高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度第1课时课后作业题

十　化学反应的速率答案解析P178

　　　　　　　　　 (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.人们曾认为化学反应速率小、原料利用率低,不可能用于工业化生产。化学家们不断地研究和改进该反应的条件,如催化剂、温度、压强等,并更新设备,成功地开发了合成氨的生产工艺。从此,人类能为植物的生长提供足够的氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。下列反应条件的改变对反应速率的影响正确的是(　　)

A.增大N2的浓度能加快反应速率

B.减小H2的浓度能加快反应速率

C.升高温度能减慢反应速率

D.添加催化剂对反应速率无影响

2.有很多化学反应的速率也是很快的,下列关于化学反应速率的叙述不正确的是 (　　)

A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量

B.单位时间内某物质的浓度变化大,则该物质反应速率就快

C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示

D.化学反应速率的单位有mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1

3.两只敞口烧杯中分别发生如下反应:一只烧杯中反应为A+BC+D,反应温度为T1,另一只烧杯中反应为M+NP+Q,反应温度为T2,T1>T2,则两只烧杯中反应速率快慢为              (　　)

A.前者快　　　　　　B.后者快

C.一样快 D.无法确定

4.某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测得铝与稀硫酸反应,10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　)

A.0.06 mol·L-1·s-1　B.3.6 mol·L-1·min-1

C.1.2 mol·L-1·min-1 D.0.02 mol·L-1·min-1

5.已知反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),一定条件下测得反应过程中n(Cl2)与时间的关系如表所示:则4~6 min内用O2的物质的量变化表示的反应速率是              (　　)

A.7.2 mol·min-1 B.8.0 mol·min-1

C.0.9 mol·min-1 D.0.45 mol·min-1

6.(2020·重庆高一检测)a、b、c三个容器,分别发生合成氨反应,经过相同的一段时间后,测得数据如下表所示:

则三个容器中合成氨的反应速率的比较中正确的是 (　　)

A.v(a)>v(b)>v(c) B.v(b)>v(c)>v(a)

C.v(c)>v(a)>v(b) D.v(b)>v(a)>v(c)

7.在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是 (　　)

①缩小容器的体积　②增加碳的量　③通入CO2

④恒压下充入N2　⑤恒容下充入N2　⑥通入CO

A. ①③⑤ B. ②④⑥

C. ①③⑥ D. ③⑤⑥

8.

一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述正确的是              (　　)

A.反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1

B.反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1

C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%

D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)

二、非选择题(本题包括2小题,共30分)

9.(15分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化,在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:

(1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,反应速率最大的时间段是　　　　　　,原因是　; 

反应速率最小的时间段是　　　　　　,原因是 

　。 

(2)在2~3 min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为　。 

(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,其中可行的是　　　　。 

A.蒸馏水　B.Na2SO4溶液　C.NaNO3溶液

D.CuSO4溶液　E.Na2CO3溶液

10.(15分)(1)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4(无色),发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。

在0~60 s时段,反应速率v(N2O4)为　　　　mol·L-1·s-1。 

(2)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=　　　　mL·g-1·min-1。 

(3)在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:

计算2.0~6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位,写出计算过程)。

　　　　　　　　　 (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.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,下列各组实验中最先出现浑浊的是              (　　)

12.一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1H2O2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)≈

3.3×10-2mol·L-1·min-1

B.6~10 min的平均反应速率:

v(H2O2)<3.3×10-2mol·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%

二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

13.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。

(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4溶液转化为MnSO4,每消耗1 mol H2C2O4转移　　　　mol电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥　　　　。 

(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是　　　　(填编号,下同),探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是　　　　。 

(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=　　　　mol·L-1·min-1。 

(4)已知50 ℃时c(Mn)~反应时间(t)的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在坐标图中,画出25 ℃时c(Mn)~t的变化曲线示意图。

1.A　2.C　

3.D　化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质,两只烧杯中反应物不同,所以无法判断反应速率的快慢,故答案为D。

4.C　10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1,则v(H2SO4)==0.06 mol·L-1·s-1,发生反应:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,速率之比等于化学计量数之比,故v[Al2(SO4)3]=v(H2SO4)=×0.06 mol·L-1·s-1=0.02 mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·min-1。

5.D　4~6 min的时间内,氯气的物质的量的改变量为Δn=4.4 mol-2.6 mol=1.8 mol,根据在反应中,物质的量的改变量之比等于化学计量数之比可知1.8 mol∶Δn(O2)=2∶1可知Δn(O2)=0.9 mol,故O2的物质的量变化表示的反应速率v(O2)===0.45 mol·min-1。

6.B　合成氨的反应方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。可换成同一物质来表示,才能比较反应速率大小,都换成N2的反应速率比较,容器a中v(N2)=1 mol·L-1·min-1,容器b中,v(N2)=3 mol·L-1·min-1,容器c中v(N2)=2 mol·L-1·min-1,可知B正确。

7.C　缩小容器体积,压强增大,反应速率加快,①正确; C是固体,增加C的量,不影响反应速率,②错误;通入CO2,CO2浓度增大,反应速率加快,③正确;恒压下充入N2,体积增大,参加反应的气体的浓度减小,反应速率减小,④错误;恒容下充入N2,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,⑤错误;通入CO,气体浓度增大,反应速率增大,⑥正确。

8.C　反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为=0.079 mol·L-1·s-1,故A错误;反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1,故B错误;反应开始到10 s时,Y的转化率为×100%=79.0%,故C正确;由题图可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到10 s时。Δn(X)=0.79 mol,Δn(Y)=0.79 mol,Δn(Z)=1.58 mol,则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶1∶2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故D错误。

9.【解析】(1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,产生氢气的体积(mL)分别是50、70、112、58、20,2~3 min时间段中,反应速率最大,因为该反应是放热反应,此时溶液的温度最高;4~5 min时间段中,反应速率最小,因为此时反应物的浓度最小。(2)在2~3 min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为112 mL×10-3L·mL-1÷22.4 L·mol-1×2÷0.1 L÷1 min=0.1 mol·L-1·min-1。(3)Na2SO4不参与化学反应,故Na2SO4溶液相当于水,溶液体积增大,氢离子浓度减小,反应速率减小;加入NaNO3溶液时,溶液中存在硝酸,不再与锌反应产生氢气;加入Na2CO3溶液会消耗稀盐酸,使产生的氢气减少;加入CuSO4溶液,会构成原电池,加快反应速率。

答案:(1)2~3 min　该反应是放热反应,2~3 min时溶液温度最高,反应速率最快　4~5 min　此时反应物的浓度最小,反应速率最慢　(2)0.1 mol·L-1·min-1　(3)A、B

10.【解析】(1)由题意及图示知,0~60 s时N2O4消耗的浓度Δc(N2O4)=0.100 mol·L-1-0.040 mol·L-1=0.060 mol·L-1,v(N2O4)==0.0010 mol·L-1·s-1。(2)吸氢速率v==30 mL·g-1·min-1。(3)解法一:2.0~6.0 min内,Δn(Cl2)=5.4×10-3mol-1.8×10-3mol=3.6×10-3mol,v(Cl2)==9.0×10-4mol·min-1所以v(HCl)=2v(Cl2)=2×9.0×10-4mol·min-1=1.8×10-3mol·min-1。解法二:设HCl转化的物质的量为n,则

2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)

 2 1

 n　　　　　　　(5.4-1.8)×10-3mol

解得n=7.2×10-3mol,所以v(HCl)==1.8×10-3mol·min-1。

答案:(1)0.0010　(2)30　(3)见解析

11.D　温度越高,浓度越大,反应速率越快。对比C、D项混合液中,稀硫酸浓度相同,D项Na2S2O3的浓度大,故D项反应速率大,先出现浑浊。

12.C　A项,0~6 min内,生成氧气的物质的量为mol=0.001 mol;由2H2O22H2O+O2↑,消耗n(H2O2)=0.002 mol,Δc(H2O2)=0.002 mol÷0.01 L=0.2 mol·L-1,所以v(H2O2)=0.2 mol·L-1÷6 min≈3.3×10-2mol·L-1·min-1,正确;B项,随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率减慢,正确;C项,6 min时,c(H2O2)=0.40 mol·L-1-Δc(H2O2)=0.2 mol·L-1,错误;D项,6 min时,H2O2分解率为×100%=50%,正确。

13.【解析】(1)H2C2O4中碳的化合价是+3价,CO2中碳的化合价为+4价,故每消耗1 mol H2C2O4转移2 mol电子,配平反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,为保证KMnO4完全反应,c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响,则浓度必然相同,则为编号②和③;同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。(3)v(KMnO4)=(0.010 mol·L-1×)÷

()=0.010 mol·L-1·min-1。(4)温度降低,化学反应速率减小,故KMnO4褪色时间延长,故作图时要同时体现25 ℃ Mn浓度降低比50 ℃时Mn的浓度降低缓慢和达到平衡时间比50 ℃时“拖后”。

答案:(1)2　2.5　(2)②和③　①和②　(3)0.010(或1.0×10-2)

(4)