分层作业13　化学反应的快慢--2025鲁科版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025鲁科版化学必修第二册
分层作业13　化学反应的快慢
A级必备知识基础练
以下选择题只有一个选项符合题目要求。
题组1.化学反应速率
1.(2024山东青岛平度一中高一月考)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,经过t min后,测得气体物质的量浓度分别为c(X2)=0.4 mol·L-1,c(Y2)=0.8 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.X2+3Y2===2XY3
D.3X2+Y2===2X3Y
2.(2024四川成都蓉城名校高一期末)实验室用如图所示装置测定化学反应速率,下列说法错误的是(　　)
A.实验中可用秒表进行计时
B.在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体,则v(H2)增大
C.可用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率
D.为减小误差,可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下
3.(2024河北邯郸高一期末)恒温下,将3 mol A和2 mol B投入容积为2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+xB(s)4C(g)+2D(g)。5 min末测得容器中B、D的物质的量均为0.8 mol。下列说法正确的是(　　)
A.x=2
B.0~5 min内,用A表示的平均反应速率为0.24 mol·L-1·min-1
C.其他条件不变,增加B的量可加快反应速率
D.5 min末,容器内气体的压强是起始压强的1.4倍
题组2.化学反应速率的影响因素
4.(2024广东东莞高级中学高一段考)“生态马路”运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(　　)
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.该“光触媒”技术可以杜绝“光化学烟雾”的产生
C.升高温度能加快反应速率
D.改变压强对反应速率无影响
5.(2024河南郑州十一中高一月考)下列各组反应刚开始时,放出H2速率最大的是(　　)
选项 金属 物质 的量 酸溶液 溶液的 体积 反应 温度
A Zn粉 0.1 mol 3 mol·L-1 盐酸 10 mL 30 ℃
B Zn粉 0.1 mol 18.4 mol·L-1浓硫酸 10 mL 60 ℃
C Al粉 0.1 mol 18.4 mol·L-1浓硝酸 10 mL 60 ℃
D Zn粉 0.1 mol 3 mol·L-1醋酸 10 mL 30 ℃
6.(2024江苏苏州高一月考)下列实验方案可用于探究浓度对H2O2溶液分解速率影响的是(　　)
A.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液,向其中一支试管中加入少量MnO2,与另一支对比
B.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液,将其中一支试管放入75 ℃热水中,与另一支对比
C.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液,向其中一支试管中加入少量MnO2,另一支中加入少量FeCl3
D.2支试管分别盛有2 mL 5% H2O2溶液、2 mL 30%H2O2溶液,均加入等量的MnO2
题组3.化学反应速率图像分析及应用
7.化合物M在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如图所示,计算4~8 min的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是(　　)
A.2.5 μmol·L-1·mi和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·mi和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·mi和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·mi和3.0 μmol·L-1
8.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应:Cl+3HS===3S+Cl-+3H+。已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快。如图为用Cl在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图。下列说法不正确的是(　　)
A.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内Cl的物质的量的减少量
B.纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与图中曲线重合
C.反应开始时速率增大可能是c(H+)所致
D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
B级关键能力提升练
以下选择题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2024山东青岛平度一中高一月考)下列有关化学反应速率的说法,正确的是(　　)
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,升高温度,反应速率加快
D.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
10.某兴趣小组采用如图所示装置(夹持装置已略去,气密性良好)探究不同条件下镁与盐酸反应速率的影响因素。向反应器中加入50 mL 0.2 mol·L-1的盐酸和镁条,开始反应后计时,采集反应器中某一时间段内的压强变化数据,下列说法错误的是(　　)
A.镁与盐酸的反应是放热反应
B.其他条件相同时,采用50 mL 0.5 mol·L-1的盐酸做对比实验,探究盐酸浓度的影响
C.其他条件相同时,向反应器中加入几滴CuCl2溶液做对比实验,探究催化剂的影响
D.其他条件相同时,向反应器中加入一定量的NaCl固体做对比实验,探究Cl-浓度的影响(不考虑Na+的影响)
11.(2024山东枣庄三中高一质检)T1 ℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),容器中各组分物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.a、b两点反应速率vaB.0~t2时间段,反应速率v(SO3)= mol·L-1·min-1
C.t2时刻,向容器中充入一定体积的气体氦,则v正、v逆均不变
D.若反应在T2 ℃进行(T212.(2024福建厦门一中高一月考)对水样中M的分解速率的影响因素进行研究,每次取2 L水样进行实验,在相同温度下,M的物质的量[n(M)]随时间(t)变化的有关实验数据如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.由③④得,水样中添加Cu2+能加快M的分解速率
B.由②③得,反应物初始浓度越大,M的分解速率越快
C.由①②得,水样的pH越小,M的分解速率越快
D.在0~20 min内,②中M的平均分解速率为0.007 5 mol·L-1·min-1
13.(2024河南驻马店高一期中)将浓度均为0.01 mol·L-1的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。资料:该“碘钟实验”的总反应为H2O2+2S2+2H+===S4+2H2O。反应分两步进行,反应A为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O,反应B为……
(1)反应B的离子方程式是 　。
对于总反应,I-的作用相当于　　　　　　。
(2)为证明反应A、B的存在,进行实验Ⅰ。
a.向酸化的H2O2溶液中加入KI溶液和试剂X,溶液变为蓝色。
b.再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去。
试剂X是　　　。
(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验Ⅱ、实验Ⅲ。(溶液浓度均为0.01 mol·L-1)
实验 序号 H2O2 溶液/mL H2SO4 溶液/mL Na2S2O3 溶液/mL KI溶液(含 淀粉)/mL H2O/ mL
实验Ⅱ 5 4 8 3 0
实验Ⅲ 5 2 x y z
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验Ⅱ是30 min,实验Ⅲ是40 min。
①实验Ⅲ中,x、y、z所对应的数值分别是　　　　　　　　。
②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可得出的实验结论是 　。
(4)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响,进行实验Ⅳ。(溶液浓度均为0.01 mol·L-1)
实验 序号 H2O2 溶液/mL H2SO4 溶液/mL Na2S2O3 溶液/mL KI溶液(含 淀粉)/mL H2O/ mL
实验Ⅳ 4 4 9 3 0
实验过程中,溶液始终无明显颜色变化。
试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系,解释实验Ⅳ未产生颜色变化的原因: 　。
C级学科素养拔高练
14.(2024山东潍坊一中高一期中模拟)某学习小组利用草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行如下实验:
实验 序号 有关物质 紫色褪去所需时间/s
0.02 mol·L-1 KMnO4溶液 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 3.0 mol·L-1 H2SO4溶液 H2O 试 剂 X
V/mL V/mL V/mL V/mL
① 298 2 4 1 1 无 t1
② T1 2 3 V1 V2 无 t2
③ 313 2 4 V3 V4 无 t3=8
④ 313 2 V5 2 V6 无 t4<8
⑤ 313 2 4 1 1 有 t5
已知:5H2C2O4+2Mn+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。
回答下列问题:
(1)通过实验①②,可探究
的改变对化学反应速率的影响,其中T1=　　　,V2=　　　　。
(2)通过实验　　　　(填实验序号)可探究pH变化对化学反应速率的影响,由此可以得出的实验结论是　 　。
(3)实验③中,0~8 s内v(H2C2O4)=　　　　　(忽略溶液体积的变化,结果保留小数点后两位)。
(4)草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液的反应机理如图所示。
高锰酸钾与Mn2+反应的离子方程式为 　;
为验证催化剂对反应速率的影响,实验⑤中试剂X最好选用　　　　(填字母)。
a.1 mL 0.1 mol·L-1 MnCl2溶液
b.1 mL 0.1 mol·L-1 MnSO4溶液
c.MnCl2粉末
d.MnSO4粉末
分层作业13　化学反应的快慢
1.D　解析 经过t min后,Δc(X2)=1 mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.6 mol·L-1,Δc(Y2)=1 mol·L-1-0.8 mol·L-1=0.2 mol·L-1,根据物质的量浓度的变化量之比等于化学计量数之比,则X2、Y2的化学计量数之比=0.6 mol·L-1∶0.2 mol·L-1=3∶1,根据原子守恒可知,该反应可以表示为3X2+Y22X3Y。
2.C　解析 该实验可用秒表计时,故A正确;在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体,增大了H+浓度,则v(H2)增大,故B正确;H2的浓度无法测定,不能用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率,故C错误;为了防止气压过大液体不能够流下来,可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下,故D正确。
3.D　解析 设5 min内,A的转化量为a mol,由三段式分析:
　　　　　　3A(g)+xB(s)4C(g)+2D(g)
起始量/mol 3 2 0 0
转化量/mol a
5 min末/mol 3-a 2-
则有a mol=0.8 mol,解得a=1.2,2-a=0.8,解得x=3,A错误;0~5 min内,A的物质的量减少了1.2 mol,则用A表示的平均反应速率为=0.12 mol·L-1·min-1,B错误;B为固体,故其他条件不变,增加B的量不能加快反应速率,C错误;同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比,结合分析可知,5 min末,容器内气体的压强是起始压强的=1.4倍,D正确。
4.C　解析 使用光催化剂可以加快化学反应速率,A错误;“光触媒”技术可将45%的NO和CO转化为无毒无害的N2和CO2,故“光触媒”技术可以减少“光化学烟雾”,但不能杜绝,B错误;升高温度能加快反应速率,C正确;该反应中的所有组分均为气体,故改变压强对反应速率有影响,D错误。
5.A
6.D　解析 2支试管均盛有2 mL 5%H2O2溶液,向其中一支试管中加入少量MnO2,与另一支对比,是探究有无催化剂对反应速率的影响,故A不符合题意;2支试管均盛有2 mL 5%H2O2溶液,将其中一支试管放入75 ℃热水中,与另一支对比,是探究温度对反应速率的影响,故B不符合题意;2支试管均盛有2 mL 5%H2O2溶液,向其中一支试管中加入少量MnO2,另一支中加入少量FeCl3,是探究不同催化剂对反应速率的影响,故C不符合题意;2支试管分别盛有2 mL 5%H2O2溶液、2 mL 30%H2O2溶液,均加入等量的MnO2,只有H2O2溶液的浓度不同,可探究浓度对H2O2溶液分解速率的影响,故D符合题意。
7.B　解析 由图中数据计算:v==2.5 μmol·L-1·mi。从图中可以看出,0~4 min,浓度减小20 μmol·L-1,4~8 min,浓度减小10 μmol·L-1,则可推测8~12 min,浓度减小5 μmol·L-1,12~16 min,浓度减小2.5 μmol·L-1,则16 min时反应物浓度为2.5 μmol·L-1。
8.A　解析 题图为用Cl在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图,则阴影部分的面积表示t1~t2时间内Cl的物质的量浓度的减少量,故A错误;由题给离子方程式可知,v(Cl)∶v(Cl-)=1∶1,纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与图中曲线重合,故B正确;反应开始时随着反应的进行,c(H+)不断增大,由题目信息可知反应的速率随c(H+)的增大而加快,故C正确;随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减小,所以后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小,故D正确。
9.CD　解析 常温下,浓硫酸使铁片表面发生钝化,不能加快产生氢气的速率,A不正确;100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,氯化钠对反应不产生影响,相当于加入水,盐酸的浓度减小,生成氢气的速率减慢,B不正确;对于二氧化硫的催化氧化反应,升高温度,可使反应速率加快,C正确;汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,会减小反应物的浓度,从而使反应速率减慢,D正确。
10.C　解析 Mg与盐酸反应时放热,A正确;采用不同浓度的盐酸,可探究盐酸浓度对反应速率的影响,B正确;镁与CuCl2溶液发生置换反应,有铜单质吸附在镁的表面,形成原电池,化学反应速率加快,CuCl2没有充当催化剂,C错误;其他条件相同时,向反应器中加入NaCl固体,增大了Cl-的浓度,通过观察压强变化可判断Cl-浓度对反应速率的影响,D正确。
11.BC
12.B　解析 由图像可以看出,pH=4时,④水样中添加Cu2+,③中未加Cu2+,④中M的分解速率大于③,所以水样中添加Cu2+能加快M的分解速率,A正确;由图像可以看出②和③的pH不同,反应物初始浓度也不同,有两个变量,无法得出反应物初始浓度与M的分解速率的关系,B错误;由图像可以看出①②反应物初始浓度相同,②的pH小于①,反应速率②大于①,所以水样的pH越小,M的分解速率越快,C正确;在0~20 min内,②中M的平均分解速率为=0.007 5 mol·L-1·min-1,D正确。
13.答案 (1)I2+2S22I-+S4　催化剂
(2)淀粉
(3)①8、3、2　②其他条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率
(4)由于n(H2O2)∶n(Na2S2O3)<,v(A)解析 (1)该“碘钟实验”的总反应减去反应A可得反应B,则反应B的离子方程式为I2+2S22I-+S4。对于总反应,I-的作用相当于催化剂。
(2)过氧化氢具有氧化性会将KI氧化为碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝色,碘单质具有氧化性,可以氧化Na2S2O3溶液,发生反应I2+2S22I-+S4,则试剂X为淀粉。
(3)①要采取变量控制方法进行研究,即只改变一个反应条件,其他条件相同,依据表格数据可知,实验Ⅲ跟实验Ⅱ比H2SO4溶液体积减少,所以其他条件要相同,而且混合后总体积也要相同,故实验Ⅲ中,x、y、z所对应的数值分别是8、3、2。
②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可得出的实验结论是其他条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率。
(4)对比实验Ⅱ、实验Ⅳ,可知溶液总体积相同,该变量是H2O2溶液、Na2S2O3溶液,过氧化氢减少,Na2S2O3增大,由于n(H2O2)∶n(Na2S2O3)<,v(A)14.答案 (1)H2C2O4溶液浓度　298　2
(2)③④　pH越小,该反应的化学反应速率越快
(3)1.56×10-3 mol·L-1·s-1
(4)Mn+Mn2+Mn+Mn3+　d
解析 (1)观察实验①②中有关物质的浓度和体积可知,实验①②可探究H2C2O4溶液浓度的改变对化学反应速率的影响,故需要控制温度和其余物质的浓度相同,则T1=298,V1=1,V2=2。
(2)观察表中数据,实验①③可探究温度的改变对化学反应速率的影响,则V3=1、V4=1;实验③⑤可探究催化剂对化学反应速率的影响;实验③④可探究pH变化对化学反应速率的影响,则V5=4、V6=0,由表中数据可知溶液的pH越小,紫色褪去所需时间越短,由此可得出的实验结论为:pH越小,该反应的化学反应速率越快。
(3)实验③中消耗KMnO4物质的量为0.02 mol·L-1×2×10-3L=4×10-5 mol,根据反应2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,消耗H2C2O4物质的量为4×10-5 mol×=10-4 mol,则0~8 s内v(H2C2O4)=≈1.56×10-3 mol·L-1·s-1。
(4)由反应机理图可知,KMnO4与Mn2+反应生成K2MnO4和Mn3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为Mn+Mn2+Mn+Mn3+;由反应机理图可知,Mn2+对该反应有催化作用,由于KMnO4具有强氧化性,酸性条件下能将Cl-氧化,故不选用MnCl2,根据变量控制法,实验⑤中试剂X最好选用MnSO4粉末。
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