《学霸笔记 同步精讲》专题6 第1单元 第1课时 化学反应速率 练习（教师版）化学苏教版必修二

专题6　化学反应与能量变化
第一单元　化学反应速率与反应限度
第1课时　化学反应速率
基础巩固
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)。
A.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减少量或任何一种生成物物质的量浓度的增加量
B.化学反应速率为0.1 mol·L-1·s-1是指1秒时某物质的浓度为0.1 mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
答案:C
解析:化学反应速率不能用纯液体或纯固体的变化量来表示,A项不正确;化学反应速率是一段时间内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率,B项不正确;化学反应速率是用来表示化学反应进行快慢的物理量,C项正确;有些反应,反应速率很大,但反应现象不明显,如酸碱中和反应,D项不正确。
2.在2 L密闭容器中,发生反应4A(固体)+3B(气体)2C(气体)+D(气体),2 min后B的浓度减少0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)。
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.用B、C、D分别表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.在第2 min末生成D的物质的量为0.2 mol
答案:B
解析:A为固体,一般不用固体表示反应速率,A项错误;同一反应中,用不同物质表示的反应速率与方程式中各物质的化学计量数成正比,B项正确;根据题给信息无法求出第2 min末用B表示的瞬时速率,C项错误;2 min末,生成D的物质的量为=0.4 mol,D项错误。
3.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,发生反应xA2+yB22C(气体)。测得2 s内的反应速率如下:v(A2)=0.4 mol·L-1·s-1,v(B2)=1.2 mol·L-1·s-1,v(C)=0.8 mol·L-1·s-1。则x和y的值分别为(　　)。
A.2和3 B.3和2
C.3和1 D.1和3
答案:D
解析:x∶y∶2=v(A2)∶v(B2)∶v(C)=0.4∶1.2∶0.8=1∶3∶2,故x=1,y=3。
4.化学与生产、生活关系密切,下列做法与调控化学反应速率无关的是(　　)。
A.工业合成氨时使用铁触媒作催化剂
B.使用加酶洗衣粉洗衣服
C.将食物放入冰箱中
D.乘坐公共交通工具时需佩戴口罩
答案:D
解析:A项,工业合成氨时使用铁触媒作催化剂,增大反应速率;B项,使用加酶洗衣粉洗衣服,增大反应速率;C项,将食物放入冰箱中,减小反应速率,避免食品变质;D项,乘坐公共交通工具时需佩戴口罩,与反应速率无关。
5.接触法制硫酸的关键一步为SO2的催化氧化,化学反应原理为2SO2+O22SO3。一定温度下,将一定量的SO2、O2置于2 L恒容反应器中进行反应,有关物质的物质的量与时间的关系如图。该反应前2 min的平均反应速率v(SO2)为(　　)。
A.0.1 mol·L-1·min-1
B.0.2 mol·L-1·min-1
C.0.05 mol·L-1·min-1
D.0.4 mol·L-1·min-1
答案:B
解析:v(SO2)==0.2 mol·L-1·min-1。
6.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是(　　)。
A.Na与水反应时,增加水的质量
B.在H2SO4溶液与NaOH溶液反应时,增大压强
C.实验室制取氢气时,将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应
D.在反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中,温度一定、容器容积一定时,增加氮气的量
答案:D
解析:A项,水为纯液体,增大水的质量,反应速率不变;B项,反应在溶液中进行,没有气体参与,增大压强,反应速率基本不变;C项,将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气;D项,恒温恒容条件下,在反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大。
7.将等物质的量的A、B的混合气体充入2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(气体)+B(气体)xC(气体)+2D(气体),经5 min时,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
回答下列问题。
(1)5 min内A的平均反应速率为　　　　　　　　mol·L-1·min-1。
(2)x=　　　　。
(3)5 min时B的浓度为　　　mol·L-1。
答案:(1)0.15　(2)2　(3)1.25
解析:5 min时D的浓度为0.5 mol·L-1,则D的平均反应速率v(D)==0.1 mol·L-1·min-1,即v(C)=v(D),由反应速率之比等于化学计量数之比可知x=2。同理可知,v(A)=v(D)=0.15 mol·L-1·min-1,v(B)=v(D)=0.05 mol·L-1·min-1。由此可知,在5 min内A的浓度减小了0.75 mol·L-1,B的浓度减小了0.25 mol·L-1,假设A、B的起始浓度为y,可得,解得y=1.5 mol·L-1,故5 min后B的浓度为1.5 mol·L-1-0.25 mol·L-1=1.25 mol·L-1。
8.根据反应4FeS2(固体)+11O2(气体)2Fe2O3(固体)+8SO2(气体),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,充入氧气
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或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0.64 mol·L-1·s-1×=0.88 mol·L-1·s-1。(3)此时间内SO2的生成速率为0.4 mol·L-1·s-1,则用O2表示的速率为0.4 mol·L-1·s-1×=0.55 mol·L-1·s-1,O2的变化浓度为0.55 mol·L-1·s-1×4 s=2.2 mol·L-1,开始时O2的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·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。
能力提升
1.不同条件下,用O2氧化a mol·L-1 FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是(　　)。
A.0~8 h内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越大
C.由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越大
D.60 ℃、pH=2.5时,4 h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a mol·L-1·h-1(浓度变化量=初始浓度×氧化率)
答案:B
解析:由题图中曲线可知,0~8 h内,随着时间的延长,Fe2+的氧化率逐渐增大,A项正确;由曲线②和③可知,当温度相同时,pH越小,Fe2+的氧化率越大,相同时间内Fe2+的氧化速率越大,B项错误;由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越大,C项正确;由曲线①和③可知,在其他条件相同的情况下,温度越高,氧化率越大,当50 ℃、pH=2.5时,前4 h内Fe2+的平均消耗速率为=0.15a mol·L-1·h-1,故当温度升高时,即60 ℃、pH=2.5时,4 h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a mol·L-1·h-1,D项正确。
2.A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应:aA(固体)+bB(气体)cC(气体)+dD(气体),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表。
反应时间/min n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol
t1 0.12 0.06 0.10
t2 0.06 0.12 0.20
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时刻v(D)= mol·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=5∶3
答案:C
解析:不能确定起始时B的物质的量,因此0~t1时间段内,不能确定B的变化量,即不能计算其反应速率,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、0.10 mol,所以b∶d=3∶5,D项错误。
3.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,发生反应:3A(气体)+xB(固体)4C(气体)+2D(气体)。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的量可增大反应速率
D.5 min末,容器内气体的压强是起始压强的1.4倍
答案:D
解析:5 min末测得容器中B、D的物质的量均为0.8 mol,Δn(B)∶Δn(D)=(2 mol-0.8 mol)∶0.8 mol=1.2 mol∶0.8 mol=x∶2,解得x=3,A项错误;发生的反应为3A(气体)+3B(固体)4C(气体)+2D(气体),0~5 min内,Δn(A)=Δn(B)=1.2 mol, v(A)==0.12 mol·L-1·min-1,B项错误;B为固体,其他条件不变,增加B的量反应速率不变,C项错误;5 min末,n(A)=1.8 mol,n(D)=0.8 mol,n(C)=1.6 mol,气体的物质的量之和为4.2 mol,容器内气体的压强是起始压强的=1.4倍,D项正确。
4.双氧水是常见的杀菌消毒剂,但H2O2不稳定、易分解,Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。
甲
乙
(1)若利用甲实验,可通过观察　　　　　　　现象,从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　,写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。若利用乙实验可进行定量分析,图中仪器A的名称为　　　　　　,实验时均以生成40 mL气体为标准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)将0.1 mol MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示,解释反应速率变化的原因:　　　　　　　　　　　　　　,H2O2初始物质的量浓度为　　　　　　　(保留到小数点后两位)。
(3)为了加深同学们对影响反应速率因素的认识,老师让同学们完成如下实验:在上述实验装置的锥形瓶内加入6.5 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸,10 s时收集产生的H2的体积为44.8 mL(标准状况),用稀硫酸表示10 s内的反应速率为　　　　　 mol·L-1·s-1(假设反应前后溶液的体积不变)。
答案:(1)产生气泡的快慢　可以消除阴离子不同对实验的干扰　2H2O22H2O+O2↑　分液漏斗　产生40 mL气体所需的时间
(2)随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减小　0.11 mol·L-1
(3)0.005
解析:(1)利用甲实验,可通过观察产生气泡的快慢来比较两种离子对H2O2分解的催化效果,将FeCl3改为Fe2(SO4)3,两种催化剂中的阴离子相同,才可以消除阴离子不同对实验的干扰。利用乙实验,还需要测定产生40 mL气体所需的时间,才能计算反应速率。(2)由图像可知,随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小。4 min时H2O2完全分解,共产生标准状况下的O2 60 mL,n(H2O2)=2×n(O2)=2×≈5.36×10-3 mol,c(H2O2)=≈0.11 mol·L-1。(3)标准状况下,H2为44.8 mL,即n(H2)=0.002 mol,则消耗的n(H2SO4)=0.002 mol,Δc(H2SO4)==0.05 mol·L-1,10 s内用稀硫酸表示的化学反应速率为0.005 mol·L-1·s-1。
3