浙江專用2018年高中化學(xué)專題4化學(xué)反應(yīng)條件的控制課題二催化劑對過氧化氫分解速率的影響同步課時限時訓(xùn)練蘇教版選修6 .doc

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課題二　催化劑對過氧化氫分解速率的影響 (時間：45分鐘) 1．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是(　　) A．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變 C．催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)速率 D．任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑 答案　B 2．能夠增加反應(yīng)物分子中活化分子百分?jǐn)?shù)的是(　　) A．升高溫度 B．減小壓強 C．增大壓強 D．增大濃度 解析　升高溫度可以增加單位體積內(nèi)的活化分子百分?jǐn)?shù)；增大壓強和增大濃度均不能增加活化分子百分?jǐn)?shù)。 答案　A 3．亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫下不見光時可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解時，剛加入硫酸，反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)釋放出大量ClO2，這是因為(　　) A．酸使亞氯酸的氧化性增強 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反應(yīng)生成物的濃度降低 解析　由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)加快，這說明分解生成的產(chǎn)物中的某種物質(zhì)起了催化劑的作用，故正確答案為C。 答案　C 4．某反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．催化劑改變了化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) C．催化劑不改變化學(xué)反應(yīng)過程 D．催化劑改變了化學(xué)反應(yīng)速率 解析　A項，反應(yīng)物總能量低于生成物總能量應(yīng)為吸熱反應(yīng)，催化劑降低反應(yīng)所需活化能，改變反應(yīng)過程，改變化學(xué)反應(yīng)速率，但熱效應(yīng)不變，所以D正確。 答案　D 5．使用催化劑能加快反應(yīng)速率的主要原因是(　　) A．活化分子能量明顯增加 B．降低活化分子的能量 C．增加活化分子百分?jǐn)?shù) D．增加反應(yīng)活化能 解析　使用催化劑，降低反應(yīng)活化能，使部分能量較低的分子轉(zhuǎn)化為活化分子，增加了單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)，使反應(yīng)速率加快。 答案　C 6．合成氨時采用500 ℃左右的溫度進(jìn)行，主要是因為在該溫度時(　　) A．合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率最大 B．N2的轉(zhuǎn)化率最高 C．催化劑的活性最大 D．NH3在平衡混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)最大 解析　當(dāng)壓強一定、溫度升高時，雖然能增大合成氨的反應(yīng)速率，但由于合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度會降低平衡混合物中NH3的含量。因此，從反應(yīng)的理想條件來看，氨的合成反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行有利，但是溫度過低，反應(yīng)速率很小，需要很長的時間才能達(dá)到平衡狀態(tài)，這在工業(yè)生產(chǎn)上是很不經(jīng)濟的。鐵觸媒在500 ℃左右時的活性最大，這是合成氨反應(yīng)一般選擇在500 ℃左右進(jìn)行的重要原因之一。 答案　C 7．已知：X(g)＋Y(g)3Z(g)，X與Y在有催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)建立的平衡如下列各圖實線所示，在無催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)建立的平衡如下列各圖虛線所示，則相應(yīng)的圖示正確的是(　　) 解析　催化劑可增大化學(xué)反應(yīng)速率，故A、C錯；催化劑不能改變化學(xué)平衡，故B對，D錯。 答案　B 8．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是(　　) 實驗 反應(yīng)溫 度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/molL－1 V/mL c/molL－1 V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 解析　結(jié)合選項知混合液的體積都為20 mL，但選項D中反應(yīng)溫度最高、反應(yīng)物Na2S2O3的濃度最大，其反應(yīng)速率最大，故最先看到渾濁(有硫單質(zhì)生成)。 答案　D 9．用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，實驗過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列分析正確的是(　　) A．OE段表示的平均反應(yīng)速率最快 B．EF段，用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4 molL－1min－1 C．OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7 D．F點收集到的CO2的量最多 解析　OE段、EF段、FG段中用CO2的物質(zhì)的量表示的平均反應(yīng)速率分別為0.01 molmin－1、0.02 molmin－1、0.005 molmin－1，反應(yīng)速率之比為2∶4∶1，所以EF段表示的平均反應(yīng)速率最快，該段用鹽酸表示的平均反應(yīng)速率為0.4 molL－1min－1，G點收集到的CO2的量最多。 答案　B 10．酶是蛋白質(zhì)，因而酶有蛋白質(zhì)的特性。酶又是生物制造出來的催化劑，能在許多有機反應(yīng)中發(fā)揮作用。下圖表示溫度T與反應(yīng)速率v的關(guān)系曲線中，有酶參加的是(　　) 解析　要從兩個方面把握酶的催化作用：一是在室溫下酶就能對某些有機反應(yīng)充分發(fā)揮催化作用；二是酶作為蛋白質(zhì)在稍高溫度下會發(fā)生變性而失去催化作用。D圖表示在適宜的溫度下反應(yīng)速率隨溫度升高而增大，溫度過高時反應(yīng)速率迅速減慢，符合酶的性質(zhì)。 答案　D 11．據(jù)新華網(wǎng)報道，加拿大卡爾加里大學(xué)的兩位研究者柯蒂斯和西蒙發(fā)明了一種新型“電催化劑”，能夠非常高效且廉價地將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。該新型“電催化劑”是一種多孔金屬氧化物固體，用于在電解器中催化水分解為氫氣與氧氣的一種特殊催化劑。下列說法中不正確的是(　　) A．使用電催化劑，加快了水的分解速率 B．金屬氧化物固體的量越多，水分解速率越快 C．反應(yīng)一段時間，過濾、洗滌、干燥后發(fā)現(xiàn)金屬氧化物固體的質(zhì)量沒有發(fā)生變化 D．金屬氧化物固體的多孔結(jié)構(gòu)利于提高催化劑的效率 解析　催化劑的用量對化學(xué)反應(yīng)速率有影響，在一定用量范圍內(nèi)，隨著用量增加，反應(yīng)時間縮短，反應(yīng)速率加快；但催化劑的用量增加到一定值后，反應(yīng)時間和反應(yīng)速率不再改變，故B項錯誤。 答案　B 12．由下列生產(chǎn)或?qū)嶒炇聦嵉贸龅南鄳?yīng)結(jié)論不正確的是(　　) 事實 結(jié)論 A 其他條件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應(yīng)，升高溶液的溫度，析出硫沉淀所需時間縮短 當(dāng)其他條件不變時，升高反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快 B 工業(yè)制硫酸中，在SO3的吸收階段，吸收塔里要裝填瓷環(huán) 增大氣液接觸面積，使SO3的吸收速率增大 C 在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)，把容積的體積縮小一半 正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢 D 向A、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液，B試管中產(chǎn)生氣泡快 當(dāng)其他條件不變時，催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率 解析　C項中壓縮容器體積，反應(yīng)物、生成物的濃度均增加，正、逆反應(yīng)速率均加快。 答案　C 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(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。 編號 反應(yīng)物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無 ② 10 mL 5% H2O2溶液 無 ③ 10 mL 5%H2O2溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液 ＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液 ＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是____________________________ _____________________________________________________________。 (2)常溫下5% H2O2溶液的pH約為6，H2O2的電離方程式為____________ ____________________________________________________________。 (3)實驗①和②的目的是___________________________________________ ______________________________________________________________。 實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實驗?zāi)康模銓υ瓕嶒灧桨傅母倪M(jìn)是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (4)實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖所示。 分析圖示能夠得出的實驗結(jié)論是_________________________________ ______________________________________________________________。 解析　加入催化劑可降低反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率增大；因過氧化氫顯示出弱酸性，因此為部分電離；實驗①和②過氧化氫的濃度不同，實驗?zāi)康氖翘骄繚舛葘Ψ磻?yīng)速率的影響，但可能因過氧化氫性質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)速率太慢，現(xiàn)象不明顯，可以給不同濃度的過氧化氫提供相同的溫度或催化劑，進(jìn)行探究濃度對反應(yīng)速率的影響。分析實驗③、④、⑤表中的反應(yīng)物和催化劑結(jié)合圖像知道，酸堿性環(huán)境影響反應(yīng)速率，對平衡移動沒有影響。 答案　(1)降低了反應(yīng)的活化能　(2)H2O2H＋＋HO (3)探究濃度對反應(yīng)速率的影響　向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中) (4)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率，但酸堿性環(huán)境對平衡移動無影響 14．臭氧是一種強氧化劑，常用于消毒、滅菌等。 (1)O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是________和________(填化學(xué)式)。 　 　 　 　 　 　 (2)O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如下表所示。已知：O3的起始濃度為0.021 6 molL－1。 pH t/min T/℃　　 3.0 4.0 6.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 ①pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的是________。 ②在30 ℃、pH＝4.0條件下，O3的分解速率為________ molL－1min－1。 ③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為________(填字母代號)。 A．40 ℃、pH＝3.0 B．10 ℃、pH＝4.0 C．30 ℃、pH＝7.0 解析　(1)臭氧是一種強氧化劑，能氧化I－生成單質(zhì)碘，化學(xué)方程式為O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2； (2)①pH增大，說明堿性增強，因此起催化劑作用的是OH－； ②由表中數(shù)據(jù)可知，在30 ℃、pH＝4.0條件下，O3的濃度減少一半所需的時間是108 min，所以其反應(yīng)速率是＝1.0010－4 molL－1min－1； ③由表中數(shù)據(jù)知溫度越高，pH越大，反應(yīng)速率越快，所以分解速率依次增大的順序為B、A、C。 答案　(1)O2　I2　(2)①OH－?、?.0010－4?、跙、A、C 15．利用催化劑可使NO和CO發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。已知增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面的表中。 實驗 編號 T(℃) NO初始濃度 (molL－1) CO初始濃度 (molL－1) 催化劑的比表 面積(m2g－1) Ⅰ 280 1.210－3 5.810－3 82 Ⅱ 1.210－3 124 Ⅲ 350 82 (1)請?zhí)钊碇械母骺崭瘢? (2)實驗Ⅰ中，NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時間(t)的變化如圖所示。 請在給出的坐標(biāo)圖中畫出實驗Ⅱ、Ⅲ中NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時間(t)變化的曲線，并標(biāo)明各曲線的實驗編號。 解析　(1)在其他量相同的情況下，才能判斷變量對反應(yīng)速率的影響，要驗證溫度對速率的影響，催化劑的比表面積、反應(yīng)物的初始濃度等要相同；同理，要驗證催化劑的比表面積對反應(yīng)速率的影響，溫度、反應(yīng)物的初始濃度要相同。(2)Ⅰ、Ⅱ的區(qū)別是催化劑的比表面積不同，因此Ⅱ的反應(yīng)速率較快，但催化劑不影響平衡的移動。Ⅰ、Ⅲ的區(qū)別是溫度變化，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時間縮短，NO轉(zhuǎn)化率降低，故最終Ⅲ中c(NO)較Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。 答案　(1) 實驗 編號 T(℃) NO初始濃度 (molL－1) CO初始濃度 (molL－1) 催化劑的比表 面積(m2g－1) Ⅰ Ⅱ 280 5.810－3 Ⅲ 1.210－3 5.810－3 (2)