2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第1课时化学反应的快慢课后练习含解析鲁科版必修第二册

2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第1课时化学反应的快慢课后练习含解析鲁科版必修第二册

第1课时　化学反应的快慢 ‎1.下列哪些是影响化学反应速率的主要因素(　　)‎ A.压强 B.温度 C.催化剂 D.反应物的性质 答案D 解析影响化学反应速率大小的首要因素是内因,即反应物性质,其次才是外因。注意内因是反应物本身所固有的性质。‎ ‎2.用锌粒与过量稀硫酸反应制氢气,欲增大反应速率而不改变产生氢气的量,下列措施不可行的是(　　)‎ A.升高温度 B.滴加少量浓硫酸 C.滴加少量浓硝酸溶液 D.改用等质量的锌粉 答案C 解析升高温度反应速率增大,且不改变产生氢气的量,故A可行;滴加少量浓硫酸,反应物浓度增大,反应速率增大,且锌粒质量不变,产生氢气的量不变,故B可行;浓硝酸具有强氧化性,硝酸与锌粒反应不能生成氢气,故C不可行;锌粉与酸的接触面增大,反应速率增大,且生成氢气的量不变,故D可行。‎ ‎3.在温度不变的条件下,恒容容器中进行反应:N2O42NO2,若N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1要用10 s,则N2O4的浓度从0.07 mol·L-1降到0.04 mol·L-1时,所用时间(　　)‎ A.等于10 s B.等于5 s C.大于10 s D.小于10 s 答案C 解析反应物N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,此段时间内的平均反应速率v(N2O4)=‎0.1mol·L‎-1‎-0.07 mol·‎L‎-1‎‎10 s=0.003 mol·L-1·s-1,随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,反应速率也逐渐减小,则N2O4的浓度由0.07 mol·L-1降到0.04 mol·L-1时,此段时间内用N2O4表示的平均反应速率小于0.003 mol·L-1·s-1,所用时间t>‎0.07mol·L‎-1‎-0.04 mol·‎L‎-1‎‎0.003mol·L‎-1‎·‎s‎-1‎=10 s。‎ ‎4.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各项实验中最先出现浑浊的是(　　)‎ 实验 反应温 度/℃‎ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O V/mL c‎(mol·L‎-1‎)‎ V/mL c‎(mol·L‎-1‎)‎ V/mL A ‎25‎ ‎5‎ ‎0.1‎ ‎10‎ ‎0.1‎ ‎5‎ B ‎25‎ ‎5‎ ‎0.2‎ ‎5‎ ‎0.2‎ ‎10‎ C ‎35‎ ‎5‎ ‎0.1‎ ‎10‎ ‎0.1‎ ‎5‎ D ‎35‎ ‎5‎ ‎0.2‎ ‎5‎ ‎0.2‎ ‎10‎ 答案D 解析反应速率越大,反应首先出现浑浊现象。一般地,在影响化学反应速率的因素中温度的影响大于浓度的影响,因此反应温度在35 ℃时的反应速率大于温度在25 ℃时的反应速率,排除 - 6 -‎ 选项A、B;在温度相同时,物质的浓度越大,反应速率越快,由于0.2 mol·L-1>0.1 mol·L-1,所以D项实验反应速率最大,最先出现浑浊现象。‎ ‎5.在2 L密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入A和B的物质的量都是4 mol,前10秒A的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则10秒钟后容器中B的物质的量为(　　)‎ A.2.5 mol B.3.7 mol C.1 mol D.3 mol 答案D 解析A的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则10秒钟消耗A的物质的量是0.15 mol·L-1·s-1×2 L×10 s=3.0 mol,所以根据方程式可知消耗B的物质的量是1.0 mol,则剩余B的物质的量是3.0 mol,故选D。‎ ‎6.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中反应速率的变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值,气体体积为标准状况下的体积):‎ 时间/min ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 氢气的体积/mL ‎50‎ ‎120‎ ‎232‎ ‎290‎ ‎310‎ ‎(1)哪一时间段(指0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min)反应速率最大　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)哪一段时段的反应速率最小　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)写出2~3 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)　　　　　　。 ‎ ‎(4)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,该学生在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:A.蒸馏水、B.NaCl溶液、C.NaNO3溶液、D.CuSO4溶液、E.Na2CO3溶液,你认为可行的是　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)2~3 min　该反应是放热反应,此时间段温度高　(2)4~5 min　此时H+浓度小　(3)0.1 mol·L-1·min-1　(4)AB 解析(1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,产生气体的体积在标准状况下分别为50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min,这是由于该反应是放热反应,反应液温度升高,反应速率增大。(2)反应速率最小的时间段是4~5 min,此时温度虽然较高,但H+浓度很小,反应速率最小。(3)在2~3 min时间段内,n(H2)=0.112 L÷22.4 L·mol-1=0.005 mol,根据2HCl~H2可知,消耗HCl的物质的量为0.01 mol,浓度变化是0.1 mol·L-1,则v(HCl)=0.1 mol·L-1÷1 min=0.1 mol·L-1·min-1。(4)A.加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,A正确;B.加入NaCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,B正确;C.加入硝酸钠溶液,在酸性溶液中硝酸根具有强氧化性,与金属反应得不到氢气,C错误;D.加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu使生成H2的反应速率增大,但影响生成氢气的量,D错误;E.加入Na2CO3溶液,生成CO2气体,影响生成氢气的量,E错误。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.用2 g块状大理石与30 L 3 mol·L-1盐酸反应制取CO2气体,若要增大反应速率,可采取的措施是(　　)‎ ‎①再加入30 mL 3 mol·L-1盐酸　②改用30 mL 6 mol·L-1盐酸　③改用2 g粉末状大理石 ‎④适当升高温度 A.①②④ B.②③④‎ C.①③④ D.①②③‎ - 6 -‎ 答案B 解析①改用60 mL 3 mol·L-1盐酸,体积增大,但浓度不变,反应速率不变,错误;②改用30 mL 6 mol·L-1盐酸,反应物浓度增大,反应速率增大,正确;③改用3 g粉末状大理石,固体表面积增大,反应速率增大,正确;④适当升高温度,反应速率增大,正确。‎ ‎2.一定温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是(　　)‎ A.恒容充入N2‎ B.缩小体积使压强增大 C.恒容充入氦气,使压强增大 D.恒压充入氦气 答案C 解析恒容充入N2,则增大氮气的浓度,可以加快该化学反应的速率,故A不符合题意;缩小体积使压强增大,则增大各组分浓度,可以加快该化学反应的速率,故B不符合题意;恒容充入氦气,各组分浓度不变,速率不变,故C符合题意;恒压充入氦气,体积增大,各组分浓度减小,速率减小,故D不符合题意。‎ ‎3.‎ 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定反应过程中产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得如图曲线,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能依次是(　　)‎ 实验 组别 c(HCl)/(mol·L-1)‎ 温度/℃‎ 固体状态(Fe)‎ ‎1‎ ‎2.0‎ ‎30‎ 块状 ‎2‎ ‎2.5‎ ‎30‎ 块状 ‎3‎ ‎2.5‎ ‎50‎ 粉末状 ‎4‎ ‎2.5‎ ‎50‎ 块状 A.4、3、2、1 B.1、2、3、4‎ C.3、4、2、1 D.3、2、4、1‎ 答案C 解析影响化学反应速率的客观因素主要有温度、浓度、反应物的接触面积、催化剂等,本题中只涉及温度、浓度和反应物的接触面积,三者结合分析才能得到正确答案。‎ ‎4.某同学对水样中溶质M的分解速率的影响因素进行研究,在相同温度下,M的物质的量浓度( mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表:‎ ‎　时间/min c(M)‎‎(mol·L‎-1‎)‎‎　　‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ Ⅰ(pH=2)‎ ‎0.40‎ ‎0.28‎ ‎0.19‎ ‎0.13‎ ‎0.10‎ ‎0.09‎ Ⅱ(pH=4)‎ ‎0.40‎ ‎0.31‎ ‎0.24‎ ‎0.20‎ ‎0.18‎ ‎0.16‎ - 6 -‎ Ⅲ(pH=4)‎ ‎0.20‎ ‎0.15‎ ‎0.12‎ ‎0.09‎ ‎0.07‎ ‎0.05‎ Ⅳ(pH=4,‎ 含Cu2+)‎ ‎0.20‎ ‎0.09‎ ‎0.05‎ ‎0.03‎ ‎0.01‎ ‎0‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L-1·min-1‎ B.水样酸性越强,M的分解速率越大 C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D.由于存在Cu2+,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ大 答案D 解析在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为‎(0.40-0.10)mol·‎L‎-1‎‎20min=0.015 mol·L-1·min-1,A正确;根据实验Ⅰ、Ⅱ数据对比可判断水样酸性越强,M的分解速率越快,B正确;在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率是‎0.20mol·L‎-1‎-0.05 mol·‎L‎-1‎‎0.20mol·‎L‎-1‎×100%=75%,Ⅱ中M的分解百分率是‎0.40mol·L‎-1‎-0.16 mol·‎L‎-1‎‎0.40mol·‎L‎-1‎×100%=60%,C正确;根据题给数据可得Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ小,D错误。‎ ‎5.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min时,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。根据要求填空:‎ ‎(1)5 min时A的浓度c(A)=　　　　　　mol·L-1,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=　　　　　　mol。 ‎ ‎(2)B的平均反应速率v(B)=　　　　　　mol·L-1·min-1。 ‎ ‎(3)x的值为　　　　　　。 ‎ 答案(1)0.75　3　(2)0.05　(3)2‎ 解析经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,则D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,已知C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,根据速率之比等于化学计量数之比可知,x=2。‎ 设起始时A、B的物质的量浓度均为a mol·L-1,根据三段式法分析:‎ ‎　　　　　3A(g)　+　B(g)2C(g)+2D(g)‎ 起始/(mol·L-1) a a 0 0‎ 转化/(mol·L-1) 0.75 0.25 0.5 0.5‎ ‎5 min时/(mol·L-1) a-0.75 a-0.25 0.5 0.5‎ c(A)∶c(B)=3∶5,‎ 即(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5‎ 解得a=1.5‎ ‎(1)5 min时A的浓度c(A)=1.5 mol·L-1-0.75 mol·L-1=0.75 mol·L-1。反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=1.5 mol·L-1×2 L=3.0 mol。‎ ‎(2)前5 min内用B表示的平均反应速率v(B)=0.25 mol·L-1÷5 min=0.05 mol·L-1·min-1。‎ ‎(3)x的值为2。‎ ‎6.请根据下列有关规定的情景填空。‎ - 6 -‎ ‎(1)①右图是把除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中产生氢气的速率随时间的变化关系,曲线前段出现高峰的主要影响因素是　　　　　　　　　。 ‎ ‎②下图是过氧化氢在酶的催化作用下分解速率随温度的变化关系,曲线后段明显下降的主要影响因素是　　　　。 ‎ ‎(2)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图。在0~15小时内,CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为　　　　　　　(填序号)。 ‎ ‎(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图。‎ ‎①250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是　　　　　　　　　。 ‎ ‎②当温度的取值范围在　　　　　　时,温度是影响乙酸的生成速率的主要因素。 ‎ 答案(1)温度　浓度　(2)Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ　(3)温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低　300~400 ℃‎ 解析(1)①根据影响反应速率的因素分析,可能原因是反应放热,温度升高导致反应速率加快;②随着反应进行,反应物浓度降低,所以反应速率减慢。‎ ‎(2)反应速率可以用单位时间内甲烷的产量来衡量,从图像可以看出,在0~15小时内,CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ。‎ ‎(3)①已知催化剂对反应温度是有要求的,在250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低;②由上述分析可知,温度过高时催化剂催化效率降低,由图像可知300 ℃以后乙酸的生成速率随着温度升高又开始增大,所以当温度的取值范围在300~400 ℃时,温度是影响乙酸的生成速率的主要因素。‎ 贴近生活·拓展创新 - 6 -‎ ‎★汽车排放的尾气为大气污染源之一,目前可利用以下化学原理处理尾气:2NO+2CO2CO2+N2。‎ ‎(1)写出CO2的结构式:　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)一定条件下,在容积固定的容器中进行上述反应,CO浓度与时间关系如图所示:‎ 则反应速率v(a)、v(b)、v(c)的大小关系是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为研究如何提高该转化过程的反应速率,某课题组进行了以下实验探究。‎ ‎【资料查阅】‎ A.不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;‎ B.使用等质量相同的催化剂时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。‎ ‎【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验。‎ 实验 编号 实验 目的 T/℃‎ NO初始浓 度‎(mol·‎ L-1)‎ CO初始浓 度‎(mol·‎ L-1)‎ 同种催化 剂的比表 面积‎(m‎2‎·g‎-1‎)‎ c(CO)不变 时所用的 时间min Ⅰ 参照 实验 ‎280‎ ‎6.50×‎ ‎10-3‎ ‎4.00×‎ ‎10-3‎ ‎80‎ t Ⅱ ‎280‎ ‎6.50×‎ ‎10-3‎ ‎4.00×‎ ‎10-3‎ ‎120‎ ‎0.5t Ⅲ ‎360‎ ‎6.50×‎ ‎10-3‎ ‎4.00×‎ ‎10-3‎ ‎80‎ ‎0.2t ‎【结论】①实验编号Ⅱ的实验目的为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②课题组探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是温度,且升高温度时反应速率将　　　　(填“增大”“减小”或“无影响”)。 ‎ 答案(1)OCO　(2)v(a)>v(b)=v(c)‎ ‎(3)①探究催化剂比表面积对反应速率的影响　②增大 解析(1)CO2是共价化合物,碳原子与氧原子之间以共价双键结合。(2)a点CO浓度大,反应速率最快,b点CO浓度小,反应速率慢,即v(a)>v(b)=v(c)。(3)实验Ⅰ、Ⅱ中催化剂的比表面积不同,其他条件相同,则实验Ⅱ的目的是探究催化剂比表面积对反应速率的影响。实验Ⅱ、Ⅲ与实验Ⅰ的不同实验条件有温度和催化剂的比表面积,故探究的外界条件还有温度,且温度越高,反应速率越快。‎ - 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