固體,因此增加Fe的量,反應速率不變。(2)將容器容積縮小一半,體系中各氣態物質的濃度均增大,反應速率增大。(3)保持容器容積不變,充入N2使體系壓強增大,體系中其他各氣態物質的濃度不變,反應速率不變。(4)保持壓強不變,充入N2使容器容積增大,體系中其他各氣態物質的濃度均減小,反應速率減小。答案:(1)不變(2)增大(3)不變(4)減小【拓展提高】9.(2022·廣東卷)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ對反應X2Y的影響,各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖,則()A.無催化劑時,反應不能進行B.與催化劑Ⅰ相比,Ⅱ使反應活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時,0~2min內,v(X)=1.0mol/(L·min)解析:A項,催化劑只是改變反應速率,由圖可知,在無催化劑條件下,反應也能進行,故錯誤;B項,反應曲線越陡,活化能越低,反應速率越大,故與催化劑Ⅰ相比,催化劑Ⅱ使反應活化能更高,故錯誤;C項,2min時,X轉化的濃度為2.0mol/L,X與Y的化學計量數之比為1∶2,則Y增加的量為4.0mol/L,對應的曲線為催化劑Ⅰ,故錯誤;D項,由C項分析可知,0~2min內,v(X)=ΔcΔt答案:D10.以反應5H2C2O4+2MnO4-+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O為例探究“外界條件對化學反應速率的影響”。實驗時,分別量取H2C2O4溶液與酸性KMnO4編號H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液溫度濃度體積濃度體積①0.102.00.0104.025②0.202.00.0104.025③0.202.00.0104.050下列說法中錯誤的是()A.實驗①、②、③所加的H2C2O4溶液均過量B.若實驗①測得酸性KMnO4溶液的褪色時間為40s,則這段時間內平均反應速率v(KMnO4)=2.5×10-4mol/(L·s)C.實驗①和②是探究濃度對化學反應速率的影響,實驗②和③是探究溫度對化學反應速率的影響D.實驗①和②起初反應均很慢,過了一會兒速率突然增大,可能是生成的Mn2+對反應起催化作用解析:根據離子方程式可得5H2C2O4~2MnO4-,由實驗數據可知,在這三個實驗中,所加H2C2Ov(KMnO4)=0.010mol/L×4×10-3L6×1答案:B11.為探究Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應的催化效果,甲、乙兩組同學分別設計了如圖甲、圖乙所示的實驗。下列敘述中不正確的是()甲乙A.圖甲實驗可通過觀察產生氣泡的快慢來比較反應速率的大小B.若圖甲所示的實驗中反應速率為①>②,則一定說明Fe3+比Cu2+對H2O2分解反應的催化效果好C.用圖乙裝置比較反應速率,可測定在相同狀況下反應產生的氣體體積及反應時間D.為檢查圖乙裝置的氣密性,可關閉A處分液漏斗活塞,將注射器活塞拉出一定距離,一段時間后松開,觀察注射器活塞是否復原解析:若比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,應選用Fe2(SO4)3(aq)和CuSO4(aq)或FeCl3(aq)和CuCl2(aq)。如果選用FeCl3(aq)和CuSO4(aq),雖然加入FeCl3(aq)的反應速率大,但兩溶液的陰離子不同,不能得出B項結論。答案:B12.把在空氣中久置的5.0g鋁片投入盛有500mL0.5mol/LH2SO4溶液的燒杯中,該鋁片與H2SO4反應產生氫氣的速率與反應時間的關系可用如圖所示的曲線來表示,請回答下列問題。(1)曲線O→a段,不產生氫氣的原因是

。

有關反應的化學方程式為

。

(2)曲線a→b段,產生氫氣的速率增大的主要原因是

。

(3)曲線上b點之后產生氫氣的速率逐漸減小的主要原因是

。

解析:(1)在空氣中久置的鋁片表面有氧化鋁薄膜,因此,H2SO4先與氧化鋁反應,不產生氫氣。(2)a→b段,雖然H2SO4溶液的濃度減小,但該反應是放熱反應,體系溫度升高,溫度起主導作用,故化學反應速率增大。(3)曲線上b點之后,H2SO4溶液的濃度減小成為影響化學反應速率的主要因素,因此化學反應速率逐漸減小。答案:(1)久置的鋁片表面有氧化鋁薄膜,H2SO4先與Al2O3反應Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O(2)該反應是放熱反應,體系溫度升高,化學反應速率增大(3)隨著反應的進行,H2SO4溶液的濃度減小,化學反應速率逐漸減小【挑戰創新】13.某實驗小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液的酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。編號反應物催化劑①10mL2%H2O2溶液無②10mL5%H2O2溶液無③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol/LFeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL0.1mol/LFeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol/LFeCl3溶液(1)催化劑能增大化學反應速率的原因是

。

(2)實驗①和②的目的是

。

實驗時由于沒有觀察到明顯現象而無法得出結論。資料顯示,通常條件下H2O2穩定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是

。

(3)實驗③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖所示:分析圖示能夠得出的實驗結論是

。

解析:(1)加入催化劑可降低反應的活化能,反應速率增大;(2)實驗①和②中過