高中化学第一单元 化学反应速率与反应限度第1课时课时作业

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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 ml·L-1·s-1是指1秒时某物质的浓度为0.1 ml·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.下列各组化学反应,反应速率最快的是( )。
答案:A
解析:化学反应速率主要由反应物本身的性质决定,F的非金属性最强,则F2与H2反应的速率最快。
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 ml·L-1·s-1,v(B2)=1.2 ml·L-1·s-1,v(C)=0.8 ml·L-1·s-1。则x和y的值分别为( )。
A.2和3B.3和2
C.3和1D.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.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
答案: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。
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 ml·L-1·min-1
B.0.2 ml·L-1·min-1
ml·L-1·min-1
D.0.4 ml·L-1·min-1
答案:B
解析:v(SO2)==0.2ml·L-1·min-1。
6.反应N2(气体)+3H2(气体)2NH3(气体),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
答案: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.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 ml·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 ml·L-1·min-1。
回答下列问题。
(1)5 min内A的平均反应速率为 ml·L-1·min-1。
(2)x= 。
(3)5 min时B的浓度为 ml·L-1。
答案:(1)0.15
(2)2
(3)1.25
解析:5min时D的浓度为0.5ml·L-1,则D的平均反应速率v(D)==0.1ml·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)=0.15ml·L-1·min-1,v(B)=v(D)=0.05ml·L-1·min-1。由此可知,在5min内A的浓度减小了0.75ml·L-1,B的浓度减小了0.25ml·L-1,假设A、B的起始浓度为y,可得,解得y=1.5ml·L-1,故5min后B的浓度为1.5ml·L-1-0.25ml·L-1=1.25ml·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 ml·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 ml·L-1,此时间内SO2的生成速率为0.4 ml·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 ml·L-1·s-1
(3)5.0 ml·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0.64ml·L-1·s-1×=0.88ml·L-1·s-1。(3)此时间内SO2的生成速率为0.4ml·L-1·s-1,则用O2表示的速率为0.4ml·L-1·s-1×=0.55ml·L-1·s-1,O2的变化浓度为0.55ml·L-1·s-1×4s=2.2ml·L-1,开始时O2的浓度为2.8ml·L-1+2.2ml·L-1=5.0ml·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.(2022江苏苏州高一检测)不同条件下,用O2氧化a ml·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 ml·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,0~8h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4h内Fe2+的平均消耗速率为=0.15aml·L-1·h-1,故当温度升高时,即60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15aml·L-1·h-1,D项正确。
2.(双选)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。
下列说法正确的是( )。
A.0~t1内,平均反应速率v(B)= ml·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时刻v(D)= ml·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=3∶5
答案:CD
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0.06ml、0.1ml,所以b∶d=3∶5,D项正确。
3.反应2SO2+O22SO3经过一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 ml·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 ml·L-1·s-1,则这段时间为( )。
A.0.1 sB.2.5 s
C.5 sD.10 s
答案:C
解析:SO3的浓度增加0.4ml·L-1,则O2的浓度减小0.2ml·L-1,=5s。
4.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 ml·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 ml·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 ml·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 ml·L-1的X溶液
D.10 ℃ 10 mL 2 ml·L-1的X溶液
答案: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。
5.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 ml 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 ml·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 ml·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 ml·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40mL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。4min时H2O2完全分解,共产生标准状况下的O260mL,n(H2O2)=2×n(O2)=2×≈5.36×10-3ml,c(H2O2)=≈0.11ml·L-1。(3)标准状况下,H2为44.8mL,即n(H2)=0.002ml,则消耗的n(H2SO4)=0.002ml,Δc(H2SO4)==0.05ml·L-1,10s内用稀硫酸表示的化学反应速率为0.005ml·L-1·s-1。选项
反应物
反应物浓度
反应温度
A
H2和F2
均为0.02 ml·L-1
5 ℃
B
H2和Br2
均为1 ml·L-1
200 ℃
C
H2和Cl2
均为1 ml·L-1
100 ℃
D
H2和N2
均为4 ml·L-1
300 ℃
反应时间/min
n(B)/ml
n(C)/ml
n(D)/ml
t1
0.12
0.06
0.10
t2
0.06
0.12
0.20