2022-2023學年人教版必修第二冊 6.2.1　化學反應的速率 作業(yè)

PAGE13-化學反應的速率（20分鐘·30分）一、選擇題（本題包括8小題，每小題3分，共24分）1．鎂是生產鋁合金必需的添加材料。鎂合金被公認為“21世紀綠色環(huán)保新型材料”，可廣泛運用于航空航天、汽車等多個領域。下列說法正確的是（）A．鎂與鹽酸反應的速率一定比鋁快B．比較Mg和Al與鹽酸的反應速率時，必須在相同的條件下進行C．鎂與鹽酸的反應，可以用單位時間內鎂的物質的量的變化表示鎂的反應速率D．只有在溶液中的反應才能計算化學反應速率【解析】選B。Mg、Al與鹽酸的反應速率不僅與Mg、Al活潑性有關，還與鹽酸濃度、反應溫度、金屬的表面積等因素有關，故Mg與鹽酸反應速率不一定比鋁快，A錯誤；由A分析可知，若想比較Mg、Al與鹽酸的反應速率需控制變量，即在相同條件下進行，B正確；由于Mg為純固體，其濃度視為常數，故不能用Mg表示Mg與鹽酸的化學反應速率，通常不用物質的量變化表示反應速率，C錯誤；化學反應速率一般用單位時間內反應物或生成物的濃度變化量表示，可以用溶液中的溶質濃度變化或者氣體物質的濃度變化表示反應速率，D錯誤?！狙a償訓練】（2022·寧波高一檢測）對于反應CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判斷正確的是（）A．用HCl和CaCl2表示的化學反應速率數值不同，但所表示的意義相同B．不能用CaCO3的濃度的變化來表示化學反應速率，但可以用H2O來表示C．用H2O和CO2表示的化學反應速率相同D.可用CaCl2濃度的減少來表示其化學反應速率【解析】選A。CaCO3是固體，H2O為純液體，不能用它們表示化學反應速率；CaCl2是生成物，其濃度在反應過程中會增大。在同一反應中，選用不同的物質表示化學反應速率的數值可能不同，也可能相同，但意義相同，故正確答案為A項。2．1935年，中國化學家侯德榜建廠生產出優(yōu)質硝酸。已知：4NH3＋5O2=4NO＋6H2O為生產硝酸的關鍵環(huán)節(jié)。若反應速率分別用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，則下列關系正確的是（）A．v（O2）＝eq\f(6,5)v（H2O）B．v（NH3）＝eq\f(5,4)v（O2）C．v（O2）＝eq\f(5,4)v（NO）D．v（NH3）＝eq\f(3,2)v（H2O）【解析】選C。eq\f(v（O2）,v（H2O）)＝eq\f(5,6)，得到v（O2）＝eq\f(5,6)v（H2O），故A錯誤；eq\f(v（NH3）,v（O2）)＝eq\f(4,5)，得到v（NH3）＝eq\f(4,5)v（O2），故B錯誤；eq\f(v（O2）,v（NO）)＝eq\f(5,4)，得到v（O2）＝eq\f(5,4)v（NO），故C正確；eq\f(v（NH3）,v（H2O）)＝eq\f(2,3)，得到v（NH3）＝eq\f(2,3)v（H2O），故D錯誤?！狙a償訓練】在密閉容器中進行反應，A與B反應生成C，用A、B、C表示的化學反應速率分別為v1、v2、v3（單位：mol·L－1·s－1），且v1、v2、v3之間有如下關系：3v1＝v2，2v1＝v3，2v2＝3v3，則此反應表示為（）A．A＋B=CB．2A＋2B=3CC．3A＋B=2CD．A＋3B=2C【解析】選D。根據物質的化學反應速率之比等于相應化學計量數之比，可知選D。3．（2022·包頭高一檢測）一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應：2HI（g）H2（g）＋I2（g）。若c（HI）由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1時，需要20s，那么c（HI）由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1時，所需反應的時間為（）A．等于5s B．等于10sC．大于10s D．小于10s【解析】選C。c（HI）由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1時，需要20s，則該時間段的平均速率為eq\f(0.1mol·L－1－0.08mol·L－1,20s)＝eq\f(0.02mol·L－1,20s)＝0.001mol·L－1·s－1，如果c（HI）由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1時平均反應速率仍為0.001mol·L－1·s－1，則所需時間為10s，但實際上濃度變小，反應速率變慢，所以所需時間要大于10s，故C正確。4．（2021·山東合格考）某密閉容器中發(fā)生反應：CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g），不改變其他條件，下列措施不能提高反應速率的是（）A．升高溫度B．減小容器體積C．保持容積不變，通入HeD．選用合適的催化劑【解析】選C。其他條件相同時，溫度越高反應速率越快；其他條件相同時，減小容器體積，壓強增大，氣體濃度增大，反應速率增大；容積不變，充入的稀有氣體或其他不參加反應的氣體雖改變了容器的壓強，但沒有改變反應物的濃度，故不改變反應速率；選用合適的催化劑可以提高反應速率。5．為了說明影響化學反應快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了如下A～D四個實驗，你認為結論不正確的是（）A．相同溫度下，將大小、形狀相同的鎂條和鐵條與相同濃度的稀鹽酸反應時，兩者速率一樣大B．在相同條件下，等質量的大理石塊和大理石粉與相同的鹽酸反應，大理石粉反應快C．將濃硝酸分別放在冷暗處和強光照射下，會發(fā)現光照可以加快濃硝酸的分解D．兩支試管中分別加入相同質量的氯酸鉀，其中一支試管中再加入少量二氧化錳，同時加熱，產生氧氣的快慢不同【解析】選A。影響化學反應速率的因素很多，外界條件除濃度、壓強、溫度、催化劑等主要因素外，還有光照、固體顆粒大小、超聲波等。鎂和鐵由于活潑性不同，決定了鎂和鹽酸反應比鐵和鹽酸反應要快，反應物的性質是影響反應速率大小的決定因素，A項錯誤；等質量的固體，表面積越大，速率越大，B項正確；光照可以加快反應速率，C項正確；催化劑可以加快反應速率，D項正確。6．在反應2A＋B=3C＋4D中（各物質均為氣體），表示該反應速率最快的是（）A．v（A）＝0.5mol·L－1·s－1B．v（B）＝0.3mol·L－1·s－1C．v（C）＝0.8mol·L－1·s－1D．v（D）＝30mol·L－1·min－1【解析】選B。單位換算一致后，將各反應速率換算為同一物質進行比較，假如都換算為A物質的速率，則A項為v（A）＝0.5mol·L－1·s－1；B項為v（A）＝2v（B）＝0.6mol·L－1·s－1；C項為v（A）＝eq\f(2,3)v（C）≈0.53mol·L－1·s－1；D項為v（A）＝eq\f(1,2)v（D）＝eq\f(1,2)×eq\f(30,60)mol·L－1·s－1＝0.25mol·L－1·s－1，故選B?！狙a償訓練】反應：3A（g）＋B（g）=2C（g）＋2D（g），在不同條件下，用不同物質表示其反應速率，分別為①v（A）＝0.6mol·L－1·min－1②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1③v（C）＝0.015mol·L－1·min－1④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1則此反應在不同條件下進行最快的是（）A．③B．①C．②D．④【解析】選C?；瘜W反應速率與化學計量數的比值越大，反應速率越快，則①eq\f(1,3)v（A）＝eq\f(1,3)×0.6mol·L－1·min－1＝0.2mol·L－1·min－1，②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1，③eq\f(1,2)v（C）＝eq\f(1,2)×0.015mol·L－1·min－1＝0.0075mol·L－1·min－1，④eq\f(1,2)v（D）＝eq\f(1,2)×0.45mol·L－1·min－1＝0.225mol·L－1·min－1，由上述數據可知，反應速率最快的為②。7．實驗室中利用鋅粒和稀硫酸反應制備氫氣，下列措施不能增大氫氣生成速率的是（）A．升高溫度B．用鋅粉代替鋅粒C．用鎂條代替鋅粒D．用98%的濃硫酸代替稀硫酸【解析】選D。升高溫度后體系中微粒運動速度加快，化學反應速率加快，故A不符合題意；用鋅粉代替鋅?？稍龃蠓磻锝佑|面積，化學反應速率加快，故B不符合題意；鎂單質的金屬活潑性強于鋅單質，金屬單質活潑性越強，與H＋反應速率越快，因此用鎂條代替鋅粒能夠加快化學反應速率，故C不符合題意；98%的濃硫酸與鋅單質反應生成SO2氣體，不會生成H2，故D符合題意。8．（2022·濟南高一檢測）對水樣中影響M分解速率的因素進行研究。在相同溫度下，M的物質的量濃度c（M）隨時間（t）的變化如圖所示。下列說法不正確的是（）A．水樣pH越大，M的分解速率越慢B．水樣中添加Cu2＋，不能加快M的分解速率C．由①③得，M的濃度越大，分解速率越快D．0～20min內，②中M的分解速率為0.015mol·L－1·min－1【解析】選B。曲線斜率越大，反應速率越快。pH：①＞②、溶液初始濃度相同，斜率：①＜②，說明水樣pH越大，反應速率越慢，A正確；初始濃度都為0.20mol·L－1、pH＝4時，③中不加Cu2＋，④中加入Cu2＋，斜率：③＜④，反應速率：③＜④，所以水樣中添加Cu2＋，能加快M的分解速率，B錯誤；①③pH相同，初始濃度：①＞③，斜率：①＞③，速率：①＞③，說明反應物濃度越大，M的分解速率越快，C正確；0～20min內，②中M的平均分解速率＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(（0.40－0.10）mol·L－1,20min)＝0.015mol·L－1·min－1，D正確。二、非選擇題（本題包括1小題，共6分）9．化學興趣小組為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，他們在100mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水集氣法收集反應放出的氫氣（標準狀況），實驗記錄如下（累計值）：時間/min12345氫氣體積/mL50120232290310（1）在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min時間段中，反應速率最大的時間段是，原因為__________________________；反應速率最小的時間段是，原因為_____________________。（2）在2～3min內，用鹽酸的濃度變化表示的反應速率為。（3）為了減緩反應速率但不減少產生氫氣的量，在鹽酸中分別加入等體積的下列溶液，其中可行的是。A．蒸餾水 B．Na2SO4溶液C．NaNO3溶液 D．Na2CO3溶液【解析】（1）5段時間內收集的氫氣體積分別是50mL、70mL、112mL、58mL、20mL，所以根據在相同時間內收集到的氫氣體積可知，2～3min內產生的氫氣最多，所以反應速率最快，這是由于該反應是放熱反應，此時溫度較高，反應速率快；4～5min內產生的氫氣最少，因此反應速率最慢，這是由于此時溶液中H＋濃度小，因而反應速率慢；（2）此階段產生氫氣的物質的量為eq\f(（232－120）×10－3L,22.4L·mol－1)＝0.005mol，消耗鹽酸的物質的量為2×0.005mol＝0.01mol，v（HCl）＝eq\f(0.01mol,100×10－3L×1min)＝0.1mol·L－1·min－1；（3）加入蒸餾水，稀釋溶液，降低濃度，化學反應速率減緩，溶液中H＋總物質的量不變，氫氣總量不變，故A符合題意；加入Na2SO4溶液，相當于加水稀釋，故B符合題意；加入NaNO3后，硝酸根在酸性環(huán)境下會氧化Zn生成氮氧化物，同時消耗氫離子，產生氫氣的量會減小，故C不符合題意；鹽酸和碳酸鈉反應，消耗鹽酸，影響氫氣的產量，故D不符合題意。答案：（1）2～3min該反應是放熱反應，2～3min時溶液溫度較高，反應速率最快4～5min此時反應物的濃度較小，反應速率最慢（2）0.1mol·L－1·min－1（3）AB（15分鐘·20分）一、選擇題（本題包括5小題，每小題3分，共15分）10．（2021·浙江1月學考）取50mL過氧化氫水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2=2H2O＋O2↑。在一定溫度下，測得O2的放出量，轉換成H2O2濃度（c）如下表：t/min020406080c/（mol·L－1）0.80a0.200.100.050下列說法不正確的是（）A．反應20min時，測得O2體積為224mL（標準狀況），則a＝0.40B．40～60min，消耗H2O2的平均速率為0.0050mol·L－1·min－1C.第30min時的瞬時速率小于第70min時的瞬時速率D.過氧化氫酶對H2O2分解也有催化作用【解析】選C。標準狀況下224mL氧氣的物質的量為0.01mol，根據方程式可知生成0.01mol氧氣消耗0.02molH2O2，Δc（H2O2）＝eq\f(0.02mol,0.05L)＝0.40mol·L－1，所以a＝0.80－0.40＝0.40，故A正確；40～60min內Δc（H2O2）＝0.20mol·L－1－0.10mol·L－1＝0.10mol·L－1，消耗H2O2的平均速率為eq\f(0.10mol·L－1,20min)＝0.0050mol·L－1·min－1，故B正確；隨著反應的進行H2O2的濃度越來越小，濃度越小反應速率越慢，所以第30min時的瞬時速率大于第70min時的瞬時速率，故C錯誤；過氧化氫酶的作用就是催化過氧化氫分解生成氧氣和水，故D正確。11.為了研究碳酸鈣與鹽酸反應的反應速率，某同學通過實驗測定碳酸鈣固體與足量稀鹽酸反應生成CO2的體積隨時間的變化情況，繪制出如圖所示的曲線甲。下列有關說法不正確的是（）A.在O～t1s、t1～t2s、t2～t3s中，t1～t2s生成的CO2氣體最多B．因反應放熱，導致O～t1s內的反應速率逐漸增大C．若用單位時間內CO2的體積變化來表示該反應的反應速率，則t2～t3s內的反應速率為eq\f(V3－V2,t3－t2)mL·s－1D．將碳酸鈣固體研成粉末，則曲線甲將變成曲線乙【解析】選D。A.由題圖可知，t1～t2s生成的CO2氣體最多，故A正確；O～t1s，隨著反應的進行，反應物的濃度是減小的，反應速率增大說明該反應一定放熱，溫度升高，反應速率加快，故B正確；由題圖知：若用單位時間內CO2的體積變化來表示該反應的反應速率，則t2～t3s內的反應速率為eq\f(V3－V2,t3－t2)mL·s－1，故C正確；將碳酸鈣固體研成粉末，反應物的接觸面積增大，反應速率加快，而曲線乙表示生成CO2的速率比曲線甲慢，故D錯誤。12．向四個體積相同的密閉容器（甲、乙、丙、丁）中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應時，按反應速率由大到小排列順序正確的是（）甲：在500℃時，10molSO2和5molO2反應乙：在500℃時，用V2O5作催化劑，10molSO2和5molO2反應丙：在450℃時，8molSO2和5molO2反應丁：在500℃時，8molSO2和5molO2反應A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲【解析】選C。甲與乙相比，氧氣、SO2濃度相等，乙中使用催化劑，其他條件相同，使用催化劑，加快反應速率，所以反應速率：乙>甲；甲與丁相比，甲中SO2的物質的量比丁中大，即SO2的濃度比丁中大，其他條件相同，濃度越大，反應速率越快，所以反應速率：甲>??；丙與丁相比，其他條件相同，丁中溫度高，溫度越高，反應速率越快，所以反應速率：丁>丙；所以反應速率由大到小的順序為乙、甲、丁、丙，C項正確。13．A與B在容積為1L的密閉容器中發(fā)生反應：aA（s）＋bB（g）=cC（g）＋dD（g），t1、t2時刻分別測得部分數據如表：n（B）/moln（C）/moln（D）/mol反應時間/min0.120.060.10t10.060.120.20t2下列說法正確的是（）A．0～t1內，平均反應速率v（B）＝eq\f(0.4,t1)mol·L－1·min－1B．若起始時n（D）＝0，則t2時v（D）＝eq\f(0.20,t2)mol·L－1·min－1C．升高溫度，v（B）、v（C）、v（D）均增大D．b∶d＝6∶1【解析】選C。不能確定起始時B的物質的量，因此0～t1時間段內，不能確定B的變化量，則不能計算其反應速率，A項錯誤；反應速率是平均反應速率，而不是瞬時反應速率，B項錯誤；t1～t2時間段內，B和D的物質的量的變化量分別是0.06mol、0.1mol，所以b∶d＝3∶5，D項錯誤。14．為比較Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解反應的催化效果，甲、乙兩位同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。下列敘述不正確的是（）A．圖甲所示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．相同環(huán)境下若圖甲所示實驗中反應速率為①>②，則一定能說明Fe3＋比Cu2＋對H2O2分解催化效果好C．用圖乙所示裝置測定反應速率，可測定反應產生的氣體體積及反應時間D．為檢查圖乙所示裝置的氣密性，可關閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，觀察活塞是否回到原位【解析】選B。反應速率可以通過觀察產生氣泡的快慢來判斷，故A正確；圖甲所示實驗中沒有控制變量，沒有設計實驗驗證Cl－和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))對反應速率的影響，故該實驗不能確定Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果，故B錯誤；反應速率可以用單位時間內產生氣體的體積表示，故C正確；關閉A處活塞，將注射器活塞拉出一定距離，若氣密性不好，空氣就能夠進入容器內，活塞不能回到原位，故D正確?！狙a償訓練】某課外實驗小組利用壓強傳感器、數據采集器和計算機等數字化實驗設備，探究鎂與不同濃度鹽酸的反應速率，兩組實驗所用藥品如下：序號鎂條的質量/g鹽酸物質的量濃度/mol·L－1體積/mL10.011.0220.010.52實驗結果如圖所示，下列敘述不正確的是（）A．該探究實驗采用了控制變量法B．曲線斜率可表征反應速率C．理論上若時間足夠長，最終反應生成的氣體的量應該相同D．曲線b表示1.0mol·L－1鹽酸與鎂的反應【解析】選D。根據表格數據，只有酸濃度不同，其余條件相同，采用的是控制變量法，A正確；生成的氣體越多，壓強越大，因此曲線斜率越大，表示反應速率越快，可以用曲線斜率表征反應速率，B正確；鎂的質量為0.01g，物質的量為eq\f(0.01g,24g·mol－1)＝eq\f(1,2400)mol，實驗2中鹽酸中含有HCl的物質的量為0.002L×0.5mol·L－1＝0.001mol，根據Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，兩實驗中鹽酸均過量，鎂完全反應，只要時間足夠長，最終反應生成的氣體的量應該相同，C正確；鹽酸的濃度越大，反應速率越快，曲線b表示0.5mol·L－1鹽酸與鎂的反應，D錯誤。二、非選擇題（本題包括1小題，共5分）15．把在空氣中久置的鋁片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L－1硫酸的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間的關系可用如圖曲線來表示。回答下列問題：（1）曲線從O→a段不產生氫氣的原因是___________________，有關反應的化學方程式為______________________________________；（2）曲線從b→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因是_________________________________________________________；（3）曲線從c以后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是____________________________________________________。【解析】（1）在空氣中久置的鋁片表面有氧化鋁薄膜，硫酸首先和氧化鋁反應，所以O→a段不產生H2。（2）b→c段，雖然硫酸的濃度減小，但該反應是放熱反應，反應進行中體系溫度逐漸升高，化學反應速率逐漸加快。（3）曲線從c以后，硫酸的濃度減小，濃度成為影響化學反應速率的主要因素，故反應速率逐漸下降。答案：（1）硫酸首先和氧化鋁反應，不產生H2Al2O3＋3H2SO4=Al2（SO4）3＋3H2O（2）反應放熱，溫度是影響反應速率的主要因素，升溫使反應速率增大（3）隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸減小，濃度成為影響化學反應速率的主要因素，化學反應速率逐漸減小（10分鐘·10分）16．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“反應條件對化學反應速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢。該小組設計了如下方案。編號H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液溫度/℃濃度/mol·L-1體積/mL濃度/mol