第六章 第2节化学反应的速率与限度
第1课时化学反应的速率 (解析版)
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．两只敞口烧杯中分别发生如下反应：一只烧杯中反应为A＋B===C＋D，反应温度为T1，另一只烧杯中反应为M＋N===P＋Q，反应温度为T2，T1>T2，则两只烧杯中反应速率快慢为( D )
A．前者快 B．后者快
C．一样快 D．无法确定
解析：影响化学反应速率的主要因素是物质的性质，两只烧杯中反应物不同，所以无法判断两只烧杯中反应速率的快慢，故选D。
2．已知反应：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)，一定条件下测得反应过程中n(Cl2)与时间的关系如表所示：则4～6 min内用O2的物质的量变化表示的反应速率是( D )
t/min 0 2 4 6 8 10
n(Cl2)/mol 0 1.2 2.6 4.4 5.4 6.0
A．7.2 mol·min－1 B．8.0 mol·min－1
C．0.9 mol·min－1 D．0.45 mol·min－1
解析：4～6 min的时间内，氯气的物质的量的改变量为Δn＝4.4 mol－2.6 mol＝1.8 mol，根据在反应中，物质的量的改变量之比等于化学计量数之比可知1.8 mol∶Δn(O2)＝2∶1，可知Δn(O2)＝0.9 mol，故用O2的物质的量变化表示的反应速率v(O2)＝＝＝0.45 mol·min－1。
3．某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测得铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( C )
A．0.06 mol·L－1·s－1
B．3.6 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1
D．0.02 mol·L－1·min－1
解析：10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，则v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L－1·s－1，发生反应：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，速率之比等于化学计量数之比，故v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1。
4．对于反应A2(g)＋3B2(g)===2C(g)＋D(g)来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是( A )
A．v(A2)＝0.4 mol·L－1·s－1
B．v(B2)＝0.8 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.6 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝0.6 mol·L－1·min－1
5．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生下列反应：2HI??H2＋I2。若c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1时，所需反应的时间为( C )
A．5 s B．10 s
C．大于10 s D．小于10 s
解析：按原反应速率由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，用时为10 s。随着反应不断进行：c(HI)逐渐减小，v(正)逐渐减小。所以，c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，所用时间应大于10 s。
二、非选择题
6．将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为0.04 mol·L－1·s－1；
(2)反应前A的物质的量浓度是1.5 mol·L－1；
(3)10 s末，生成物D的浓度为0.4 mol·L－1；
(4)若改变下列条件，生成D的速率如何变化(用“增大”“减小”或“不变”填空)。
编号 改变的条件 生成D的速率
① 降低温度 减小
② 增大A的浓度 增大
③ 使用催化剂 增大
④ 恒容下充入Ne(不参与体系反应) 不变
7．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢，该小组设计了如下方案。
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
浓度/ mol·L－1 体积/ mL 浓度/ mol·L－1 体积/ mL 温度 /℃
① 0.10 2.0 0.010 4.0 25
② 0.20 2.0 0.010 4.0 25
③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4转移2mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥2.5。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是②和③(填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是①和②。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝0.010(或1.0×10－2)mol·L－1·min－1。
(4)已知50 ℃时c(MnO)～反应时间(t)的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25 ℃时c(MnO)～t的变化曲线示意图。
答案：(4)
解析：(1)H2C2O4中碳的化合价是＋3价，CO2中碳的化合价为＋4价，故每消耗1 mol H2C2O4转移2 mol电子，配平反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，为保证 KMnO4完全反应，n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为编号②和③；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。(3)v(KMnO4)＝ ÷＝0.010 mol·L－1·min－1。(4)温度降低，化学反应速率减小，故KMnO4褪色时间延长，故作图时要同时体现25 ℃ MnO浓度降低比50 ℃时MnO的浓度降低缓慢和褪色时间比50 ℃时“拖后”。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2＋3H22NH3
N2 H2 NH3
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( AD )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 mol·L－1·s－1
B．前2 s时间内氨气的平均反应速率＝0.4 mol·L－1·s－1
C．前4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.3 mol·L－1·s－1
D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.6 mol·L－1·s－1
2．高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，下列条件的改变使其反应速率加快的是( AB )
A．把铁块变成铁粉
B．将容器的体积缩小一半
C．压强不变，充入氮气使容器体积增大
D．体积不变，充入氮气使容器压强增大
解析：增大固体反应物的表面积，可加快化学反应速率，故将铁块变成铁粉增大了反应物的接触面积，反应速率加快；将容器体积缩小一半，则H2O(g)的浓度增大一倍，化学反应速率加快；若压强不变，充入N2使容器体积增大，则H2O(g)浓度减小，反应速率降低；当体积不变，充入N2使容器压强增大，不改变反应物的浓度，对反应速率无影响。
3．某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)??cC(g)＋2D(s)，12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是( A )
A．12 s时，A的转化率为75%
B．0～2 s，D的平均反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
C．化学计量系数之比b∶c＝1∶4
D．图中两曲线相交时，A表示的反应速率等于B表示的反应速率
解析：由图像可知0～12 s时A的浓度变化为0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，B的浓度变化为0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，12 s时生成C的物质的量为0.8 mol，则C的浓度变化为0.4 mol·L－1，则b＝1，c＝2。由图像可知，12 s时，A的转化率为×100%＝75%，故A正确；D为固体，不能用于表示反应速率的大小，故B错误；由以上分析可知化学计量数之比b∶c＝1∶2，故C错误；图中两曲线相交时，A、B两物质浓度相等，但化学反应速率之比等于化学计量数之比，故D错误。
4．A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应：aA(s)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，t1、t2时刻分别测得部分数据如下表：
n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol 反应时间/min
0.12 0.06 0.10 t1
0.06 0.12 0.20 t2
下列说法正确的是( CD )
A．0～t1内，平均反应速率v(B)＝ mol·L－1·min－1
B．若起始时n(D)＝0，则t2时v(D)＝ mol·L－1·min－1
C．升高温度，v(B)、v(C)、v(D)均增大
D．b∶d＝3∶5
解析：t1～t2时间段内B和C的物质的量变化量都是0.06 mol，故b∶c＝1∶1，则v(B)＝v(C)＝＝ mol·L－1·min－1，A项错误；反应速率是平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B项错误；t1～t2时间段内，B和D的物质的量的变化量分别是0.06 mol、0.1 mol，所以b∶d＝3∶5，D项正确。
二、非选择题
5．影响化学反应速率的因素有很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1、18.4 mol·L－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告见下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol·L－1的硫酸于试管中 ② 反应速率Mg>Fe，Cu不反应 金属的性质越活泼，反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为向等体积2 mol·L－1的硫酸溶液中投入大小、形状相同的Fe、Mg、Cu。
(2)甲同学的实验目的是研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是温度相同。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示的装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是测定一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是Mg(或Fe)、0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸，该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是常温下Mg和18.4 mol·L－1浓硫酸反应生成SO2、硫酸镁和水，反应原理改变，Fe在18.4 mol·L－1浓硫酸中发生钝化。
解析：(1)甲同学表中实验步骤②为向等体积2 mol·L－1的硫酸中投入大小、形状相同的Fe、Mg、Cu。(2)甲同学的实验目的是研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系。要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是反应温度应该相同，这样才能形成对照实验。(3)乙同学在实验中应该测定的数据是相同时间内产生气体的体积或产生相同体积的气体所需要的时间。相同的时间内产生的气体体积越大，则反应速率越快；或收集相同体积的气体，需要的时间越短，则反应速率越快。(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是Mg(或Fe)、0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸；在该实验中不能选用18.4 mol·L－1硫酸，是因为Fe在浓硫酸中会发生钝化现象；而Mg与18.4 mol·L－1硫酸发生反应得到硫酸镁、SO2和水，反应原理发生了改变。第六章 第2节化学反应的速率与限度
第1课时化学反应的速率 (原卷版)
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．两只敞口烧杯中分别发生如下反应：一只烧杯中反应为A＋B===C＋D，反应温度为T1，另一只烧杯中反应为M＋N===P＋Q，反应温度为T2，T1>T2，则两只烧杯中反应速率快慢为( )
A．前者快 B．后者快
C．一样快 D．无法确定
2．已知反应：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)，一定条件下测得反应过程中n(Cl2)与时间的关系如表所示：则4～6 min内用O2的物质的量变化表示的反应速率是( )
t/min 0 2 4 6 8 10
n(Cl2)/mol 0 1.2 2.6 4.4 5.4 6.0
A．7.2 mol·min－1 B．8.0 mol·min－1
C．0.9 mol·min－1 D．0.45 mol·min－1
3．某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测得铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )
A．0.06 mol·L－1·s－1
B．3.6 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1
D．0.02 mol·L－1·min－1
4．对于反应A2(g)＋3B2(g)===2C(g)＋D(g)来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是( )
A．v(A2)＝0.4 mol·L－1·s－1
B．v(B2)＝0.8 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.6 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝0.6 mol·L－1·min－1
5．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生下列反应：2HI??H2＋I2。若c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1时，所需反应的时间为( )
A．5 s B．10 s
C．大于10 s D．小于10 s
二、非选择题
6．将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为 ；
(2)反应前A的物质的量浓度是 ；
(3)10 s末，生成物D的浓度为 ；
(4)若改变下列条件，生成D的速率如何变化(用“增大”“减小”或“不变”填空)。
编号 改变的条件 生成D的速率
① 降低温度
② 增大A的浓度
③ 使用催化剂
④ 恒容下充入Ne(不参与体系反应)
7．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢，该小组设计了如下方案。
编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
浓度/ mol·L－1 体积/ mL 浓度/ mol·L－1 体积/ mL 温度 /℃
① 0.10 2.0 0.010 4.0 25
② 0.20 2.0 0.010 4.0 25
③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4转移 mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥ 。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝ mol·L－1·min－1。
(4)已知50 ℃时c(MnO)～反应时间(t)的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25 ℃时c(MnO)～t的变化曲线示意图。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2＋3H22NH3
N2 H2 NH3
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 mol·L－1·s－1
B．前2 s时间内氨气的平均反应速率＝0.4 mol·L－1·s－1
C．前4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.3 mol·L－1·s－1
D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率＝0.6 mol·L－1·s－1
2．高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，下列条件的改变使其反应速率加快的是( )
A．把铁块变成铁粉
B．将容器的体积缩小一半
C．压强不变，充入氮气使容器体积增大
D．体积不变，充入氮气使容器压强增大
3．某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)??cC(g)＋2D(s)，12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是( )
A．12 s时，A的转化率为75%
B．0～2 s，D的平均反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
C．化学计量系数之比b∶c＝1∶4
D．图中两曲线相交时，A表示的反应速率等于B表示的反应速率
4．A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应：aA(s)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，t1、t2时刻分别测得部分数据如下表：
n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol 反应时间/min
0.12 0.06 0.10 t1
0.06 0.12 0.20 t2
下列说法正确的是( )
A．0～t1内，平均反应速率v(B)＝ mol·L－1·min－1
B．若起始时n(D)＝0，则t2时v(D)＝ mol·L－1·min－1
C．升高温度，v(B)、v(C)、v(D)均增大
D．b∶d＝3∶5
二、非选择题
5．影响化学反应速率的因素有很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1、18.4 mol·L－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告见下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol·L－1的硫酸于试管中 ② 反应速率Mg>Fe，Cu不反应 金属的性质越活泼，反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为 。
(2)甲同学的实验目的是 ；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是 。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示的装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是 。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是 ，该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是 。
