新教材2023版高中化学课时作业13浓度温度催化剂对化学反应速率的影响鲁科版选择性必修1

课时作业13浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响[基础过关练]1．合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋216kJ·mol－1；②2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)ΔH＝－72kJ·mol－1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是()A.E1表示2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)的活化能B.E2表示CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)的活化能C.该图示为反应②的反应过程与能量变化示意图D.一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值2．设反应I2＋H2⇌2HI(ΔH＜0)的正、逆反应速率分别为v1和v2，则温度升高时，v1和v2的变化情况为()A.v1增大，v2减小 B．v1减小，v2增大C.v1和v2均增大 D．v1和v2均减小3．化学反应速率受很多因素影响。下列措施主要是从降低反应速率的角度考虑的是()A.将食物置于冰箱中冷藏保存B.将FeCl3加入H2O2溶液中制备O2C.将洗衣粉溶于温水后洗涤衣服D.将CaCO3固体研磨后再与稀盐酸反应4．下列对有关事实的解释不正确的是()编号事实解释①锌与稀硫酸反应，加入氯化钠固体，速率加快增大了氯离子浓度，反应速率加快②锌与稀硫酸反应，滴入较多硫酸铜溶液，生成氢气的速率减慢锌置换铜的反应干扰了锌置换氢的反应，致使生成氢气的速率变慢③5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快④面粉生产车间容易发生爆炸固体表面积增大，反应速率加快A.①④ B．②③C.①②③ D．①②④5．2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)ΔH＝－198kJ·mol－1，在V2O5存在时，该反应的机理为V2O5＋SO2→2VO2＋SO3(快)4VO2＋O2→2V2O5(慢)。下列说法正确的是()A.反应速率主要取决于V2O5的质量B.VO2是该反应的催化剂C.2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)的逆反应的活化能大于198kJ·mol－1D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率6．某学习小组利用过氧化氢的分解反应探究影响反应速率的外界因素。实验设计如下：实验编号H2O2温度/℃收集50mLO2所需时间/sⅠ5mL12%的H2O2溶液20t1Ⅱ5mL12%的H2O2溶液50t2Ⅲ5mL4%的H2O2溶液20t3Ⅳ5mL4%的H2O2溶液(少量MnO2粉末)20t4下列说法错误的是()A.设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究温度对反应速率的影响B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究浓度对反应速率的影响C.t4＜t3D.无法比较t1、t2、t3的大小7．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是()A.将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度的盐酸反应时，两者快慢相同B.盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快D.升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多8．对于反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)ΔH＜0，根据下图，下列说法错误的是()A.t2时使用了催化剂B.t3时采取减小反应体系压强的措施C.t5时采取升温的措施D.反应在t6时刻，SO3体积分数最大[能力提升练]9．在密闭容器中，一定条件下，进行反应：NO(g)＋CO(g)⇌eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.2kJ·mol－1，达到平衡后，为提高反应速率和NO的转化率，采取以下措施正确的是()A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时减小容器体积C.升高温度同时充入N2D.降低温度10．其他条件相同、在不同pH下，用浓度传感器测得反应2A＋B⇌3D中产物D的浓度随时间变化的关系如图所示。下列有关说法正确的是()A.pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变B.保持外界条件不变，调节溶液酸碱度，反应一段时间后，溶液pH越小，D的浓度越大C.为了实验取样，可采用调节pH的方法迅速停止反应D.减小压强，反应速率一定减小11．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、催化剂对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度(c)与时间(t)关系如图所示。下列说法不正确的是()实验编号温度(℃)pH①251②451③257④251A.实验①在0～15min内M的降解速率为1.33×10－5mol·L－1·min－1B.若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大C.若其他条件相同，实验①③证明pH越大，越不利于M的降解D.实验④说明M的浓度越小，降解的速率越大12．下列图示与对应的叙述相符的是()A.由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH＞0B.图乙表示反应NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡后，增大压强，反应速率和时间的关系，达到新平衡后，氨气浓度不变，压强也不变C.图丙向容器中充入1molN2、3molH2，充分反应后放出热量92.2kJD.图丁可表示在不同压强p1、p2(p1＞p2)下，反应CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH＜0达到平衡后，甲醇百分含量随温度变化的情况13．丁烯(C4H8)是制备线性低密度聚乙烯的原料之一，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备：C4H10(g)⇌C4H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋123kJ·mol－1。该过程中生成的副产物有C、C2H6、C2H4、C4H6等。进料比[eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)]和温度对丁烯产率的影响如图1、图2所示。已知原料气中氢气的作用是活化固体催化剂。下列分析正确的是()A.随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多，会影响丁烯的产率B.丁烷催化脱氢是吸热反应，丁烯的产率随温度升高而不断增大C.氢气的作用是活化固体催化剂，改变氢气的量不会影响丁烯的产率D.一定温度下，控制进料比[eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)]越小，越有利于提高丁烯的产率14．一定条件下，A(g)＋B(g)⇌C(g)ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断：(1)升高温度，达到新平衡的是________(填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同)，新平衡中C的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(2)增大容器体积减小压强，达到新平衡的是________，A的转化率________。(3)减少C的量，达到新平衡的是________。(4)增加A的量，达到新平衡的是________，此时B的转化率________，A的转化率________。(5)使用催化剂，达到新平衡的是________，C的质量分数________。15．工业上H2O2是一种重要的绿色氧化还原试剂，某小组对H2O2的催化分解实验进行探究。回答下列问题：在同浓度Fe3＋的催化下，探究外界条件对H2O2分解反应速率的影响。实验装置如图1所示。(1)H2O2溶液在Fe3＋催化下分解的反应历程如下：第一步反应历程为：2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2＋2H＋第二步反应历程为：_____________________________________________________。除了图中所示仪器之外，该实验还必需的仪器是________。(2)请完成下面表格中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的实验记录内容或数据：实验编号0.1mol·L－1Fe2(SO4)30.1mol·L－1H2O2溶液蒸馏水(mL)反应温度(℃)反应时间(s)Ⅰ2mL20mL020t1Ⅱ2mLV1mL2mL20t2ⅢV2mL20mL050t3V1＝________，V2＝________；根据所学的知识判断，当三个实验中均产生10mL气体时，所需反应时间最长的是________(填“t1”“t2”或“t3”)。课时作业13浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响1．解析：由题给热化学方程式可知反应①是吸热反应，反应②是放热反应，而图示所表示的反应是吸热反应，则图示为反应①的反应过程与能量变化示意图。E1表示CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)的正反应的活化能，E2表示CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)的逆反应的活化能，A、B、C项错误；加入催化剂，正、逆反应的活化能都降低．即E1、E2都降低，但不能改变E1与E2的差值，D项正确。答案：D2．解析：无论化学反应是放热反应还是吸热反应，只要升高温度，化学反应速率就一定增大，即v1和v2都增大，故选C。答案：C3．解析：A项，将食物置于冰箱中冷藏保存，降低温度，化学反应速率减小；B项，加入催化剂，可增大H2O2分解反应速率；C项，升高温度，化学反应速率加快；D项，将CaCO3固体研磨，固体表面积增大，反应速率增大；故选A。答案：A4．解析：①加入氯化钠固体，反应物浓度不变，反应速率不变，错误；②加入较多硫酸铜，锌与硫酸铜反应生成铜，不一定有氢气生成，错误；③二氧化锰为过氧化氢分解反应的催化剂，可降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，错误；增大固体表面积，反应速率增大，正确；故选C。答案：C5．解析：由反应机理可知，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但不主要取决于催化剂V2O5的质量，A、B项错误；ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝－198kJ·mol－1，所以2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)的逆反应的活化能大于198kJ·mol－1，C项正确；增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，D项错误。答案：C6．解析：实验Ⅰ、Ⅱ只有温度不同，所以实验目的是探究温度对反应速率的影响，故A正确；实验Ⅰ、Ⅲ只有浓度不同，所以实验目的是探究浓度对反应速率的影响，故B正确；实验Ⅲ、Ⅳ探究的是催化剂对反应速率的影响，实验Ⅳ使用了催化剂，化学反应速率较快，所以收集相同体积的氧气需要的时间较短，t4<t3，故C正确；实验Ⅰ、Ⅱ只有温度不同，实验Ⅱ的温度较高，化学反应速率较快，收集相同体积的氧气需要的时间较短，所以t1＞t2，实验Ⅰ、Ⅲ只有浓度不同，实验Ⅰ的浓度较大，化学反应速率较快，收集相同体积的氧气需要的时间较短，所以t3＞t1，故D错误。答案：D7．解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，所以与同浓度的盐酸反应快慢不同，故A不正确。答案：A8．解析：使用催化剂，正、逆反应速率都加快且相等，故A正确；若t3时减小反应体系压强，正、逆反应速率都减小，且平衡逆向移动，故B正确；若t5时升高温度，正、逆反应速率都加快，且平衡逆向移动，故C正确；t5时平衡逆向移动，达到平衡时SO3的体积分数减小，则反应在t6时刻，SO3体积分数不是最大，故D错误。答案：D9．解析：加催化剂同时升高温度，反应速率加快，升温平衡逆向移动，一氧化氮的转化率减小，A项错误；加催化剂同时减小容器体积，反应速率加快，增大压强平衡正向移动，一氧化氮的转化率增大，B项正确；升高温度，反应速率增大，充入氮气平衡逆向移动，一氧化氮的转化率减小，C项错误；降低温度，反应速率减小，平衡正向移动，NO的转化率提高，D项错误。答案：B10．解析：pH＝8.8时，升高温度，反应速率增大，A项错误；保持外界条件不变，反应一段时间后，溶液pH不同，D的浓度可能相同，B项错误；当pH＝8.8时，c(D)变化很小，反应速率很小，故可采用调节pH的方法迅速停止反应，C项正确；没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，D项错误。答案：C11．解析：由图可知0～15min内M的浓度变化量为(0.30－0.10)×10－3mol·L－1＝2.00×10－4mol·L－1，则v(M)＝eq\f(2.00×10－4mol·L－1,15min)≈1.33×10－5mol·L－1·min－1，A项正确；由图中曲线变化可看出实验②中M的降解速率大于实验①，由表中数据可知，其他条件相同，实验②的温度高于实验①，说明升高温度，M的降解速率增大，B项正确；由图中曲线变化可看出实验①中M的降解速率大于实验③，由表中数据可知，其他条件相同，实验③的pH大于实验①的pH，说明pH越大，越不利于M的降解，C项正确；根据图示可看出：M的起始浓度越小，降解速率越小，D项错误。答案：D12．解析：由图甲可知，温度升高，平衡逆向移动，所以该反应的ΔH＜0，A项错误；反应NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡后，增大压强的瞬间，逆反应速率突然增大，之后逆反应速率逐渐减小，达到新平衡后，氨气浓度不变，压强也不变，B项正确；向容器中充入1molN2、3molH2，由于该反应为可逆反应，所以充分反应后放出的热量小于92.2kJ，C项错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的百分含量减小，增大压强，平衡正向移动，甲醇的百分含量增大，所以p1＜p2，与题意不符，D项错误。答案：B13．解析：由题图2可知，随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多，会影响丁烯的产率，A项正确；由题图2可知，温度高于580℃时丁烯的产率逐渐降低，B项错误；改变氢气的量，平衡发生移动，影响丁烯的产率，C项错误；由题图1可知，一定温度下，控制eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)在1.5左右，丁