内容正文:
[课下巩固训练(十一)] 化学反应的速率
【基础达标练】
1.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生活质量的提高。下列措施中,是为了增大化学反应速率的是( )
A.铁门表面喷漆
B.橡胶里加炭黑
C.用扇子扇煤火炉
D.木头电线杆下端表面稍稍烤焦
解析:选C。A项为防止铁门生锈,B项为防止橡胶老化;D项为防止木头腐烂,三者均为了减慢化学反应速率;C项是为了使炉火更旺,加快化学反应速率。
2.化学反应速率快慢的决定性因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度
⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤
B.⑤
C.①④
D.①②③④
解析:选B。决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质,温度、压强、催化剂和浓度均为影响化学反应速率的外因,B正确。
3.把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中,使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g)⥫⥬nZ(g)+2W(g)。5 min末生成0.2 mol W。若以Z的浓度变化表示平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,则化学方程式中n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选A。5 min内W的平均化学反应速率v(W)=02 mol·L-1·min-1,利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,则v(Z)∶v(W)=0.01 mol·L-1·min-1∶0.02 mol·L-1·min-1=n∶2,所以n=1。
4.H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢,为了加快H2O2分解,改变某一条件,下列装置与改变的条件相对应的是( )
A.甲-温度、乙-浓度、丙-催化剂
B.甲-浓度、乙-催化剂、丙-温度
C.甲-催化剂、乙-温度、丙-浓度
D.甲-温度、乙-催化剂、丙-浓度
答案:A
5.下列各组反应(表中物质均为反应物)中,反应刚开始时放出H2的速率最大的是( )
选项
金属(粉末
状) /mol
体积/
mL
酸浓度/
(mol·L-1)
酸
反应温
度/℃
A
Mg
0.1
10
6
HNO3
60
B
Mg
0.1
10
3
HCl
60
C
Fe
0.1
10
3
HCl
60
D
Mg
0.1
10
3
H2SO4
60
解析:选D。硝酸与镁反应不生成氢气,Mg比Fe活泼,与酸反应较剧烈;B和D相比较,D中氢离子浓度较大,反应速率较大。
6.如图所示,某温度下,向锥形瓶内装入6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗向锥形瓶内加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL),在该温度下,下列说法不正确的是( )
A.用锌粒来表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
D.用H2来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1
解析:选C。用锌粒来表示10 s内该反应的速率为=0.013 g·s-1,故A正确;忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为=0.01 mol·L-1·s-1,故B正确;忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应的速率为=0.005 mol·L-1·s-1,故C错误;用H2来表示10 s内该反应的速率为=0.000 2 mol·s-1,故D正确。
7.水煤气是一种绿色环保的气体燃料,与煤炭相比,水煤气的燃烧效率高。近年来研究推出了以生活垃圾热解处理后的残渣为原料生产水煤气的技术工艺,其主要反应为C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g)(吸收热量)。现将一定量的C(s)和水蒸气放在一密闭容器中进行上述反应,下列说法错误的是( )
A.其他条件不变,升高温度,反应速率增大
B.其他条件不变,将容器体积缩小一半,反应速率减小
C.恒容时,抽出少量H2,反应速率减小
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量,反应速率不变
解析:选B。其他条件不变,将容器体积缩小一半,则反应混合物的浓度增大,反应速率加增大,B错误;恒容时,抽出少量H2,相当于减小压强,反应速率减小,C正确;碳是固体,增加C(s)的质量,其浓度不变,反应速率不变,D正确。
8.某同学在实验室进行实验研究化学反应速率的影响因素。
(1)研究催化剂对化学反应速率的影响,实验步骤如下:
Ⅰ.向3支大小相同的试管a、b、c中各加入相同体积(2 mL)5% H2O2溶液;
Ⅱ.向试管a中加入少量MnO2粉末,向试管b中滴加1~2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液。
得出实验结论:MnO2与FeCl3均能加快H2O2的分解速率,均作催化剂,且前者的催化效率高得多。
①步骤Ⅰ中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是_____________。
②设计试管c的目的是______________________________________。
③若继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解速率的影响,为了便于观察,选择的催化剂是________,原因是_________________________________。
(2)现提供下列实验用品研究化学反应速率的影响因素。
实验仪器:试管、烧杯、量筒、天平、秒表
实验药品:铝片、铝粉、0.5 mol·L-1盐酸、5 mol·L-1盐酸
①利用所提供的实验用品,可研究的化学反应速率的影响因素是_________,为了便于观察,你建议记录的数据是__________________。
②若要研究温度对化学反应速率的影响,还需用到的主要仪器是________,设计实验完成研究温度对化学反应速率的影响,说明实验步骤(文字表述、图示均可):__________________________________________________。
答案:(1)①控制无关变量 ②空白对照实验 ③FeCl3 FeCl3作催化剂反应速率适中,有利于观察反应速率的变化 (2)①盐酸的浓度、铝的表面积 反应开始到停止所用的时间 ②温度计 在2支大小相同的试管中各装入相同质量的铝片,再分别加入相同浓度、相同体积的盐酸,将其中一支试管浸入盛有约40 ℃(或一定温度)的热水的烧杯中,另一支试管浸入盛有约5 ℃冷水的烧杯中,观察记录对比反应开始到停止所用的时间
【能力提升练】
9.某温度时,物质的量均为2 mol的两种气体X2、Y2,在2 L密闭容器中反应生成气体Z,某一时刻测得X2、Y2、Z的物质的量浓度分别为c(X2)=0.4 mol·L-1、c(Y2)=0.6 mol·L-1、c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式是( )
A.3X2+2Y2===2X3Y2
B.2X2+Y2===2X2Y
C.3X2+Y2===2X3Y
D.2X2+3Y2===2X2Y3
解析:选A。某一时刻,n(X2)=c(X2)×2 L=0.8 mol、n(Y2)=c(Y2)×2 L=1.2 mol、n(Z)=c(Z)×2 L=0.8 mol,则Δn(X2)=2 mol-0.8 mol=1.2 mol、Δn(Y2)=2 mol-1.2 mol=0.8 mol、Δn(Z)=0.8 mol,化学方程式可写成3X2+2Y2===2Z,则Z的化学式为X3Y2或Y2X3。
10.研究反应2X(g)⥫⥬Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
D.在0~10 min之间,实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1
解析:选D。实验②④起始浓度相同,但温度不同,实验④反应速率较大,则可得出升高温度,化学反应速率加快,故A正确;实验①②温度相同,但浓度不同,实验①浓度较大,则可得出增大反应物浓度,化学反应速率加快,故B正确;实验②③温度、浓度相同,实验③反应速率较大,应为加入催化剂,故C正确;在0~10 min之间,实验②中X的浓度变化为0.2 mol·L-1,则v(Y)=v(X)=01 mol·L-1·min-1,故D错误。
11.某化学小组测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为20 mL 0.1 mol·L-1KClO3溶液和20 mL 0.3 mol·L-1NaHSO3溶液,c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的离子方程式为+3H+
B.用KClO3和NaHSO3表示的化学反应速率数值不相同,但所表示的意义相同
C.在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小
D.该反应进行到4 min时和的浓度之比为1∶1
解析:选D。根据+3H+,由图可知该反应进行到4 min时c(Cl-)=0.010 mol/L,此时=3×0.010 mol/L=0.030 mol/L,=-0.030 mol/L=0.120 mol·L-1,两者浓度不相等, D错误。
12.(2024·湖北名校联考)某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究镁与不同浓度的盐酸的反应速率,两组实验所用试剂如下:
序号
镁条的
质量/g
盐酸
物质的量浓度/(mol/L )
体积/mL
1
0.01
1.0
2
2
0.01
0.5
2
实验结果如图所示。结合图表分析,下列说法错误的是( )
A.曲线的斜率可以表征反应速率
B.两个实验中盐酸均过量,镁条不足,理论上若时间足够长,最终反应生成的气体的量应该相同
C.若改变镁条的质量,两条曲线的斜率都变大
D.保持其他条件不变,将盐酸换成同浓度的稀硫酸,单位时间内压强变化值将增大
解析:选C。纵坐标表示气体的压强,单位时间内气体压强变化越大,说明反应速率越快, A正确;两个实验中盐酸均过量,镁条不足,则生成氢气的量取决于镁的物质的量,镁均为0.01 g,则最终生成的氢气的量相同,B正确;决定曲线斜率的是盐酸的浓度和镁条与盐酸的接触面积,若改变镁条的质量但是盐酸浓度不变,且没有明显增大镁条与盐酸的接触面积,则两条曲线的斜率不变,C错误;保持其他条件不变,将盐酸换成同浓度的稀硫酸,硫酸为二元强酸,氢离子浓度为盐酸的2倍,氢离子浓度增大,反应速率增大,单位时间内压强变化值增大,D正确。
13.某实验小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,块状铁块的形状一样,盐酸均过量),设计实验如下表:
实验编号
盐酸浓度/
(mol·L-1)
铁的形态
温度/K
1
4.00
块状
293
2
4.00
粉末
293
3
2.00
块状
293
4
2.00
粉末
313
(1)若四组实验均反应进行1 min(铁有剩余),则以上实验需要测出的数据是________________________________________________________。
(2)实验________和________(填实验编号)是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响;实验1和2是研究________对该反应速率的影响。
(3)测定在不同时间产生氢气的体积(V)的数据,绘制出图甲,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是________、________(填实验编号)。
(4)分析其中一组实验,发现产生氢气的速率随时间变化的情况如图乙所示。
①其中t1~t2速率变化的主要原因是__________________________。
②t2~t3速率变化的主要原因是___________________________。
(5)实验1产生氢气的体积变化如图丙中的曲线a所示,添加某试剂能使曲线a变为曲线b,该试剂是________(填字母)。
A.CuO粉末
B.NaNO3固体
C.NaCl溶液
D.浓硫酸
解析: (5)由曲线a变为曲线b,生成H2的体积不变,反应时间缩短,说明反应速率增大。加入CuO粉末,消耗盐酸,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,A错误;加入NaNO3固体,溶液中Fe与和H+发生氧化还原反应生成NO,得不到H2,B错误;加入NaCl溶液,溶液总体积增大,c(H+)减小,反应速率减小,C错误;加入浓硫酸,溶液中c(H+)增大,反应速率增大,D正确。
答案:(1)产生H2的体积 (2)1 3 固体表面积 (3)1 3 (4)①铁与盐酸反应放出热量 ②盐酸的浓度减小 (5)D
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