- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
将水煤气转化成合成气，然后合成各种油品和石化产品是化工的极为重要的领域。除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)+H2O(g)
①此反应的化学平衡常数表达式为 。
②下列能增大碳的转化率的措施是 。
(2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：CH4(g)+3/2O2(g)
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
已知根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”、“Y”或“Z”)，选择的理由是 。
正确答案
(1)①K=c(CO)c(H2)/c(H2O)
②B、C (2)Z 催化剂效率高且活性温度低
(1)C(s)＋H2O(g)
(2)催化剂对正逆反应速率的改变程度是相同的，Z对反应速率的影响最大，且反应需要的温度最低，有利于提高经济效益
（5分）用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气气体，请回答：
（1）实验过程如下图所示，分析判断________段化学反应速率最快，_______段收集的氢气最多。这段反应速率最快的原因是 。
（2）为了减缓上述反应的速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是（ ）
（3）除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率？（至少回答一种） 。
正确答案
EF，EF，因该反应是放热反应，这段反应温度高，速率快。AC，降低温度
反正为：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑
（1）由图示可知，在EF段的斜率最大，即单位时间内产生的气体最多，速率最快。速率由浓度及温度共同影响，本题中氢离子浓度应越来越小，但EF段速率最高的原因只能是反应放热，温度升高所致。
（2）A、C可减小氢离子的浓度，减缓了反应的速率
影响化学反应速率的因素很多。在下列事实中，影响反应速率的外界条件分别为：
（1）夏天的食品易霉变，冬天不易发生该现象 ;
（2）在5﹪的H2O2溶液中加入1滴～2滴1mol∕LFeCl3溶液，很快产生气体 ；
（3）工业上常将固体燃料粉碎，以提高燃烧效率 ；
（4）硫在氧气中比在空气中燃烧更快 ；
（5）工业合成氨通常要在高压下进行 。
正确答案
（每空2分）（1）温度 （2）催化剂 (3)反应物固体表面积 （4）浓度 （5）压强
试题分析：（1）夏天温度高，食物的腐烂速度加快。
（2）在双氧水的分解反应中氯化铁起到催化剂的作用。
（3）增大固体的接触面积可以加快反应速率。
（4）增大反应物的浓度可以加快反应速率。
（5）有气体参加的化学反应，增大压强可以加快反应速率。
点评：该题是高考中的常见题型，属于常识性知识的考查。试题贴近高考和生活，紧扣教材，注重答题的灵活性，有利于调动学生的学习兴趣，提高学生的应试能力。该题的关键是明确外界条件是如何影响反应速率的以及适用范围，然后结合题意灵活运用即可。
（8分）在锌与盐酸反应的实验中，某学生得到的结果如下表所示：
（1）t1= s。
（2）根据表中数据得出关于温度影响反应速率的结论是 。
（3）t1 t4（填“>”、“<”、“=”），原因是 。
（4）t2 t3（填“>”、“<”、“=”），原因是 。
正确答案
略
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）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________
（2）实验室中现有Na2SO4、CuCl2、MgSO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4
溶液起相似作用的是________；
（3）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)
（4）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时间。
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
正确答案
（1） 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 (2分)
（2） CuCl2、（1分）
（3）升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、或增加锌的比表面积等(2分)
（4）①30 10 17.5 （3分）
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H2SO4溶液的接触面积（2分）
试题分析：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，因此能起到相似作用的应该是含有铜离子的，所以为氯化铜。影响化学反应速率的因素有，温度，催化剂，浓度，压强，反应物的接触面积。AB应比较的是硫酸铜溶液对该反应的影响。因此硫酸的量应与A的相同，所以V1=30 据表格可知，CDEF应该是呈两倍的关系递增，所以V6="10" 。从图表可知饱和硫酸铜的体积与水的体积之和应为20毫升。所以V9应为20减去2.5等于17.5. ：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主要是由于当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积
(9分)在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片分别投入lOOmL、O.1mol／L的稀硫酸和0.2mol／L的稀盐酸中，仔细观察后发现，两者反应速率有明显差异，投入到稀硫酸中的锌表面产生的气泡没有投人到稀盐酸中的快。大家分析、讨论后认为产生这一现象的原因可能有两个：氯离子对反应起了正的催化作用，即氯离子加快了反应；
另一种可能是硫酸根离子对反应起了负催化作用，即硫酸根离子阻碍了反应的进行。持前一种观点的三位同学设计实验并根据实验现象认为均证实了自己的推论是正确的，他们的实验方案和实验现象分别是：
甲：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmL0.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钠固体，发现反应速率加快；
乙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投入lOOmLO.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化锌固体，发现反应速率加快；
丙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmLO.1moL/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钡固体，发现反应速率加快；
请你对三位同学的实验方案作出评价，他们能否得出“氯离子对反应起了正的催化作用”的结论，并简要说出弹由．
甲：________;____________________________________________________________
乙：________;____________________________________________________________
丙：________;____________________________________________________________
正确答案
（9分，结论1分，理由2分）
甲：不能，因为可能是钠离子起了正催化作用；
乙：能，因为反应中均有锌离子生成，因此可以排除锌离子干扰，反应速率加快只能是氯离子起了正催化作用；
丙：不能，因为适量钡离子沉淀了硫酸根，反应速率加快也可能是因为排除了硫酸根离子的阻碍作用。
①由于甲加入的是氯化钠，从而引入了钠离子，而钠离子也可能起了正催化作用，所以甲同学的结论是错误的。
②乙同学的结论是正确的，因为反应中均有锌离子生成，因此可以排除锌离子干扰，反应速率加快只能是氯离子起了正催化作用。
③在丙中由于生成硫酸钡沉淀，因此反应速率加快也可能是因为排除了硫酸根离子的阻碍作用而导致的。
（8分）用纯净的块状的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：
（1）实验过程如右图所示，分析判断：______段化学反应速率最快，_______段收集的二氧化碳气体最多。
(2)上述反应中,A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物消耗的质量随时间的变化曲线由实线表示，在相同的条件下，将B g （A>B）粉末状碳酸钙与足量的同浓度盐酸反应，反应物消耗的质量随时间的变化曲线由虚线表示。则最符合实际情况的图像是________
（3）为了减缓上述反应的速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是_________.
A.蒸馏水 B.氯化钠 C.硝酸钾溶液 D.浓盐酸 E.降温 F加入MnO2
正确答案
（1）EF；EF (2) C （3）ACE
反应速率越大，反映在图像上其斜率就越大，所以是EF段。根据纵坐标生物差值不难判断，也是EF段最多。反应物的接触面积越大，反应速率越快，即斜率越大。因为A大于B，所以后者收集的气体要少，即选项C正确。降低反应物的浓度可以减缓反应速率，硝酸钾溶液虽然不参与反应，但相当于增大溶液的体积，反应速率降低，同样降低温度，也会降低反应速率，所以正确的答案是ACE。
（3分）在一定温度下，A、B能在溶液中发生反应生成C和D：A+B=C+D
a将0.2 mol/L A溶液和0.2 mol/L B溶液各20ml混合
b将0.5 mol/L A溶液和0.5 mol/L B溶液各50ml混合
c将1mol/L A溶液和1mol/L B溶液各10ml混合同时倒入30ml蒸馏水
d将1 mol/L A溶液20ml和1.2 mol/L B溶液60ml混合
反应开始时，反应速率由大到小的顺序是_______________________
正确答案
d>b>c>a
考查浓度对反应速率的影响：浓度越大，反应速率越快，与溶液的体积无关
a、A、B的浓度均为0.1mol/L
b、A、B的浓度均为0.25mol/L
c、A、B的浓度均为0.20mol/L
d、A、B的浓度分别为0.25mol/L、0.9mol/L
故反应开始时，反应速率由大到小的顺序是d>b>c>a
某学生为了探究Zn与盐酸反应过程中的速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的Zn粉，用排水集气法收集反应放出的H2，实验记录如下（累计值）：
（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大 ，你认为原因是 。
（2）4～5 min时间段的反应速率最小，你认为原因是 。
（3）求2～3 min时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率（假设溶液体积保持不变）V（HCl）= 。
（4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入下列物质：
A．H2O B．NaCl溶液 C．Na2CO3溶液 D．Cu粉 E．CuSO4粉末
你认为可行的是（填编号） 。
正确答案
(1) 2~3，Zn与盐酸反应放热，温度越高，反应速率越大 （2）H+浓度变小。
（3）0.1mol·L-1·min-1。 （4）A、B
试题分析：（1）对于有气体产生的化学反应速率可以用相同的时间内产生氢气的多少或产生相同体积的氢气的时间的长短来表示。由时间与速率的关系表格可以看出在2~3min时反应速率最大。原因是在开始时尽管HCl的浓度大，但是反应的温度低，所以速率慢，由于Zn与盐酸反应放热，是反应溶液的温度升高，温度越高，反应速率越大。当反应进行一段时间后影响速率的主要因素是溶液的浓度，由于这时反应物的浓度逐渐变稀，所以速率又逐渐减小。（2）4～5 min时间段的反应速率最小，主要原因是这时影响化学反应速率的主要因素是HCl的浓度，这时HCl电离产生的H+浓度变小。（3）在2～3 min时间段内n(H2)="0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δc(HCl)=" ="0.005mol×2÷0.1L=0.1mol/(L·min)." （4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入下列物质：A．H2O对溶液起稀释作用，由于n(H+)不变，所以物质的量不变，但是由于浓度减小，所以速率减小。正确。B．NaCl溶液中的水对溶液起稀释作用，由于n(H+)不变，所以物质的量不变，但是由于浓度减小，所以速率减小。正确。C．Na2CO3溶液，会发生反应：Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑，消耗了HCl，所以速率减小，产生氢气的物质的量也减小。错误。D．Cu粉，Zn、Cu和HCl构成原电池，化学反应速率大大加快，错误。E．CuSO4粉末，首先发生反应：CuSO4+Zn="Cu+" ZnSO4，产生的Cu及未反应的Zn和HCl构成原电池，大大加快反应速率。错误。
（8分），为了研究MnO2与双氧水（H2O2）的反应速率，某学生加入少许的MnO2粉末于 50 mL密度为1.1g∙cm-3的双氧水溶液中，通过实验测定：在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。请依图回答下列问题：
（1）实验时放出气体的总体积为_________。
（2）放出一半气体所需要的时间为_________。
（3）ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为_________。
（4）在5min后，收集到的气体体积不再增加，原因是 _________。
正确答案
(1） 60ml ；（2） 1min ；（3） D>C>B>A ；（4）此时双氧水已经完全分解
（1）根据图像可知，当气体的体积达到60ml时，就不再发生变化，所以实验时放出气体的总体积是60ml。
（2）当反应中生成3ml气体时，所用的时间是1min。
（3）反应速率越大，反映在曲线上，斜率就越大，所以ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为D>C>B>A。
（4）5min后，收集到的气体体积不再增加，这说明反应物双氧水已经完全分解，不再产生氧气。
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