高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率第1课时习题

第一节　化学反应速率

第1课时　化学反应速率及影响因素

课后·训练提升

基础巩固

1.下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　)。

A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可增大产生氢气的速率

B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,化学反应速率不变

C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,化学反应速率减小

D.汽车尾气中的NO与CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,化学反应速率减小

答案:D

解析:A项,改用98%的浓硫酸,铁发生钝化,不产生氢气;B项,加入氯化钠溶液使盐酸变稀,c(H+)减小,化学反应速率减小;C项,升高温度,放热反应和吸热反应的速率都增大;D项,减小压强,有气体参加的化学反应的速率减小。

2.在反应2A(g)+B(g)3C(g)+5D(g)中,表示该反应速率最大的是(　　)。

A.v(A)=2 mol·L-1·min-1

B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1

C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1

D.v(D)=1 mol·L-1·s-1

答案:B

解析:v(A)=1mol·L-1·min-1=mol·L-1·s-1,

v(B)=0.3mol·L-1·s-1,

v(C)=mol·L-1·s-1,

v(D)=0.2mol·L-1·s-1,故v(B)>v(C)>v(D)>v(A)。

3.一定温度下,在0.5 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,10 s时达到化学平衡状态。则从反应开始到10 s末的反应速率用X表示是(　　)。

A.0.08 mol·L-1·s-1

B.0.30 mol·L-1·s-1

C.0.16 mol·L-1·s-1

D.0.32 mol·L-1·s-1

答案:C

解析:v(X)=-=0.16mol·L-1·s-1。

4.用3 g块状大理石与30 mL 3 mol·L-1盐酸反应制取CO2气体,若要增大反应速率,不可采取的措施是(　　)。

A.再加入30 mL 3 mol·L-1盐酸

B.改用30 mL 6 mol·L-1盐酸

C.改用3 g粉末状大理石

D.适当升高温度

答案:A

解析:增大盐酸的浓度、增大大理石的表面积以及适当升高温度,都可增大大理石和盐酸的反应速率。选项A加入相同浓度的盐酸,其浓度不变,对反应速率无影响。

5.一定温度下,在恒容密闭容器中发生下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间(　　)。

A.等于5 s B.等于10 s

C.大于10 s D.小于10 s

答案:C

解析:若c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1时,需要15s,那么以同样的速率反应时,c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1,需10s,但是随反应的进行,化学反应速率会逐渐减小,故所需时间大于10s,C项正确。

6.下列反应中产生气泡速率最大的是(　　)。

答案:B

解析:比较反应速率时采用“单一变量法”。先只分析催化剂,MnO2粉末催化H2O2分解效果比FeCl3和CuCl2好;再比较温度,温度较高的反应速率较大;最后比较浓度,H2O2浓度较大的反应速率较大。综合分析,选项B中H2O2分解速率最大,产生气泡的速率最大。

7.反应4M(s)+3N(g)2P(g)+Q(g),经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)。

A.用M表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1

B.在2 min末的反应速率,用N表示是0.3 mol·L-1·min-1

C.分别用N、P、Q表示反应的速率,其比值是3∶2∶1

D.在这2 min内,N和P两物质浓度是逐渐减小的

答案:C

解析:物质M是固体,浓度不变,不能用M表示题述反应的反应速率,A项错误;2min末的反应速率为瞬时速率,用N表示的速率为0.3mol·L-1·min-1,是2min内的平均速率,B项错误;不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,则v(N)∶v(P)∶v(Q)=3∶2∶1,C项正确;在这2min内,N的浓度减小,则P的浓度必然增大,D项错误。

8.某学生设计如图Ⅰ装置,测定2 mol·L-1的硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速率。请回答下列问题。

图Ⅰ

图Ⅱ

(1)装置图Ⅰ中盛放硫酸的仪器名称是　                           。 

(2)按照图Ⅰ装置实验时,已限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是　　　　　　　　　　　。 

(3)实验结束后,得到的结论是  　　　　　　　　　　　。 

(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ,实验完毕待冷却至室温后,该生准备读数时发现右管中液面高于干燥管中液面,应首先采取的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)分液漏斗　(2)收集到气体的体积

(3)其他条件相同时,锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大

(4)调节高度使得两侧液面相平

解析:(1)根据装置的特点可知,装置图Ⅰ中盛放硫酸的仪器名称是分液漏斗。(2)要测定反应速率,则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。(3)由于增大反应物的接触面积可以增大反应速率,所以该实验中得出的结论是其他条件相同时,锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大。(4)由于气体的体积受压强的影响大,所以在读数之前还需要采取的措施是调节高度使得两侧液面相平。

能力提升

1.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法,其中正确的是(　　)。

A.用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1

B.用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1

C.2 s时物质A的转化率为70%

D.2 s时物质B的浓度为0.3 mol·L-1

答案:A

解析:v(C)==0.3mol·L-1·s-1,v(A)=v(C)=0.3mol·L-1·s-1,v(B)==0.15mol·L-1

·s-1,A项正确,B项错误。2s时α(A)=×100%=30%,C项错误。2s时c(B)=-0.15mol·L-1·s-1×2s=0.7mol·L-1,D项错误。

2.在一定温度下,向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2,发生反应:N2+3H22NH3。经过一段时间后,测得容器内压强是起始压强的90%,在此时间内,H2的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,则所经过的时间为(　　)。

A.2 min B.3 min

C.4 min D.5 min

答案:B

解析:本题是由反应速率求反应所经过的时间,由于题中并没有给出各反应物前后的浓度变化,需根据题中所给的压强关系,利用阿伏加德罗定律的推论,采用“三段式”或“差量法”列出前后物质总物质的量,列式求解。

方法一:“三段式”

设参加反应的N2的物质的量为x,根据化学方程式:

　　　　　　　　        N2　+　 3H2  2NH3

起始物质的量/mol 1 3 0

反应的物质的量/mol x 3x 2x

测定时物质的量/mol 1-x 3-3x 2x

反应后总物质的量为1-x+3-3x+2x=4-2x

根据阿伏加德罗定律的推论:物质的量之比等于压强之比,列式可得:,

解得:x=0.2mol。

则反应过程中H2的物质的量减少了0.6mol。

v(H2)=-=-=0.1mol·L-1·min-1,Δt=3min。

方法二:“差量法”

设参加反应的N2的物质的量为y,根据化学方程式:

　　　　                N2+3H22NH3　减少的物质的量

起始物质的量/mol 1 2

反应的物质的量/mol y 2y

反应前各物质的物质的量为3mol+1mol=4mol,反应后减少2y,故反应后总物质的量为4mol-2y,根据阿伏加德罗定律的推论:物质的量之比等于压强之比,列式:,其他解法同上。

3.(2023福建师大附中高二期中)已知反应:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)·cy(H2),k为速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如表所示。

下列说法中不正确的是(　　)。

A.关系式中x=1、y=2

B.800 ℃时,k的值为8×104

C.若800 ℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1,则生成N2的初始速率为5.12×10-3 mol·L-1·s-1

D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数将增大

答案:A

解析:将3组实验数据代入v=kcx(NO)·cy(H2),

可得k(2.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3,k(1.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=4.80×10-4,

k(2.00×10-3)x×(3.00×10-3)y=9.60×10-4,解得x=2,y=1,A项错误;将x=2,y=1代入可得k(2.00×10-3)2×(6.00×10-3)=1.92×10-3,解得800℃时,k=8×104,B项正确;800℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1,生成N2的初始速率v=8×104×c2(NO)·c(H2)=8×104×(4.00×10-3)2×(4.00×10-3)mol·L-1·s-1=5.12×10-3mol·L-1·s-1,C项正确;其他条件不变时,生成N2的初始速率与k成正比,温度越高,反应速率越大,则k增大,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)显色时间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 s

(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,求用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)用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。