同步精练精析鲁科版必修2：221化学反应的快慢

2.2.1 化学反应的快慢
【典例导悟】
【典例1】在SO2、O2转化为SO3的反应中，SO2的起始浓度为2 mol·L－1，O2的起始浓度为4 mol·L－1，3 min后SO3的浓度为1.5 mol·L－1。计算该反应以SO2为标准的反应速率是多少？3 min时SO2和O2的浓度各是多少？
【变式训练】1.（2010·连云港高一检测）在2A+B 3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是( )
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
【典例2】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是
A.4—3—2—1 B.1—2—3—4
C.3—4—2—1 D.1—2—4—3
【思路点拨】解答本题要注意以下两点：
（1）先分析图中4条曲线对应的反应速率
的快慢。
（2）根据反应分析影响反应速率的条件。
【自主解答】选A、C。由图知，反应速率：a＞b＞c＞d;由外界条件对反应速率的影响知，温度高、浓度大、固体表面积大，反应速率就快，则1组最慢，2组稍快，由于3组温度高但固体表面积小，4组温度低但固体表面积大，因此，无法确定3组与4组的反应速率的快慢，但均比2组快，故A、C项均有可能。
【互动探究】表面积大小相同的铁跟足量的同浓度的盐酸反应时，铁的质量的多少对化学反应速率有影响吗？对产生气体的多少有影响吗？
提示：影响铁与盐酸反应速率的因素主要有：温度、H+浓度大小以及固体表面积的大小，铁质量的多少不影响化学反应速率，但因为盐酸足量，质量多的铁产生的氢气多。
【学业达标训练】
1.（2010·双鸭山高一检测）下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为“0.8 mol/(L·s)”表示的意思是：时间为1 s时，某物质的浓度为0.8 mol/L
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，反应现象越明显
【解析】选C。A项，固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；B项，
0.8 mol/(L·s)表示1 s时间内，某物质的浓度变化了
0.8 mol/L;D项，有些化学反应速率很快，但无明显现象，如中和反应：盐酸和氢氧化钠溶液反应。
2.已知某反应的各物质浓度数据如下：
aA(g)+bB(g) 2C(g)
起始浓度(mol·L-1) 3.0 1.0 0
2 s末浓度（mol·L-1） 1.8 0.6 0.8
据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是( )
A.9∶3∶4 B.3∶1∶2
C.2∶1∶3 D.3∶2∶1
【解析】选B。化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比，所以有
a∶b∶2=1.2∶0.4∶0.8,推出a=3,b=1,B项正确。
3.决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂
④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤ B.⑤ C.①④ D.①②③④
【解析】选B。决定化学反应速率的主要因素是内因，即反应物本身的性质；温度、压强、浓度、催化剂是影响化学反应速率的外因。
4.（2010·广州高一检测）已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（ ）
【解析】选D。探究温度对反应速率的影响，应在其他条件都相同，不同温度下比较反应速率的大小。
5.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是（ ）
【解析】选C。A项防止铁门生锈，B项防止橡胶老化，D项防止木头腐烂均为了减慢化学反应速率。C项是为了使炉火更旺，加快化学反应速率。
6.下列实验中，反应速率加快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.H2O2中加入少量MnO2，即可迅速放出气体
C.将炭块粉碎成粉末状，可使燃烧更加充分
D.电解水时，加少量硫酸可使电解速率加快
【解析】选B。A项，KClO3分解产生O2，使c（O2）变大，燃烧速率加快；B项，MnO2是H2O2分解的催化剂；C项，增大了固体物质的表面积，加快燃烧速率；D项，加H2SO4强电解质的目的是增强溶液的导电性。
7.（多选）（2010·广州高一检测）将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是（ ）
A.盐酸浓度不同，用量增大一倍
B.盐酸浓度增加一倍，用量减到1/2
C.增大碳酸钠粉末的用量
D.使反应在较高温度下进行
【解析】选B、D。影响盐酸与Na2CO3粉末反应速率的因素主要是温度和H+的浓度，Na2CO3粉末的用量不会影响反应速率。
8.在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率。
（1）集气瓶中氢气和氯气的混合气体，在瓶外点燃镁条时，混合气体爆炸 ________。
（2）熔化的KClO3放出气泡速率很慢，撒入少量MnO2很快产生气体 _________。
（3）同浓度同体积的盐酸中放入同样大小的镁条和铝条，产生气体有快有慢 __________。
（4）夏天食品易变质，而冬天不易发生该现象 ______。
（5）同样大小的石灰石分别在1 mol·L-1盐酸和
0.1 mol·L-1盐酸中反应速率不同 _________。
【解析】影响化学反应速率的因素有：反应物本身的性质、温度、浓度、压强、催化剂、光照、接触面积等，结合题目即可得到答案。
答案：（1）光照 （2）催化剂 （3）反应物本身的性质 （4）温度 （5）浓度
9.将化合物A的蒸气2 mol充入0.5 L容器中加热，发生分解反应2A（g）===== B（g）+nC（g）,反应到3 min时，容器中A的浓度为1.6 mol/L，并测得这段时间内，用C的浓度变化表示的平均反应速率v(C)=1.2 mol/(L·min)。
(1)求化学方程式中的化学计量数n的值；
(2)以B的浓度变化表示该反应的平均速率。
【素能综合检测】
2.（2010·双鸭山高一检测）对于反应A2+3B2 === 2C来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是( )
A.v(B2)=0.8 mol/(L·s)
B.v(A2)=0.4 mol/(L·s)
C.v(C)=0.6 mol/(L·s)
D.v(B2)=4.2 mol/(L·s)
【解析】选D。可将v(A2)、v(B2)、v(C)分别除以A2、B2、C在反应方程式中的化学计量数加以比较，商值越大的，速率越快。
3.（2010·福州高一检测）在下列四种反应条件下，锌和盐酸反应速率最快的是（ ）
A.20 ℃时，将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中
B.20 ℃时，将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中
C.50 ℃时，将锌片放入0.01 mol·L-1的稀盐酸中
D.50 ℃时，将锌片放入0.1 mol·L-1的稀盐酸中
【解析】选D。对于锌与盐酸反应，温度越高，H+浓度越大，反应速率越快。
4.（2010·中山高一检测）对于反应A+B====C，下列条件的改变一定能使化学反应加快的是（ ）
A.增加A的物质的量
B.升高体系的温度
C.减少C的物质的量
D.增加体系的压强
【解析】选B。若A或C为固体或纯液体，则增加或减少它们的用量对反应速率没有影响；改变压强只对有气体参加的反应速率有影响。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（10分）（思维拓展题）把放在空气中一段时间的
5.0 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图的坐标曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线OA段不产生氢气的原因是 ___________，
有关的离子方程式是 ___________。
(2)曲线AB段产生氢气的速率较慢的原因是 __________。
(3)曲线BC段产生氢气的速率较快的主要原因 _______。
(4)曲线到C以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________________ 。
【解析】(1)在空气中放置一段时间的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先与氧化铝反应，不会产生氢气。
(2)开始时，由于溶液温度低，且只有部分H2SO4溶液与铝片反应，因此AB段反应速率较慢。
(3)由于Al与H+的反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度升高，反应速率加快。
(4)一段时间后，由于c（H+）大大减小，成为影响反应速率的主要因素，因而反应速率又逐渐下降。
答案：(1)铝片表面有Al2O3，硫酸首先与表面的Al2O3反应Al2O3+6H+====2Al3++3H2O
(2)只有部分硫酸与铝片作用且溶液温度低
(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率
(4)随着反应的进行，硫酸溶液的浓度下降
7.（8分）（2009·六安高一检测）我校化学兴趣小组的小王同学用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
（1）该实验的目的是探究 ________ 对锌和稀盐酸反应速率的影响；
（2）实验①和②表明 ________ ，化学反应速率越大；
（3）能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 _________ 和 _________ ；
（4）请你设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响： ___________ 。
【解析】从表中内容看出是探究温度与固体表面积对反应速率的影响，由①、②两组数据看出，温度高时，反应速率快，由②、③两组数据看出，固体表面积越大，反应速率越快。要设计实验探究盐酸浓度对该反应速率的影响应在相同条件下测定不同浓度的盐酸与Zn片反应的速率等，合理即可。
答案：（1）固体表面积、温度
（2）反应物温度越高
（3）② ③
（4）相同条件下，取相同质量的薄锌片与不同浓度的盐酸反应，测量收集100 mL气体所需的时间（其他合理答案均可）
8.（12分）（2009·醴陵高一检测）某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了科学探究，采集的数据见下表：
（1）表一：用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间（秒）
请问：①该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、____、 ________ 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？ ___________ 。
（2）将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5 mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果见表二：
③写出H2O2分解的化学方程式 ________ 。
④实验结果说明催化剂作用的大小与 ______ 有关。
【解析】从表一可看出，实验探究了浓度、温度和催化剂对反应速率的影响，温度升高时，反应速率加快，加催化剂时，反应速率加快；从表二看出粉末状MnO2催化效果更好。
答案：（1）①温度 催化剂 ②其他条件不变时，升高温度（或增大浓度）化学反应速率增大或加催化剂化学反应速率增大
（2）③2H2O2========2H2O+O2↑
④催化剂的聚集状态或表面积