苏教版(2019)高一化学必修二课时作业
专题6 化学反应与能量变化
1.1化学反应速率
一、选择题(本题15小题,每小题只有一个选项符合题意)
1、关于化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
2、已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A.4v(NH3)=5v(O2)
B.5v(O2)=6v(H2O)
C.2v(NH3)=3v(H2O)
D.4v(O2)=5v(NO)
3、将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(s)+B(g) ===2C(g),反应2 s后测得C的浓度为0.6
mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.2 s时v(C)=0.3 mol·L-1·s-1
D.2 s时物质B的浓度为0.6 mol·L-1
4、某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过2 min后,测得各物质的浓度分别为c(X2)=0.4 mol·L-1,c(Y2)=0.8 mol·L-1、c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式可表示为 ( )
A.X2+2Y2===2XY2
B.2X2+Y2===2X2Y
C.3X2+Y2===2X3Y
D.X2+3Y2===2XY3
5、在2A+3B===2C+D反应中,表示反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.35 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
6、反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在密闭容器中进行,下列条件中能减小化学反应速率的是(假设温度不变)( )。
A.缩小容积
B.加入催化剂
C.保持容积不变,充入氩气
D.保持压强不变,充入氩气
7、对于反应2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(g),下列表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
D.v(D)=1 mol·L-1·s-1
8、下列实验中,反应速率增大是由催化剂引起的是( )。
A.在炭粉中加入KClO3,点燃时燃烧更为剧烈
B.锌与稀硫酸反应中加入少量浓硫酸而使反应放出H2的速率增大
C.H2O2溶液中加入少量MnO2,可迅速放出气体
D.固体FeCl3和固体NaOH混合后,加入水能迅速产生沉淀
9、少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O;②滴入几滴浓HNO3;③加少量浓盐酸;④加CH3COONa固体;⑤加NaCl固体;⑥升高温度(不考虑盐酸挥发);⑦改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.①②④ B.③⑤⑦
C.③⑥⑦ D.⑤⑥⑦
10、CaCO3与1 L 1 mol·L-1的盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示,下列结论不正确的是( )
A.2~4 min内平均反应速率最大
B.反应速率先增大后减小
C.4~6 min内温度对反应速率的影响较大
D.反应在2~4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1
11、把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X与盐酸缓慢地进行反应。其中反应最快的是( )。
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液
12、下列条件中,锌与硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是( )。
选项 金属 酸溶液的浓度和体积 温度/℃
A 2.4 g锌片 3 mol·L-1硫酸50 mL 40
B 2.4 g锌粉 1 mol·L-1硫酸200 mL 30
C 2.4 g锌粉 3 mol·L-1硫酸50 mL 40
D 5.6 g锌片 3 mol·L-1硫酸100 mL 30
13、将质地相同的大理石磨制成相同大小的四块立方体,分别与足量的20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 0.25 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸反应,得到图中的四条曲线,其中表示15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和大理石反应的曲线是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
14、将4 mol A气体和2 mol B气体置于2 L的密闭容器中,混合后发生如下反应:2A(g)+B(g)===2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列说法正确的是( )
A.用物质A表示的反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示的反应速率为1.2 mol·L-1·s-1
C.2 s时物质A的转化率为30%
D.2 s时物质B的浓度为0.6 mol·L-1
15、等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法一定不正确的是( )
组别 对应曲线 c(HCl)/(mol·L-1) 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应速率最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
二、非选择题(共4小题)
16、根据反应4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g),试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率: 。
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L-1·s-1时,则氧气减少的速率为 。
(3)若测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L-1,此时间内SO2的生成速率为0.4 mol·L-1·s-1,则开始时氧气的浓度为 。
(4)能使化学反应速率增大的措施有 (填序号)。
①增加FeS2的物质的量
②升高反应温度
③保持容积不变,充入氦气
④保持容积不变,充入O2(g)
17、某研究小组为比较Al和Fe的金属性强弱,设计了图1所示的装置,甲中锥形瓶内盛放的是100 mL稀盐酸(反应前后溶液体积变化可以忽略不计)。
(1)若要比较产生气体的快慢有两种方法,一种是比较产生相同体积气体所需的时间,另一种是比较_________________________。
(2)为了确保“Al和Fe的金属活动性不同是导致产生气体速率不同的唯一原因”,实验时需要控制好反应条件。实验时除需保证甲中液体的体积、物质的量浓度和温度相同外,还需保证______________。
(3)实验测得产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示,则t1~t2时间内速率逐渐加快说明该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应,t2~t3时间内速率逐渐减慢的主要原因是______。
(4)能使甲中反应停止的操作是______________。
(5)如果在相同条件下,把甲锥形瓶内盛放的稀盐酸改成H+浓度相同的稀硫酸,发现反应会比原来慢许多,原因可能是_______________。
(6)反应c min后,在丙中收集水a mL,在该实验条件下,气体摩尔体积为b L·mol-1,则H+的消耗速率=________。
18、某同学在实验室用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答下列问题:
(1)对于化学反应CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,在其他条件一定时,下列措施能增大反应速率的是 (填序号)。
①将盐酸的用量增加一倍
②盐酸的浓度增加一倍
③适当加热
④将块状碳酸钙换成粉末状固体
⑤把2 mol·L-1盐酸换成2 mol·L-1硫酸
(2)为了减小上述化学反应的反应速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是 。
A.蒸馏水 B.NaCl固体
C.NaCl溶液 D.浓盐酸
除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减小化学反应速率 。
(3)已知某反应的各物质浓度数据如下:
aA(g)+bB(g) ===cC(g)
3.0 1.0 0
1.8 0.6 0.8
据此可推算出a∶b∶c= ,v(A)∶v(B)∶v(C)= ,v(A)= 。
19、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)上述实验中发生反应的化学方程式有_____________。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是__________。
(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的实验。将表中所给的混合溶液分别加入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。
实验 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L-1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
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。请分析生成氢气的速率下降的主要原因____。
答案与解析
1、D
解析:化学反应速率是表示化学反应过程进行快慢的物理量,一般用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。固体和纯液体不能用来表示化学反应速率。反应快慢和其外观现象对很多反应不统一,例如盐酸和NaOH溶液反应速率快,无明显现象。
2、D
解析:在同一化学反应里,各物质的速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)=4v(O2);B选项应为6v(O2)=5v(H2O);C选项应为3v(NH3)=2v(H2O)。
3、B
解析:不能用固体物质的浓度表示化学反应速率,A错误;据题目条件知v(C)=0.6 mol·L-1÷2 s=0.3 mol·L-1·s-1,则v(B)=0.3
mol·L-1·s-1÷2=0.15 mol·L-1·s-1,B正确;化学反应速率是平均值不是瞬时值,C错误;2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L-0.6 mol·L-1÷2=0.7 mol·L-1,D错误。
4、C
解析:用X2表示的反应速率为v(X2)==0.3 mol·L-1·min-1。用Y2表示的反应速率为v(Y2)==0.1 mol·L-1·min-1。用Z表示的反应速率为v(Z)==0.2 mol·L-1·min-1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1∶0.1 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=3∶1∶2。根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2+Y2===2X3Y。
5、D
解析:将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示,然后进行比较。B项,v(A)=v(B)=×0.6 mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1;C项,v(A)=v(C)=0.35 mol·L-1·min-1;D项,v(A)=2v(D)=2×0.4 mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1,通过数值大小比较知,D项反应速率最快。
6、D
解析:缩小容积,N2、H2、NH3的浓度都增大,反应速率增大;催化剂能显著地增大反应速率;容积不变,充入Ar,N2、H2、NH3的浓度都没有改变,故化学反应速率不变;保持压强不变,充入氩气,则容器的容积增大,N2、H2、NH3的浓度都减小,化学反应速率减小。
7、B
解析:正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反应速率转化为用同一种物质表示的速率。A项中据v(A)推知v(B)=0.25 mol·L-1·s-1,C项中据v(C)推出v(B)≈0.27 mol·L-1·s-1,D项中据v(D)推出v(B)=0.25 mol·L-1·s-1,故反应速率最快的是B选项。
8、C
解析:A项中,速率增大的原因是KClO3分解产生的O2有助燃性;B项中,增大了H2SO4的浓度;C项中,MnO2是H2O2分解的催化剂;D项中,水的加入,使固体溶解,增大了物质间的接触面积。
9、C
解析:加快化学反应速率,同时不改变生成H2的量,可以采取升高温度,增大H+浓度,增大接触面积,使用催化剂等措施。加入浓HNO3虽然能增大H+浓度,但Fe与HNO3反应不能生成H2,会使生成H2的量减少;Cl-不参与该反应,故增大Cl-浓度对化学反应速率无影响。
10、C
解析:图中的曲线表明,在第一个2 min内产生了0.1 mol CO2,第二个2 min内产生了0.2 mol CO2,第三个2 min内产生了0.05 mol CO2,反应速率先增大后减小,A项正确,B项正确;2~4 min内由于反应放热,使溶液温度升高,导致反应速率增大,4 min后速率下降则是由反应物浓度降低引起的,C项错误;2~4 min内平均反应速率v(CO2)==0.1 mol·L-1·min-1,D正确。
11、B
解析:在本题中要考虑浓度和温度对化学反应速率的影响,先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只需要比较X的浓度,X浓度越大,反应越快。因为稀释后溶液的体积均为50mL,所以X的物质的量越大,浓度就越大;通过观察可知,混合后A、B项中X的浓度相等,且最大,但B项中温度更高,因此B项的反应速率最大。
12、C
解析:Zn与硫酸反应的离子方程式是Zn+2H+Zn2++H2↑,影响化学反应速率的因素有温度、浓度及固体表面积的大小。对表中的反应条件分析,锌与硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是C。
13、C
解析:将质地相同的大理石磨成相同大小的四块立方体,分别与足量的20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 0.25 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸反应,一般来说,温度越高,浓度越大,反应速率越大,则反应速率从大到小的顺序为20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和15 ℃ 0.25 mol·L-1盐酸,故表示15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和大理石反应的是曲线3,C正确。
14、C
解析:利用三段式法计算:A的起始浓度为=2 mol·L-1,B的起始浓度为=1 mol·L-1,经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。
2A(g)+B(g) 2C(g)
起始浓度/(mol·L-1) 2 1 0
变化浓度/(mol·L-1) 0.6 0.3 0.6
2 s时浓度/(mol·L-1) 1.4 0.7 0.6
A错误,2 s内,用物质A表示的反应的平均速率为v(A)==0.3 mol·L-1·s-1;B错误,2 s内,用物质B表示的反应的平均速率为v(B)==0.15 mol·L-1·s-1;C正确,2 s时物质A的转化率为×100%=30%;D错误,2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1。
15、D
解析:由图像可知,1、2、3、4组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L-1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L-1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃,D错误。
16、答案:(1)SO2或O2
(2)0.88 mol·L-1·s-1
(3)5.0 mol·L-1
(4)②④
解析:(1)一般不用固体或纯液体来表示反应速率,所以可用O2和SO2来表示该反应的反应速率。(2)不同物质表示的反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比,所以氧气减少的速率为0.64mol·L-1·s-1×=0.88mol·L-1·s-1。(3)此时间内SO2的生成速率为0.4mol·L-1·s-1,则用O2表示的速率为0.4mol
·L-1·s-1×=0.55mol·L-1·s-1,O2的变化浓度为0.55mol·L-1·s-1×4s=
2.2mol·L-1,开始时O2的浓度为2.8mol·L-1+2.2mol·L-1=5.0mol·L-1。(4)增加FeS2的物质的量,不能改变其浓度,不能增大化学反应速率;保持容积不变,充入氦气,对化学反应速率无影响。
17、答案:(1)相同时间内产生的气体体积的大小
(2)铁和铝的表面积相同
(3)放热 盐酸的浓度不断减小
(4)将铁丝或铝丝向上提起,与溶液分离
(5)Cl-会促进该反应的进行(或SO抑制该反应的进行) (6)mol·L-1·min-1
解析:(1)根据v(H2)=可知,比较速率大小时可以利用相同时间内产生V(H2)的大小或产生等量的H2需要的时间来实现。(2)影响反应速率的外界因素有盐酸的浓度、温度、接触面积等,故只有保证外界因素相同的情况下才能验证该题的要求。(3)该反应是放热反应,随着反应的进行,温度逐渐升高,导致反应速率逐渐增大,随着反应的进行,c(HCl)逐渐减小,使得反应速率逐渐减小,实际上反应速率是两者共同作用的结果。(4)使金属与酸不再接触就能使反应停止。(5)稀盐酸和稀硫酸溶液中不同之处是:一种溶液中含有Cl-,而另一种溶液中含有SO,故速率的差别可能与这两种离子有关。(6)排出水的体积等于生成的H2的体积,Δn(H+)=2n(H2)=2×mol,Δc(H+)==mol·L-1,故v(H+)===mol·L-1·min-1。
18、 答案:(1)②③④
(2)AC 降低温度等
(3)3∶1∶2 3∶1∶2 0.6 mol·L-1·s-1
解析:(1)①中,对于一定浓度的盐酸,增加盐酸的用量并不能增加其浓度,反应速率不变;②中,盐酸的浓度加倍,反应速率增大;③中,温度升高,反应速率增大;④中,CaCO3为固态物质,粉末状碳酸钙比块状碳酸钙表面积大,反应速率增大;⑤中,将2mol·L-1盐酸换为2mol·L-1硫酸,虽然c(H+)增大,但CaCO3与H2SO4反应生成微溶性的CaSO4,CaSO4覆盖在未反应的CaCO3的表面,阻止了反应的继续进行,反应速率减小。
(2)减小反应速率可采用减小反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。加入蒸馏水或NaCl溶液,减小了反应物浓度;加入浓盐酸,使反应速率增大;加入固体NaCl,对反应速率没有影响。
(3)化学反应速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,等于各物质的浓度的变化量之比,故v(A)∶v(B)∶v(C)=a∶b∶c=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=1.2∶0.4∶0.8=3∶1∶2,v(A)==0.6mol·L-1·s-1。
19、答案:(1)CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn和稀硫酸形成Cu Zn原电池,加快了氢气产生的速率
(3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)
(4)①30 10 17.5
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与稀H2SO4的接触面积
解析:(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应:CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及稀硫酸构成了Cu Zn原电池,大大加快了生成H2的反应速率。(3)要加快生成H2的反应速率,还可以采取如下措施:升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(4)①因为要研究CuSO4的量对反应速率的影响,所以应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,则硫酸溶液的体积均取30 mL,即V1=30,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可以求得V6=10,V8=19.5,V9=17.5,V10=15。②因析出的铜的量较多,会覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸接触面积大大减小,故反应速率反而减慢了