1、专题2化学反应与能量转化第一单元化学反应速率与反应限度第1课时化学反应速率1.镁是生产铝合金必需的添加材料。镁合金被公认为“21世纪绿色环保新型材料”,可广泛运用于航空航天、汽车等10多个领域。现把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由下图表示。在下列因素中对产生H2速率没有影响的是()A.溶液的温度B.镁条的表面积C.Cl-的浓度D.H+的浓度解析:镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+Mg2+H2,该反应与Cl-无关,Cl-浓度不影响生成氢气的反应速率。答案:C2.合成氨反应在工业生产中非常重要。在N2+3H22NH3反应中,自反应开始至2 s末,氨的浓度由0变为0.4 mol
2、L-1,则以氢气的浓度变化表示该反应在2 s内的平均反应速率是()A.0.3 molL-1s-1B.0.4 molL-1s-1C.0.6 molL-1s-1D.0.8 molL-1s-1解析:v(NH3)=0.42 molL-1s-1=0.2 molL-1s-1,由反应速率之比等于化学方程式中各相应物质分子式前的化学计量数之比:v(H2)v(NH3)=32,v(H2)=32v(NH3)=320.2 molL-1s-1=0.3 molL-1s-1。答案:A3.下列措施对增大反应速率明显有效的是()A.Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将铝粉改为铝片B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用质量分数为98
3、.3%的硫酸C.Zn与稀硫酸反应时,适当提高溶液的温度D.Na与水反应时增大水的用量解析:浓硫酸与Fe反应不能生成氢气;水为纯液体,增大水的用量对反应速率无影响。答案:C4.可逆反应A+3B2C+2D在四种不同的情况下,反应速率分别为:vA=0.15 mol(Ls)-1,vB=0.6 mol(Ls)-1,vC=0.4 mol(Ls)-1,vD=0.45 mol(Ls)-1。则以上四种情况下反应速率由大到小排列正确的是()A.B.=C.=D.解析:将三种情况下的速率换算成以A物质表示的速率来比较。vA=0.6mol(Ls)-13=0.2 mol(Ls)-1vA=0.4mol(Ls)-12=0.2
4、 mol(Ls)-1vA=0.45mol(Ls)-12=0.225 mol(Ls)-1故=。答案:C5.用铝粉和碘甲烷(CH3I)制备(CH3)3Al时,于100 条件下搅拌65 h,产率为0;若用超声波,则室温下2.5 h,产率可以达到96%。下列有关叙述正确的是()A.超声波加快反应速率的作用大于搅拌B.超声波使铝粉在碘甲烷(CH3I)中乳化为胶体 C.超声波使反应物局部急骤升温D.超声波使碘甲烷(CH3I)分解成碘和甲烷的速率加快 解析:搅拌时(CH3)3Al的产率为0,说明在搅拌条件下,铝粉和碘甲烷不反应;若用超声波则在室温条件下短时间内产率就很高,说明超声波可以大大加快铝粉和碘甲烷的
5、反应速率。答案:A6.已知:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S+H2O,则在相同温度下,下列反应中反应速率最慢的是()反应物Na2S2O3H2SO4V(mL)c(molL-1)V(mL)c(molL-1)A200.1200.1B100.1100.1C100.1100.05D200.05200.05解析:在温度相同的条件下,反应物的浓度越大,化学反应速率越大。D项中两种反应物的浓度均最小,反应速率最慢。答案:D7.(双选)由于催化作用使反应速率加快的是()A.利用KClO3固体加热分解制氧气时,加入少量MnO2固体B.加热H2O2水溶液制氧气时,加入少量MnO2固体C.实验室用浓
6、盐酸制氯气,需加入MnO2固体加热D.锌与盐酸反应时,加入少量稀硫酸解析:C中的MnO2是反应物,D中加入的稀硫酸不是催化剂。答案:AB8.甲、乙两个容器内都进行AB的反应,甲容器内每分钟减少4 mol A,乙容器内每分钟减少2 mol A,则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率()A.快B.慢C.相等D.无法判断解析:缺少条件,无法计算物质浓度的变化量。答案:D9.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:铁门表面喷漆可以减缓铁门被氧化生锈的速率,A选项不符合题意;橡胶里加炭黑既可
7、减缓橡胶老化的速率,又可增大橡胶的耐磨性,B选项不符合题意;扇子扇煤炉火可以增大炉内空气流动的速率,使炉内单位时间内通过氧气的量增大,加快煤的燃烧速率,C选项符合题意;木质电线杆表面烤焦后会形成一层常温下化学性质非常稳定的木炭,减缓土壤中木质电线杆的腐烂速率,D选项不符合题意。答案:C10.化合物胆红素(Bilirubin)在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应48 min间的平均反应速率,结果应是()A.2.0 molL-1min-1B.2.5 molL-1min-1C.3.0 molL-1min-1D.5.0 molL-1min-1解析:根据图示:v=
8、ct=(20-10)molL-1(8-4)min=2.5 molL-1min-1。答案:B11.二氧化碳俗名碳酸气,是一种无色无味的气体。用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应可以制取二氧化碳气体,请回答:(1)实验过程如图所示,分析判断:段化学反应速率最快,段收集的二氧化碳气体最多。 (2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是()A.蒸馏水B.氯化钠固体C.氯化钠溶液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缓化学反应速率?(至少回答两种);。解析:首先要弄懂曲线的意义:单位时间内产生CO2越多,说明反应产生CO2速率快,反之则慢。由图可知,单位时间内EF段收
9、集的二氧化碳气体最多,反应速率也最快。碳酸钙与稀盐酸反应的本质是CaCO3+ 2H+Ca2+ +H2O+CO2,所以要想减缓反应速率,则应减小H+的浓度,加入蒸馏水和氯化钠溶液都相当于加水稀释,c(H+)减小,加入醋酸盐,可以将强酸转化为弱酸,使c(H+)减小;也可以减小CaCO3固体和盐酸的接触面积。答案:(1)EFEF(2)A、C(3)改用较大块的碳酸钙固体降低温度加入醋酸钠溶液12.某温度时,在3 L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:(1)该反应的化学方程式:;(2)反应开始至2 min末,X的反应速率为。解析:(1)在时间为3 min时,
10、X、Y、Z的物质的量分别为1.0 mol、1.0 mol、1.6 mol,在时间为“0”时物质的量分别为0.4 mol、1.2 mol、2.0 mol,故物质的量变化为:X由0.4 mol1.0 mol,增加0.6 mol;Y由1.2 mol1.0 mol,减少0.2 mol;Z由2.0 mol1.6 mol,减少0.4 mol;转化的物质的量之比XYZ=312。根据转化的物质的量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,得到化学方程式为:2Z+Y3X。(2)2 min末,X的物质的量为0.8 mol,增加的物质的量为0.4 mol,容积为3 L的容器,则增加的物质的量浓度为0.43 mol
11、L-1,再除以时间,得X的反应速率为0.067 molL-1min-1。答案:(1)2Z+Y3X(2)0.067 molL-1min-113.为了研究双氧水中加入MnO2后的反应速率,某学生加入少许MnO2粉末于50 mL密度为1.1 gcm-3的双氧水中,通过实验测定:在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请依图回答下列问题:(1)实验时放出气体的总体积为;(2)放出一半气体所需要的时间为;(3)A、B、C、D四点化学反应速率由快到慢的顺序为;(4)以上反应速率大小变化的原因是;(5)在5 min后,收集到的气体体积不再增加,原因是。解析:从图示可知,生成气体的总体积为60 mL,
12、生成一半气体即30 mL,需要的时间为1 min。图中曲线的斜率表示生成O2的反应速率,A、B、C、D四点的斜率依次增大,所以反应速率由快到慢的顺序为DCBA。速率逐渐减慢的原因是随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小。在5 min后,H2O2分解完全,所以气体的体积不再增加。答案:(1)60 mL(2)1 min(3)DCBA(4)随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小(5)此时双氧水已完全分解14.影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。实验药品:铜、铁、镁、0.5 molL-1 H2SO4溶液、2 molL-1 H2SO4溶液、18.4 molL-1
13、 H2SO4溶液。甲同学研究的实验报告如下表:实验步骤现象结论分别取等体积的2 molL-1的硫酸于三支试管中反应速率:镁铁,铜不反应金属的性质越活泼,反应速率越快(1)甲同学表中实验步骤为。(2)甲同学的实验目的是;要得出正确的实验结论,还需要控制的实验条件是。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行实验:(3)乙同学在实验中应该测定的数据是。(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是。该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是。解析:甲同学是研究金属本身的性质与反应速率的关系,固体的表面积对反应速率也有影响,因此要取大小、形状相同的金属;乙同学是研究浓度对反应速率的影响,18.4 molL-1硫酸为浓硫酸,常温下Mg与浓硫酸反应生成SO2,Fe在浓硫酸中钝化,实验中不选浓硫酸。答案:(1)分别投入大小、形状相同的铜、铁、镁(2)研究金属本身的性质与反应速率的关系温度相同(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)(4)镁(或铁)和0.5 molL-1 H2SO4溶液、2 molL-1 H2SO4溶液常温下,镁与18.4 molL-1 H2SO4溶液反应产生SO2,18.4 molL-1 H2SO4溶液使铁钝化,使对比实验的反应原理不同