高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率第1课时一课一练

第一节　化学反应速率

第1课时　化学反应速率　影响化学反应速率的因素

基础巩固

1.下列说法中正确的是(　　)。

A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示

B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比

C.对任何化学反应,反应速率越大,反应现象越明显

D.无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值,也可能为负值

答案:B

解析:A项,化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示,而非质量变化;C项,有些反应如H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,反应进行很快,但现象不明显;D项,化学反应速率均为正值,没有负值。

2.在一个密闭容器中盛有N2和H2,其起始浓度分别是1.8 mol·L-1和5.4 mol·L-1,在一定条件下发生反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度是0.8 mol·L-1,则在这10 min内NH3的平均反应速率是(　　)。

A.0.16 mol·L-1·min-1

B.0.2 mol·L-1·min-1

C.0.1 mol·L-1·min-1

D.1.6 mol·L-1·min-1

答案:B

解析:v(N2)=-=0.1mol·L-1·min-1,v(NH3)=2v(N2)=0.2mol·L-1·min-1。

3.20 ℃时,将0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合,2 min后溶液出现明显浑浊(发生的反应为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)。已知温度每升高10 ℃,该反应的化学反应速率增大到原来的3倍,那么50 ℃时,同样的反应要明显地出现浑浊,所需时间是(　　)。

A.24 s B.4.44 s

C.13.33 s D.40 s

答案:B

解析:由题意知,=27,出现浑浊所需时间与速率成反比,所以50℃时,同样的反应要明显地出现浑浊,所需时间是=4.44s。

4.在四个不同的容器中,在不同条件下进行合成氨反应,在不同时间段内测得下列化学反应速率,其中最大的是(　　)。

A.v(H2)=0.2 mol·L-1·min-1

B.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1

C.v(N2)=0.02 mol·L-1·s-1

D.v(H2)=0.04 mol·L-1·s-1

答案:C

解析:都用一种物质表示,且采用相同单位。A项v(H2)=0.2mol·L-1·min-1;B项v(H2)=3v(N2)=0.2mol·L-1·min-1×3=0.6mol·L-1·min-1;C项v(H2)=3v(N2)=0.02mol·L-1·s-1×3=0.02×3×60mol·L-1·min-1=3.6mol·L-1·min-1;D项v(H2)=0.04×60mol·L-1·min-1=2.4mol·L-1·min-1。可见C项反应速率最大。

5.反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的热量,该反应的速率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:

①2NO+H2N2+H2O2(慢)

②H2O2+H22H2O(快)

T℃时测得有关实验数据如下:

下列说法错误的是(　　)。

A.整个反应速率由第①步反应决定

B.该温度下k=5 000

C.该反应的速率表达式:v=5 000 c(NO)·c2(H2)

D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-664 kJ·mol-1

答案:C

解析:由①、②两反应知,反应过程中反应慢的反应决定整个反应速率,整个反应速率由第①步反应决定,A项正确。比较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知,NO浓度不变,H2浓度增大一倍,反应速率增大一倍;比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知,H2浓度不变,NO浓度增大一倍,反应速率增大为原来的四倍,据此得到速率方程:v=kc2(NO)·c(H2)。依据实验Ⅰ中数据计算k=5000,则题给反应的速率表达式为v=5000c2(NO)·c(H2),B项正确、C项错误。反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2放出166kJ的热量,生成28gN2应放出热量664kJ,则热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)    ΔH=-664kJ·mol-1,D项正确。

6.为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下实验,其中不合理的是(　　)。

A.将大小形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大

B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉末与相同浓度的盐酸反应,大理石粉末反应快

C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,发现光照可以加快浓硝酸的分解

D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,加入少量二氧化锰的试管中产生氧气快

答案:A

解析:A项中反应物不同,相同条件下反应速率不同,金属性较强的镁与同浓度盐酸反应的速率较大。

7.现欲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)实验过程如图所示,分析判断:　　　　段化学反应速率最大,　　　段收集的二氧化碳最多。 

A.OE　　　B.EF　　　C.FG

(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

(3)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?(写出两条)

答案:(1)B　B　(2)AC　(3)降低反应温度、减小固体的表面积

解析:(1)EF段对应的CO2体积最大,表示该段内收集到的CO2最多;并且EF段对应的时间段最小,所以EF段化学反应速率最大。

(2)加入蒸馏水和氯化钠溶液都能使盐酸的浓度降低,化学反应速率减小。加入氯化钠固体不能改变盐酸的浓度,不能改变化学反应速率;加入浓盐酸增加了H+的浓度,化学反应速率增大。

(3)降低反应温度、减小固体的表面积等,可使化学反应速率减小。

8.在某化学反应中,反应混合物A、B、C的物质的量浓度(mol·L-1)与时间t(s)的关系如表所示。

(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)用A的浓度变化表示200~800 s内反应的平均反应速率为　　　　 mol·L-1·min-1。

(3)用C的浓度变化表示400~800 s内反应的平均反应速率为　　　　　 mol·L-1·s-1。 

答案:(1)2A4B+C　(2)0.045　(3)3.5×10-4

解析:(1)反应中A的浓度减小,B、C浓度增大,所以A为反应物,B、C为生成物。在200~800s内,Δc(A)=-0.45mol·L-1,Δc(B)=0.9mol·L-1,Δc(C)=0.225mol·L-1,则v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶4∶1,因此反应的化学方程式为2A4B+C。

(2)200~800s内,Δc(A)=1.00mol·L-1-1.45mol·L-1=-0.45mol·L-1,Δt=600s=10min,

v(A)=-=0.045mol·L-1·min-1。

(3)400~800s内,Δc(C)=0.32mol·L-1-0.18mol·L-1=0.14mol·L-1,Δt=400s,

v(C)==3.5×10-4mol·L-1·s-1。

能力提升

1.(双选)在一定温度下,100 mL 6 mol·L-1的硫酸与过量锌粉反应,为了减小反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的(　　)。

A.硫酸钠固体 B.水

C.硫酸钾溶液 D.硝酸钾溶液

答案:BC

解析:加入水或硫酸钾溶液都可减小溶液中H+的浓度,但不影响H+的物质的量,所以能减小反应速率,且不影响生成氢气的总量。加入硝酸钾溶液,引入N,酸性条件下N与锌反应不生成氢气。加入硫酸钠固体对反应速率无影响。

2.把下列4种X的溶液分别加入4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。其中反应速率最大的是(　　)。

A.20 mL 3 mol·L-1的X溶液

B.20 mL 2 mol·L-1的X溶液

C.10 mL 4 mol·L-1的X溶液

D.10 mL 2 mol·L-1的X溶液

答案:A

解析:最后均加水稀释到50mL,所以要比较加入的X的物质的量。将四个选项中X溶液的体积与浓度相乘,求出X的物质的量,经过比较,可知A项中X的物质的量最大,加水稀释到50mL时其浓度最大,反应速率最大。

3.(双选)在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表:

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)。

A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1

B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)>3.3×10-2 mol·L-1·min-1

C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1

D.反应至6 min时,H2O2分解了50%

答案:BC

解析:10mL溶液中含有H2O2的物质的量为0.01L×0.4mol·L-1=0.004mol,6min时,氧气的物质的量为=0.001mol,根据2H2O22H2O+O2↑可知,0~6min内, Δc(H2O2)=-=-0.2mol·L-1,v(H2O2)=-≈3.3×10-2mol·L-1·min-1,A项正确。随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率也逐渐减小,所以6~10min的平均反应速率小于前6min的平均速率,即小于3.3×10-2mol·L-1·min-1,B项错误。6min时,c(H2O2)=0.4mol·L-1-0.2mol·L-1=0.2mol·L-1,H2O2分解率为50%,C项错误、D项正确。

4.“碘钟”实验中,3I-+S2+2S的反应速率可以用与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃条件下进行实验,得到的数据如下表:

回答下列问题。

(1)该实验的目的是                                                    　。 

(2)表格中t1=　　　　　　。 

(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃时进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为　　　　。 

A.<22.0 s　　　　

B.22.0~44.0 s

C.>44.0 s 

D.数据不足,无法判断

(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是                                            　。 

答案:(1)研究反应物I-与S2的浓度对反应速率的影响

(2)29.3

(3)A

(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)

解析:(2)分析所给数据,可以得出显色时间与c(I-)·c(S2)数值成反比,利用①⑤两组数据,可知两组实验中c(S2)相同,而c(I-)⑤是①的3倍,因此⑤所用显色时间是①的,即≈29.3s。

(3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。

5.有一化学反应:aA+bBC,根据影响化学反应速率的因素可得v(C)=k·cm(A)·cn(B),其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在25 ℃时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:

(1)根据上表可求得:m=　　　　,n=　　　　,k=　　　　,k的单位是　。

(2)若a=m,b=n,当c(A)=c(B)=2.0 mol·L-1时,求以B表示的初始反应速率。

答案:(1)1　2　1.2×10-2　L2·mol-2·s-1

(2)v(B)=0.192 mol·L-1·s-1

解析:(1)用B的初始浓度数据相同,A的初始浓度数据成倍数关系的两组,如选编号为1、2的两组,即可求出m=1。同样方法,如选编号为1、4的两组,求出n=2。将m=1、n=2代入其中一组数据(如选编号为1的组)即可求出k=1.2×10-2L2·mol-2·s-1。

(2)以C表示的初始反应速率v(C)=1.2×10-2L2·mol-2·s-1×2.0mol·L-1×(2.0mol·L-1)2 =9.6×10-2mol·L-1·s-1,v(B)=2v(C)=2×9.6×10-2mol·L-1·s-1=0.192mol·L-1·s-1。