1、化学反应的快慢(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.(教材二次开发教材习题改编)现欲用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,为了提高该反应的反应速率,拟向溶液中加入下列物质,你认为可行的是()A.蒸馏水B.氯化钠固体C.浓硫酸D.浓盐酸【解析】选D。其中A选项可以使溶液稀释,反应速率减慢;B项对反应速率没有影响;C项,不能用硫酸与碳酸钙制备二氧化碳;D项可以增大盐酸的浓度,化学反应速率增大。【加固训练】100 mL 0.6 molL-1 H2SO4溶液与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但不影响生成H2的总量,可向反应物中加入适量的()A
2、.Na2CO3固体B.NaNO3溶液C.K2SO4固体D.K2SO4溶液【解析】选D。Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2,加入Na2CO3固体,锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量都减小;加入NaNO3,N在酸性条件下具有强氧化性,与锌反应不能放出H2,所以锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量都减小;加K2SO4固体,增大了S的浓度,锌与H2SO4溶液反应的速率和生成H2的总量与S的浓度无关,反应速率和生成H2的总量都不变;加K2SO4溶液,降低溶液中H+的物质的量浓度,但H+的物质的量不变,化学反应速率减小但生成H2的总量不变。2.(2020菏泽高一检测)在
3、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 molL-1降到0.07 molL-1要用10 s,则N2O4的浓度从0.07 molL-1降到0.04 molL-1时,所用时间()A.等于10 sB.等于5 sC.大于10 sD.小于10 s【解析】选C。反应物N2O4的浓度由0.1 molL-1降到0.07 molL-1,此段时间内的平均反应速率v(N2O4)=0.003 molL-1s-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 molL-1降到0.04 molL-1时,此段时间内用N2O4表示的平均反应速率
4、小于0.003 molL-1s-1,所用时间t=10 s。【加固训练】已知某反应aA(g)+bB(g)2C(g)的各物质浓度数据如下:ABC起始浓度/molL-13.01.002 s末浓度/molL-11.80.60.8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.934B.312C.213D.321【解析】选B。2 s内A、B、C的浓度变化分别为1.2 molL-1、0.4 molL-1和0.8 molL-1,其比例为1.20.40.8=312,即化学方程式中各物质的化学计量数之比是312。3.(2020宿州高一检测)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO
5、4Na2SO4+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H2OV/mLc/(molL-1)V/mLc/(molL-1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210【解析】选D。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 molL-10.1 molL-1,所以D项实验反应速率最大,最先出现浑浊现
6、象。4.已知反应A2+3B22C,以下有关该反应的反应速率的表示中,最快的是()A.v(B2)=0.8 molL-1s-1B.v (A2)=0.4 molL-1s-1C.v(C)=0.6 molL-1s-1D.v(B2)=4.2 molL-1min-1【解析】选B。根据“同一反应中,用不同物质表示反应速率时,其数值之比等于化学计量数之比”,将选项中所给反应速率均转化为v(B2)可得B项为1.2 molL-1s-1、C项为0.9 molL-1s-1。特别注意,需将D项的单位进行换算,则为0.07 molL-1s-1。5.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一体积可变的密闭容器中进行
7、。下列条件的改变对其化学反应速率几乎没有影响的是()增大C的用量将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入N2使容器内压强增大保持压强不变,充入N2使容器体积增大保持体积不变,充入水蒸气温度升高A.B.C. D.【解析】选B。C为固体,增大C的用量,化学反应速率不变;将容器体积缩小,增大反应物浓度,反应速率加快;体积不变,充入N2,反应物浓度不变,化学反应速率不变;充入N2,体积增大,反应物的浓度减小,反应速率减慢;体积不变,充入水蒸气,增大反应物浓度,反应速率加快;升高温度,反应速率加快。【加固训练】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四个实验,不正确的是()A.
8、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与相同浓度的盐酸反应,大理石粉反应快C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解D.向两支试管中分别加入等体积等浓度的H2O2溶液,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管,产生氧气的快慢不同【解析】选A。影响化学反应速率的因素很多,外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等因素外还有光、固体颗粒大小、超声波等,而A项中的镁和铝是由于其活泼性不同,决定了反应的速率不同。6.(2020东营高一检测)在2 L密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)2C(
9、g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 molL-1s-1,则10 s时,容器中B的物质的量是()A.1.6 molB.2.8 molC.2.4 molD.1.2 mol【解析】选B。根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,可得v(B)=0.5v(A)=0.50.12 molL-1s-1=0.06 molL-1s-1,则c(B)=0.06 molL-1s-110 s=0.6 molL-1,n(B)=0.6 molL-12 L=1.2 mol,故10 s时容器中B的物质的量为4 mol-1.2 mol=2.8 mol。【加固训练】已知
10、4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为()A.4v(NH3)=5v(O2)B.5v(O2)=6v(H2O)C.2v(NH3)=3v(H2O)D.4v(O2)=5v(NO)【解析】选D。在同一化学反应里,各物质的速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)=4v(O2);B选项应为6v(O2)=5v(H2O);C选项应为3v(NH3)=2v(H2O)。7.进行如下实验,在A锥形瓶中放入10 g块状的碳酸钙,在B锥形瓶中放入5 g粉末状的碳酸钙,分别加入50 mL 1 mol
11、L-1盐酸,如图中能正确表示实验结果的是(注:x时间、y锥形瓶中碳酸钙减少的质量)()【解析】选C。碳酸钙粉末与盐酸的反应速率比碳酸钙块状固体的反应速率要大,在盐酸的物质的量为少量的情况下,消耗的碳酸钙的质量最终是相等的。【加固训练】将锌粒投入一定浓度的稀硫酸中,实际反应速率和时间的关系与下图最接近的是()【解析】选D。锌和稀硫酸反应放热,开始时,浓度比较大,且随反应进行温度升高,所以反应速率逐渐加快,但是随着反应进行到一定程度,浓度对反应速率的影响较大,所以随着硫酸浓度越来越小,反应速率越来越慢。8.(2020德州高一检测)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学
12、分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是()A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小B.若图甲所示实验中反应速率为,不一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C.用图乙所示装置测定反应速率,只能测定反应产生的气体体积无法测定生成一定体积气体所用的时间D.为检查图乙所示装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开注射器活塞,观察活塞是否回到原位【解析】选C。图甲所示实验中没有说明两反应液的温度是否相同,而且没有实验Cl-和S对应的影响,故该实验不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,B正确。C项通过该装置可测定单位时
13、间内生成气体的体积或生成相同体积气体所用的时间。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(15分)(2020潍坊高一检测)一般情况下,金属越活泼,与酸反应的速率越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢,某研究性学习小组设计了如图的实验:取A、B、C三支试管,分别加入2 mL浓度相同的盐酸溶液。分别加入足量的、质量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉,立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式:_。(2)气球膨胀速度最快的是_(填试管编号)。(3)该实验表明,实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是 _。(4)步骤是实验获得成功的关键,你认为在操作过
14、程中各小组成员之间应该如何操作?_。【解析】(1)铁与盐酸反应,铁转变为亚铁,即生成氯化亚铁和氢气;(2)三种金属中,镁的活动性最强,放出氢气速率最大,所以放入镁的A试管气球膨胀速度最快;(3)实验室制取气体时要求反应速度不能太快,反应太剧烈不易收集;也不能反应速度太慢,太慢收集需要太长时间;镁与酸反应太快、铁反应速度太慢,实验室制取氢气时不选用这两种金属。答案:(1)Fe+2HClFeCl2+H2(2)A(3)镁与盐酸反应产生氢气过快不易控制,而铁与盐酸反应产生氢气较慢影响实验时间(4)应把金属粉末先分别放入气球中再将气球套在试管上,同时将气球提起,让金属粉末同时落入盐酸中以保证反应同时开始
15、又不损失氢气10.(15分)(1)少量铁粉与100 mL 0.01 molL-1的稀盐酸反应,反应速率较慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的_(填字母)。加H2O;滴入几滴浓硝酸;滴入几滴浓盐酸;加CH3COONa固体;加NaCl固体;升高温度(不考虑盐酸挥发);改用10 mL 0.1 molL-1盐酸A.B.C.D.(2)填写下列事实中影响化学反应速率的因素。事实影响条件黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的颗粒葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度,可是在人体正常温度下就被氧化食物放在冰箱里能延长保质期【解析】该反应的本质是Fe+2H+Fe2+H2,所以要加快反应速率同时不改变H
16、2的产量可以采取升高温度、增大H+浓度、增大接触面积、使用催化剂等措施。加入浓硝酸虽然增大了H+浓度,但Fe与HNO3反应不会产生H2,会使H2的量减少;Na+和Cl-不参与反应,故加NaCl固体对反应速率无影响。答案:(1)C(2)反应物的表面积催化剂温度(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)11.(双选)(2020石嘴山高一检测)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是()A.反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大B.一段时间后,反应速率减小的原因是c(H+)增大C.反应在24 min内平均反应速率
17、最大D.反应在24 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.06 molL-1s-1【解析】选B、D。随着反应进行c(H+)减小,而前4 min内反应速率变大,根据反应是放热反应,可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,A正确,B错误;在24 min内n(CO2)的变化量最大(或由曲线的斜率最大),可判断出平均反应速率最大,C正确;由题意及图可知,该题不知道容器体积,故不能表示出反应速率,D不正确。12.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)。现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2
18、,4 min后,测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率的式子中不正确的是()A.v(N2)=0.125 molL-1min-1B.v(H2O)=0.375 molL-1min-1C.v(O2)=0.225 molL-1min-1D.v(NH3)=0.250 molL-1min-1【解析】选C。 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)起始量/mol 4 3 0 0转化量/mol 4x 3x 2x 6x4 min后量/mol4-4x 3-3x 2x 6x根据题意,则有=0.4,解得:x=0.5。则4 min内H2O的变化浓度为c(H2O
19、)=1.5 molL-1,v(H2O)=0.375 molL-1min-1,再由各物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得其他各物质表示的反应速率分别为:v(N2)=0.125 molL-1min-1,v(NH3)=0.250 molL-1min-1,v(O2)=0.1875 molL-1min-1。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)13.(2020连云港高一检测)(1)在反应A(g)+3B(g)2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 molL-1min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为_molL-1min-1。(2)在2 L的密闭容器中,充入2
20、 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为_。(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 molL-1s-1,则在2 s时,容器中有_mol A,此时C的物质的量浓度为_。【解析】(1)根据化学方程式中的计量数关系:=,v(B)=3v(A)=30.2 molL-1min-1=0.6 molL-1min-1。(2)解法一:3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol-1.9 mol=0.1
21、 mol,根据化学方程式N2+3H22NH3,可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol,根据化学反应速率的计算公式,v(H2)=0.05 molL-1s-1。解法二:先计算出用N2表示的化学反应速率:v(N2)= molL-1s-1,再根据化学方程式的计量数关系,计算出用H2表示的化学反应速率:v(H2)=3v(N2)=0.05 molL-1s-1。(3) 3A(g) + B(g) 2C(g)起始浓度(molL-1) 1.0 0.5 0变化浓度(molL-1) 0.062=0.12 0.04 0.082 s时浓度(molL-1)1.0-0.12=0.88 0.5-0.04=0.460.08则2 s时,n(A)=0.88 molL-110 L=8.8 mol,c(C)=0.08 molL-1。答案:(1)0.6(2)0.05 molL-1s-1(3)8.80.08 molL-1- 9 -
