影响化学反应速率的因素 活化能(精准练习)2021-2022学年高二化学同步学习高效学与练(解析版)

第二章 化学反应速率与化学平衡

第一节 化学反应速率

第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能

1．（2021·广东东莞市·高二期末）下列措施，能加快化学反应速率的是 A．向炉膛鼓风

B．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸 C．用冰箱保存食物

D．果蔬气调贮藏(通常增加贮藏环境中CO2浓度，降低O2浓度) 【答案】A 【详解】

A．向炉膛鼓风，可以增加反应过程中氧气的浓度，反应速率加快，A项选； B．铁遇浓硫酸钝化，改用浓硫酸，不能加快制取氢气的化学反应速率，B项不选； C．冰箱中温度较低，食物放在冰箱中，可减慢食物的速率，C项不选； D．果蔬气调贮藏是减小反应物氧气的浓度，反应速率降低，D项不选； 答案选A。

2．（2021·安庆市第十中学高二月考）下列说法正确的是 A．一定条件下，增大反应物的量会加快化学反应速率 B．增大压强，一定会加快化学反应速率

C．催化剂参与了化学反应降低了活化能，从而加快化学反应速率 D．活化分子间的碰撞叫做有效碰撞 【答案】C 【详解】

A．一定条件下，增大反应物的浓度会加快化学反应速率，若加入固体物质，反应物浓度不变，反应速率不变，故A错误；

B．对于没有气体参与的反应，增大压强，化学反应速率不变，故B错误； C．催化剂参与了化学反应降低了活化能，从而加快化学反应速率，故C正确；

D．能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞，活化分子只有在碰撞方向正确时的碰撞才是有效碰撞，故D错误； 选C。

3．（2021·广西玉林市·高二月考）下列有关化学反应速率的说法中，正确的是 A．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢 B．用铁片和稀硫酸反应制取H2时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率

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C．二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢 D．100mL2mol·L-1的盐酸与锌反应时，加入适量的NaCl溶液，生成H2的速率不变 【答案】A 【详解】

A．减小压强，单位体积活化分子数减小，反应速率减小，故A正确； B．浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化，阻止反应的进行，故B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，故C错误；

D．加入适量的氯化钠溶液，溶液体积增大，反应物浓度减小，则反应速率减小，故D错误。 答案选A。

4．（2021·广东揭阳市·高二期末）实验室用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的．．是

A．对该反应体系适当加热 C．滴加少量CuSO4溶液 【答案】B 【详解】

A．对该反应体系适当加热，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，A不符合题意； B．把稀硫酸改为98%浓硫酸，H+浓度减小，而且浓硫酸具有强氧化性，会将Fe表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止Fe进一步发生反应，即发生钝化，因此不能加快反应速率，B符合题意；

C．滴加少量CuSO4溶液时，Fe与CuSO4发生置换反应产生Cu，Fe、Cu及硫酸构成原电池，使反应速率大大加快，C不符合题意；

D．把铁片研磨成铁粉时，固体与酸反应的接触面积增大，反应速率大大加快，D不符合题意； 故合理选项是B。

5．（2021·江苏徐州市·高二期末）硫酸是重要的化工原料，工业上由硫或硫铁矿通过反应可得SO2，SO2催化氧化生成SO3，再用浓硫酸吸收SO3得发烟硫酸(H2SO4SO3)，发烟硫酸与水反应可得硫酸。“热化学硫碘循环分解水”是一种利用硫酸、碘等来获取氢能源方法。下列关于反应：2SO2(g)O2(g)B．把稀硫酸改为98%浓硫酸 D．把铁片研磨成铁粉

2SO3(g)

ΔH196.6kJmol1的说法正确的是

A．使用催化剂能够降低反应的活化能

B．2molSO2和1molO2充分反应，转移电子数目约为46.021023 C．SO2的生成速率和SO3的分解速率相等，则说明反应达到化学平衡状态 D．2molSO2(g)和1molO2(g)的键能总和比2molSO3(g)的键能总和大 【答案】A 【详解】

A．使用催化剂可以通过改变反应途径降低反应活化能，描述正确，符合题意；

B．该反应是可逆反应，故反应物无法100%转化为生成物，所以电子转移量计算错误，不符题意；

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C．两个速率均代表逆向反应速率，同一方向速率无法判定化学反应是否达到平衡状态，描述错误，不符题意； D．反应物键能总和越大，断键需吸收的热量就越多，生成物键能总和越小，成键放出的热量就越少，总反应效果就是吸热反应，与题目条件矛盾，不符题意； 综上，本题选A。

6．（2021·浙江丽水市·高二期中）如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图，下列说法正确的是

A．Cl·可由Cl2在高温条件下生成，是CH4与Cl2反应的催化剂 B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快 C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小 D．第一步反应的速率大于第二步反应 【答案】C 【分析】

CH4与Cl2生成CH3Cl的反应方程式为：CH4+Cl2CH3Cl+HCl。 【详解】

A．Cl·由Cl2在光照条件下生成，是CH4与Cl2反应的“中间体”，而不是反应的催化剂，选项A错误； B．Ea1、Ea2分别为第一步反应、第二步反应所需活化能，升高温度，反应所需活化能不变，即Ea1、Ea2不变，但活化分子的百分数增多，反应速率加快，选项B错误；

C．Cl2是该反应的反应物，增大反应物的浓度，反应速率增大，而反应的△H和反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，即增大氯气的浓度不影响△H的大小，选项C正确；

D．第一步反应所需活化能Ea1大于第二步反应所需活化能Ea2，第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应，故第二步反应速率更大，选项D错误。 答案选C。

7．（2021·浙江嘉兴市·高二期末）研究反应2X(g)光照Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实

L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·的是 ．．．

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A．比较实验①④不能得出：升高温度，化学反应速率加快 B．比较实验①②得出：増大反应物浓度，化学反应速率加快 C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在0~10 min之向，实验②的平均速率v(Y)=0.01mol/(L·min) 【答案】A 【详解】

A．实验①、④相比，④的反应物的浓度低，但温度高，建立平衡需要的时间短，反应速率更快，说明升高温度，化学反应速率加快，A错误；

B．从图象可以看出，实验①②的温度相同，实验①的X的物质的量浓度大，反应速率明显快，所以增大反应物浓度，化学反应速率加快，B正确；

C．实验②③中X的起始物质的量浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验③反应速率较快，达到平衡状态所需的时间短，说明实验③使用了催化剂，C正确；

1.00molL1-0.80molL1D．从图象可以直接求得0∼10min内实验②的平均速率v(X)== 0.02mol/(L·min)，根据

10minmin)，D正确； 化学方程式的计量数关系可知v(Y)=0.01 mol/(L·综上所述答案为A。

8．（2021·浙江温州市·高二期末）某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是

A．两步反应均为吸热反应 B．三种化合物中C最稳定 C．第二步反应决定了总反应的速率

D．升高温度，活化能E1、E2均减小，反应速率加快 【答案】B 【详解】

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A．由图可知A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误； B．物质的总能量越低，越稳定，由图可知C的能量最低，则C最稳定，故B正确；

C．多步反应的总反应速率是由最慢的一步反应决定的，E1>E2，可知第一步比第二步反应慢，则第一步反应决定了该反应的总反应速率，故C错误；

D．升高温度，不能改变反应的活化能，但升高温度能增加体系活化分子的百分含量，使反应速率加快，故D错误； 本题答案B。

9．（2021·长治市潞州区第二中学校（长治市潞州区第二职业中学校）高二期末）“人工固氮”对农业生产至关重要。在常温、常压和光照条件下，N2在某种催化剂表面与水反应的热化学方程式为2N2(g) + 6H2O(l) = 4NH3(g) + 3O2(g) ∆H，反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．该反应的焓变∆H<0

B．升高温度，活化分子数目增多 C．反应Ⅰ的活化能大，活化分子数目多 D．反应Ⅱ的转化率比反应Ⅰ的转化率高 【答案】B 【详解】

A．反应物的总能量比生成物的总能量低，为吸热反应，∆H>0，A错误；

B．温度升高，更多的基态分子吸收能量成为活化分子，则活化分子数目增多，B正确； C．反应II的活化能比I的小，则II为加入催化剂，活化分子数目多，C错误；

D．反应II加入催化剂，只改变反应过程，不改变起始终态，则反应I和反应II的转化率相等，D错误； 故选：B。

10．（2021·四川南充市·高二期末）实验室利用下列实验方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法错误的是 实验编号 温度℃ ① ② ③

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酸性KMnO4溶液 4mL 0.01mol/L 4mL 0.01mol/L 4mL 0.01mol/L H2C2O4溶液 25 25 50 2mL0.1mol/L 2mL0.2mol/L 2mL0.1mol/L A．实验中要记录溶液褐色所需要的时间

B．对比实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响 C．对比实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响 D．起始时向①中加入MnSO4固体，不影响其反应速率 【答案】D 【详解】

A．探究影响化学反应速率的因素需要记录溶液褪色所需时间，故A正确； B．实验①②只有浓度不同，探究的是浓度对化学反应速率的影响，故B正确； C．实验①③只有温度不同，探究的是温度对化学反应速率的影响，故C正确；

D．起始向①中加入MnSO4固体，引入离子Mn2+，Mn2+催化该氧化还原反应，影响其反应速率，故D错误； 故答案为D。

11．（2021·湖南长沙市·高二期末）研究表明以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中可实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量关系如图所示(*表示具有活性的分子)。下列说法正确的是

A．两种电解质溶液环境下N22NH3的焓变不相同 B．在Na2SO4溶液中MoS2对N2的活化效果好 C．N2的氢化是NN键断裂与NH键形成的过程

D．在Na2SO4溶液环境中决定合成氨反应速率的步骤为N2H2N2H3 【答案】C 【详解】

A．由图中信息可知反应的焓变与反应途径无关，A项错误；

B．由图中信息可知，在Li2SO4溶液中MoS2对N2的活化效果好，B项错误；

C．由图中信息可知N2的氢化不仅有NN键断裂，同时有NH键形成的过程，C项正确；

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D．由图中信息可知在Na2SO4溶液环境中N2gN2H相对能量高最大，所以这一过程吸收能量最多，其反应速率是最慢的，决定合成氨反应的速率，D项错误； 故选C。

12．（2021·青海海东市·平安一中高二月考）在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)=2HI(g)

(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率_________。 (2)升高温度，反应速率________。 (3)扩大容器体积，反应速率______。

(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率________。 (5)保持容器体积不变，向其中充入1 mol N2，反应速率________。 (6)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2，反应速率________。 【答案】增大 增大 减小 不变 不变 减小 【详解】

(1)在容器容积不变时，充入1 mol H2即c(H2)增大，反应物浓度增大，化学反应速率增大； (2)升高温度，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，反应速率增大； (3)扩大容器体积，相当于减小各成分浓度，反应速率减小，

(4)保持容器内气体压强不变，保持充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，压强未变，体积增大，浓度也不变，则速率不变；

(5)保持容器容积不变，充入1mol N2，N2不参与反应，参与反应的各成分浓度未变，则反应速率不变； (6)保持容器压强不变，充入N2，体积增大，各成分浓度减小，则反应速率减小。

13．（2020·山西高二学业考试）某研究性学习小组为了探究温度对H2O2分解速率的影响，设计了如图所示的实验装置反应温度通过调节水浴温度来控制(导管体积忽略不计)。

请回答下列问题： (1)仪器A的名称是___。

(2)实验开始时，需要先向A中滴加1-2滴FeCl3溶液，FeCl3溶液的作用是__。 (3)实验开始后装置A中发生反应的化学方程式为___。 (4)该实验中判断不同温度下H2O2分解速率快慢的依据是___。

(5)相同条件下进行该实验，反应速率总是随着时间的推移而逐渐减慢。速率减慢的原因是__。 【答案】锥形瓶 作催化剂(或加快H2O2分解速率) 2H2O2

FeCl32H2O+O2↑ 单位时间内生成气体的体

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积(或A中产生气泡的速率) H2O2浓度逐渐减小，分解速率逐渐减慢 【详解】

(1)根据图示，仪器A的名称是锥形瓶；

(2)FeCl3能加快过氧化氢的分解速率，实验开始时，需要先向A中滴加1-2滴FeCl3溶液，FeCl3溶液的作用是作催化剂；

(3)实验开始后装置A中过氧化氢分解为水和氧气，发生反应的化学方程式为2H2O2

FeCl32H2O+O2↑；

(4)分解速率越快，产生气泡的速率越快，该实验中判断不同温度下H2O2分解速率快慢的依据是A中产生气泡的速率；

(5)H2O2的浓度越小反应速率越慢，随着时间的推移H2O2浓度逐渐减小，分解速率逐渐减慢。

14．（2021·四川广安市·高二期末）某温度下，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：

(1)该反应的化学方程式可表示为_______。

(2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是_______。 (3)下列可判断反应已达到该状态的是_______(填字母，下同) A.X、Y、Z的反应速率相等 B.X、Y的反应速率比为2：3 C.混合气体的密度不变

D.生成1molZ的同时生成2molX

(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______ A.其他条件不变，及时分离出产物 B.适当降低温度

C.其他条件不变，增大X的浓度 【答案】2X【分析】

由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，作为Y、Z为生成物，当反应到达tmin时，Δn(X)=0.8mol，Δn(Y)=1.2mol，Δn(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，所以反应的化学方程式为：2X

3Y+Z。

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3Y+Z 0.08mol/（L•min） D C

【详解】

(1)结合以上分析可知，反应的化学方程式为：2X(2)反应起始至tmin(设t=5)，X的平均反应速率是

3Y+Z；

0.8mol=0.08mol/（L•min）；

2L5min(3)A．由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误； B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2：3，故B错误； C．由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；

D．生成1molZ的同时生成2molX，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确； 故答案为D；

(4)A.其他条件不变，及时分离出产物，生成物浓度减小，反应速率减小，A不符合； B.适当降低温度反应速率减小，B不符合；

C.其他条件不变，增大X的浓度，即增大反应物浓度，反应速率增大，C符合； 答案选C。

15．（2020·四川省蒲江县蒲江中学高二月考）用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离

+2+子方程式为：2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定。单位时间内生成CO2的速

率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如图1所示(KMnO4溶液已酸化)：

图1 实验序号 ① ② A溶液 20mL 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 20mL 0.2mol•L-1H2C2O4溶液 B溶液 30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液 30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液 (1)该实验探究的是_______因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是①_______②(填“>”、“<”或“=”)。

-1(2)若实验①在2min末收集了4.48mL CO2(标准状况下)，则在2min末，c(MnO4)=_______mol•L(假设混合溶液

体积为50mL)

(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定_______来比较化学反应速率。 (4)小组同学发现反应速率总是如图2，其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2+是反应的催化剂、②_______。

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图2

【答案】浓度 < 0.0592 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间 该反应放热使反应温度升高 【分析】

根据表中的数据，其他因素均相同，就只有H2C2O4的浓度不同，可判定；根据CO2的量，先求出反应的n(MnO4)的物质的量，再求出反应后的浓度；根据t1~t2段反应速率加快除了催化剂，还有可能是升温，据此解答。 【详解】

(1)对比①②实验可探究草酸的浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大，化学反应速率大，所得CO2的体积大，①<②；答案为：浓度；<；

+2+(2)根据2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O，生成CO2的物质的量为：n(CO2)=

4.4810L=0.0002mol，设2min末，反应消耗的n(MnO4)为xmol，由2mol22.4L/molxmol32MnO410CO2，10mol0.0002molx=0.00004mol，则剩余的MnO30×10-3L-0.00004mol=0.00296mol，则剩余的4的物质的量n(MnO4)=0.1mol/L×

MnO4的浓度为c(MnO4)=

0.00296mol=0.0592mol/L；答案为0.0592mol/L；

0.05L(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；答案为KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间；

(4)研究发现反应速率总是如图二所示发生变化，则t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2+是反应的催化剂，②该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率；答案为该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率。

16．（2021·云南省大姚县第一中学高二月考）为分别验证温度、浓度、催化剂颗粒大小对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下4组实验。 实验序号 1 2 3 温度 25℃ 25℃ 25℃ H2O2溶液初始浓度 4% 12% 4% MnO2颗粒大小 无MnO2 1g细颗粒MnO2 1g细颗粒MnO2

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4 25℃ 4% 1g粗颗粒MnO2 (1)上表中，反应速率最快的是_______； (2)实验3、4预期可得出的结论是_______； (3)设计实验2、3的目的是_______；

(4)设计一个实验证明在其它条件相同时，改变温度对过氧化氢分解速率的影响(写出操作步骤)_______。 【答案】2 催化剂颗粒越小，化学反应速率越快 探究浓度对化学反应速率的影响 取相同浓度的过氧化氢溶液，控制催化剂相同，分别在不同温度下加热，观察产生气体的快慢 【详解】

(1)温度都相同，实验2的浓度最大，催化剂为细颗粒，反应速率最快；

(2)实验3、4中其它条件相同，只有催化剂颗粒大小不同，探究催化剂颗粒大小对化学反应速率的影响，催化剂颗粒越小，化学反应速率越快；

(3)实验2、3中其它条件相同，只有过氧化氢的浓度不同，探究浓度对化学反应速率的影响；

(4)探究温度对反应速率的影响，应取相同浓度的过氧化氢溶液，控制催化剂相同，分别在不同温度下加热，观察产生气体的快慢。 【点睛】

影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些，然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。

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