内容正文:
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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 化学反应的速率
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
01
基础作业
(建议用时:10分钟)
考点一 化学反应速率的计算及比较
1.下列有关化学反应速率的叙述正确的是( )
A.可逆反应速率表示的是瞬时速率
B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C.用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,速率数值不可能相同
D.化学反应速率可以是正值,也可以是负值
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基础作业
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2.一定条件下氨的分解反应2NH3N2+3H2在容积为2 L的密闭容器内进行,已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s时为2.4 mol,则用氨气表示该反应的速率为( )
A.0.32 mol/(L·s) B.0.16 mol/(L·s)
C.1.6 mol/(L·s) D.0.8 mol/(L·s)
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基础作业
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3.已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)在不同条件下用不同物质表示的反应速率,其中反应进行最快的是( )
A.v(A)=0.6 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.45 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.015 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
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基础作业
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4.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,则此反应可表示为( )
A.2A+3B===2C B.A+3B===2C
C.3A+B===2C D.A+B===C
解析:由于A、B是反应物,C是生成物,而且物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,因此化学反应方程式是2A+3B===2C。
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基础作业
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考点二 化学反应速率的影响因素
5.在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中,不可能使反应速率明显增大的措施是( )
A.增大压强 B.升高温度
C.增大CO2的浓度 D.增加碳的量
解析:增加固体的用量,因其浓度是常数,故反应速率不会增加,选D。
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基础作业
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6.下列反应条件的改变对实验室制备氯气反应速率的影响正确的是( )
A.增大盐酸的浓度能增大反应速率
B.若用稀盐酸与二氧化锰反应,则反应速率较慢
C.升高温度能减小反应速率
D.增加MnO2的质量可显著增大反应速率
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基础作业
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7.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在4支试管中分别加入3 mL H2O2溶液,并测量收集V mL气体时所需的时间,实验记录如下:
实验序号 H2O2溶液浓度 H2O2溶液温度(℃) 催化剂 所用时间
① 5% 20 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t1
② 5% 40 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t2
③ 10% 20 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t3
④ 5% 20 不使用 t4
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基础作业
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下列说法中,不正确的是( )
A.实验①②研究温度对反应速率的影响
B.实验②④研究催化剂对反应速率的影响
C.获得相同体积的O2:t1>t3
D.实验③与④比较:t3<t4
解析:实验①②中只有温度不同,故是研究温度对反应速率的影响,A正确;实验②④中反应温度不同,不能研究催化剂对反应速率的影响,B错误;①和③比较,③中过氧化氢的浓度大,反应速率快,若获得相同体积的氧气,①的用时长,C正确;实验③与④比较,③中过氧化氢的浓度大,使用催化剂,故反应速率快,时间短,D正确。
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基础作业
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能力作业
(建议用时:40分钟)
题号 1 2 3 4 5 6
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 化学反应速率的表示方法 影响化学反应速率的条件 改变化学反应速率的方法 增大化学反应速率的方法 由化学反应速率关系推测化学方程式 浓度对化学反应速率的影响
题号 7 8 9 10 11 12
难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 根据图像进行化学反应速率的有关计算 根据图像判断化学反应速率的快慢 用控制变量法分析影响化学反应速率的因素 改变化学反应速率的因素 化学反应速率的表示及快慢比较 根据图像确定化学反应及其速率;分析化学反应速率快慢的原因
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能力作业
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一、选择题
1.已知反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2 min末用B表示的反应速率是0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内用C表示的反应速率是0.3 mol·L-1·min-1
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重难点拨
(1)同一反应,用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,但表示的意义相同,故表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪种物质来表示。
(2)化学反应速率只有正值没有负值。
(3)同一反应中各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。
(4)Δc是指反应过程中的消耗浓度或生成浓度,可根据方程式和比例式计算。
(5)固体或纯液体(不是溶液),其浓度可视为常数,因此不用固体或纯液体表示反应速率。
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2.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A.二氧化锰能加快所有化学反应的速率
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,适当增大硫酸浓度可以加快产生氢气的速率
C.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入浓氯化钠溶液,生成氢气的反应速率变快
D.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率
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解析:MnO2作催化剂只能加快某些化学反应的速率,如加速H2O2的分解,并不能使所有化学反应速率都加快,故A错误;锌与盐酸反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑,增加c(Cl-)对反应无影响,加入浓氯化钠溶液,c(H+)减小,生成氢气的反应速率变慢,故C错误;增大压强只对有气体参与的反应的反应速率有影响,故D错误。
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3.一定量盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH固体 ②KNO3溶液 ③水 ④NaCl溶液
A.①③ B.②④
C.②③ D.③④
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4.已知反应:Fe+2FeCl3===3FeCl2,下列措施不能增大该反应速率的是( )
A.将铁片换成FeCu合金 B.增大FeCl3溶液浓度
C.增大压强 D.升高温度
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重难点拨 外界因素对化学反应速率的影响
(1)温度
升高温度,正反应速率和逆反应速率都加快,但加快的程度不同;降低温度,正反应速率和逆反应速率都减慢,但减慢的程度不同。
(2)压强
压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的,浓度不变,速率不变。
(3)固体和纯液体
固体和纯液体量的增减,不能改变化学反应速率,固体的表面积改变才能改变化学反应速率。
(4)催化剂
催化剂同等程度改变正、逆反应速率。
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5.在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,其反应速率分别为v(W)、v(X)、v(Y)、v(Z),已知存在如下关系:v(W)=2v(X),v(Y)=2v(X),v(Z)=2v(W),则此反应可表示为( )
A.W+2X===Y+4Z B.W+2X===Y+2Z
C.2W+X===2Y+4Z D.2W+X===2Y+2Z
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6.恒温恒容密闭容器中发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若反应物A的浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.036 mol·L-1所需的时间为( )
A.等于10 s B.等于12 s C.大于12 s D.小于12 s
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7.汽车尾气中含有NO、CO等有害气体,某新型催
化剂能促使NO、CO转化为两种无毒气体。20 ℃时,将
0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,
模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
下列说法错误的是( )
A.该反应的化学方程式可表示为2NO+2CON2+2CO2
B.反应开始和10 min时,容器中气体压强之比为8∶7
C.反应进行至10 min时,CO的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
D.反应开始至10 min,v(NO)=0.04 mol·L-1·min-1
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8.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若该反应在恒容密闭容器中进行,反应过程中测得O2(g)的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.b点的反应速率比c点慢
B.若向容器内充入一定体积的O3,反应速率减慢
C.0~8 min内NO2的平均反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
D.若向容器内充入一定体积的NO,反应速率不变
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解析:由题图可知,b点的反应速率比c点快,A错误;
若向容器内充入一定体积的O3,则臭氧的浓度增大,反应
速率加快,B错误;根据反应速率之比等于化学计量数之
比可知,NO2的平均反应速率为O2的2倍,故0~8 min内,
NO2的平均反应速率v(NO2)=2×(1.6 mol·L-1÷8 min)=
0.4 mol·L-1·min-1,C正确;若向容器内充入一定体积的NO,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,导致二氧化氮的浓度增大,反应速率加快,D错误。
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9.室温下,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和蒸馏水进行如下表所示的5个实验,分别测量浑浊度随时间的变化,实验发生反应:Na2S2O3+H2SO4===SO2↑+S↓+Na2SO4+H2O。
编号 Na2S2O3溶液体积V/mL H2SO4溶液体积V/mL 蒸馏水体积V/mL 浑浊度随时间变化
的曲线
① 1.5 3.5 10
② 2.5 3.5 9
③ 3.5 3.5 x
④ 3.5 2.5 9
⑤ 3.5 1.5 10
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下列说法不正确的是( )
A.实验③中x=8
B.实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时,增大反应物浓度可增大该反应速率
C.降低Na2S2O3溶液浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大
D.将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合,其浑浊度曲线应为a
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解析:因避免溶液总体积不同对实验造成干扰,总体积应相同,故实验③中x=8,A正确;由题图分析可知,达到相同浑浊度时,所用时间越短,说明反应速率越快,实验①②③其他条件相同,随着Na2S2O3浓度增大,反应速率加快,实验③④⑤其他条件相同,随着H2SO4浓度减小,反应速率减慢,说明增大反应物浓度可增大该反应速率,B正确;由实验①②③和实验③④⑤的浑浊度变化图像可知,降低Na2S2O3溶液浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大,C正确;将装有实验②的试剂的试管浸泡在热水中一段时间,温度升高,反应速率加快,浑浊度曲线变化应更快,D错误。
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解析:将Fe2O3块状固体粉碎可增加反应的接触面积,可加快反应速率;保持容积不变,增加H2通入量,增大了H2浓度,可以加快化学反应速率;保持容器内压强不变,充入N2,气体体积增大,则各气态反应物、产物浓度减小,因此化学反应速率减慢;保持容器容积不变,充入N2,各气态反应物、产物浓度不变,因此化学反应速率不发生改变。
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二、非选择题
11.在容积为2 L的密闭容器中进行反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)。开始时A的物质的量为4 mol,B的物质的量为6 mol;5 min时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。计算:
(1)5 min时A的物质的量浓度为______________。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为___________________。
(3)化学方程式中n的值为_____。
1.5 mol·L-1
0.2 mol·L-1·min-1
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(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=5 mol·L-1·min-1
②v(B)=6 mol·L-1·min-1
③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1
④v(D)=8 mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是______(填序号)。
①
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12.Ⅰ.某温度下,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图1所示:
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为_________________。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为______________________。
0.06 mol·L-1·min-1
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Ⅱ.将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验,实验测得氢气的产生速率变化情况如图2所示。
(3)其中t1→t2速率变化的主要原因是____________________________________
____________。
(4)t2→t3速率变化的主要原因是______________________________________。
反应是放热反应,温度升高使化学反应速率增大
盐酸的浓度减小,使化学反应速率减小
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R
解析:由Δt=5 s,Δn(NH3)=4 mol-2.4 mol=1.6 mol,可以得出Δc=eq \f(Δn(NH3),V)=eq \f(1.6 mol,2 L)=0.8 mol/L,则v(NH3)=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(0.8 mol/L,5 s)=0.16 mol/(L·s)。
解析:①加入NaOH固体,与盐酸反应,生成氢气的总量减少;②加入KNO3溶液,铁与H+、NOeq \o\al(-,3)反应不生成氢气,生成氢气的总量减少;③加水,氢离子浓度减小,所以与铁反应的速率减慢,同时氢离子的物质的量不变,则不影响生成氢气的总量;④加入NaCl溶液,NaCl不参与反应,与加水的效果一样。
解析:在反应过程中,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小。先按前20 s的反应速率计算所需要的时间:前20 s的化学反应速率=eq \f((0.1-0.06) mol·L-1,20 s)=0.002 mol·L-1·s-1,由0.06 mol·L-1降到0.036 mol·L-1所需反应的时间=eq \f((0.06-0.036) mol·L-1,0.002 mol·L-1·s-1)=12 s,因反应速率小于0.002 mol·L-1·s-1,所需反应的时间应大于12 s。
解析:新型催化剂能促使NO、CO转化为两种无毒气体,
结合原子守恒推知该气体是N2和CO2,化学方程式为2NO+
2CON2+2CO2,A正确;反应至10 min时消耗0.4 mol
NO,同时要消耗0.4 mol CO,生成0.4 mol CO2和0.2 mol N2,
此时混合气体总物质的量为1.4 mol,开始时气体总物质的量为1.6 mol,根据阿伏加德罗定律推论可知,恒温恒容时,气体的压强之比等于其物质的量之比,故反应开始和10 min时,容器中气体压强之比为1.6 mol∶1.4 mol=8∶7,B正确;反应进行至10 min时,剩余0.4 mol CO,则其物质的量浓度为0.2 mol·L-1,C正确;反应开始至10 min,消耗0.4 mol NO,则有v(NO)=eq \f(0.4 mol,2 L×10 min)=0.02 mol·L-1·min-1,D错误。
10.在带有活塞的密闭容器中发生如下反应:Fe2O3(s)+3H2(g)eq \o(=====,\s\up16(高温))2Fe(s)+3H2O(g),采取下列措施不能改变反应速率的是( )
A.将Fe2O3由块状粉碎成粉末状
B.保持容器容积不变,增加H2通入量
C.保持容器内压强不变,充入N2
D.保持容器容积不变,充入N2
3X+Y3Z
解析:(1)据图1可知,X、Y是反应物,Z是生成物,三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol,且该反应是可逆反应,故该反应的化学方程式是3X+Y3Z。
(2)5 min内用Z表示的反应速率是eq \f(0.6 mol,2 L×5 min)=0.06 mol·L-1·min-1。
重难点拨 依据物质的量-时间图求反应速率的步骤
第一步:找出横、纵坐标所表示的物理量,根据曲线变化趋势分清反应物和生成物。
第二步:将图中的变化量转化成相应的浓度变化量(Δc)和时间变化量(Δt)。
第三步:(1)根据公式v=eq \f(Δc,Δt)进行计算。
(2)相同时间内,各物质浓度(或物质的量)的变化量之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。
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