2-2化学反应速率 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题二 化学反应及其规律 第二节 化学反应速率 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于化学反应速率的说法，正确的是（ ） A. 化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 B. 化学反应速率可以用单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示 C. 化学反应速率的单位通常为mol·L⁻¹·s⁻¹或mol·L⁻¹·min⁻¹ D. 化学反应速率数值越大，说明反应进行得越彻底 2. 在反应A + 3B = 2C + 2D中，下列表示反应速率最快的是（ ） A. v(A) = 0.15mol·L⁻¹·min⁻¹ B. v(B) = 0.6mol·L⁻¹·min⁻¹ C. v(C) = 0.4mol·L⁻¹·min⁻¹ D. v(D) = 0.45mol·L⁻¹·min⁻¹ 3. 下列因素中，不能影响化学反应速率的是（ ） A. 反应物的浓度 B. 反应温度 C. 反应物的颜色 D. 催化剂 4. 其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快的主要原因是（ ） A. 反应物分子总数增多 B. 反应物分子间碰撞频率增大 C. 反应物分子的能量升高 D. 活化分子百分数增大 5. 下列关于温度对化学反应速率影响的说法，正确的是（ ） A. 升高温度，只能加快放热反应的速率 B. 升高温度，正、逆反应速率均会加快 C. 降低温度，能加快吸热反应的速率 D. 温度对化学反应速率的影响与反应类型无关 6. 催化剂能加快化学反应速率的本质原因是（ ） A. 增加了反应物的浓度 B. 降低了反应的活化能 C. 升高了反应的温度 D. 改变了反应的产物 7. 下列实验中，能说明反应物接触面积影响化学反应速率的是（ ） A. 块状碳酸钙与稀盐酸反应比粉末状碳酸钙慢 B. 加热氯酸钾分解比不加热时快 C. 锌与稀硫酸反应比铁与稀硫酸反应快 D. 加入二氧化锰后，过氧化氢分解速率加快 8. 下列关于化学反应速率的说法，错误的是（ ） A. 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量 B. 同一反应中，用不同物质表示的反应速率数值可能不同，但意义相同 C. 化学反应速率通常是指某一时刻的瞬时速率 D. 反应速率的大小与反应物的性质密切相关 9. 其他条件不变时，下列操作能减慢反应速率的是（ ） A. 升高温度 B. 增大压强（有气体参加的反应） C. 减小反应物浓度 D. 加入正催化剂 10. 在一定温度下，对于反应2SO₂ + O₂ = 2SO₃，增大压强，反应速率加快的原因是（ ） A. 反应物分子浓度增大，碰撞频率提高 B. 活化分子百分数增大 C. 反应的活化能降低 D. 反应物的性质发生改变 11. 下列关于催化剂的说法，错误的是（ ） A. 催化剂在反应前后质量和化学性质不变 B. 催化剂只能加快化学反应速率 C. 同一反应可以使用不同的催化剂 D. 催化剂不能改变反应的平衡状态 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 化学反应速率是用来衡量______的物理量，通常用单位时间内______或______来表示。 2. 影响化学反应速率的主要因素有______、______、______、______和______等，其中______是决定反应速率的内因。 3. 对于反应aA + bB = cC + dD，用不同物质表示的反应速率之比等于______，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = ______。 4. 升高温度，化学反应速率______，原因是升高温度能使反应物分子的______升高，______增大，有效碰撞次数增多。 5. 增大反应物浓度，化学反应速率______，原因是单位体积内______增多，______增大，有效碰撞次数增多。 6. 催化剂分为______和______，其中______能加快反应速率，______能减慢反应速率。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 化学反应速率越大，反应现象越明显。（ ） 2. 同一反应中，用反应物表示的反应速率为正值，用生成物表示的反应速率为负值。（ ） 3. 浓度对反应速率的影响适用于所有反应，包括固体和纯液体参与的反应。（ ） 4. 升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提高，反应速率加快。（ ） 5. 催化剂能改变反应速率，但不能改变反应的焓变和熵变。（ ） 6. 对于有气体参加的反应，增大压强一定能加快反应速率。（ ） 7. 反应物的接触面积越大，反应速率越快，如粉末状固体比块状固体反应快。（ ） 8. 化学反应速率通常通过实验测定，如测量单位时间内气体体积的变化、颜色的深浅变化等。（ ） 9. 可逆反应中，正反应速率和逆反应速率的变化趋势一定相同，如升高温度，正、逆反应速率均加快。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述化学反应速率在工业生产中的应用（至少2例），结合具体反应说明如何通过控制反应条件调控速率；② 对于反应Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑，某同学为了加快反应速率，设计了以下方案：a. 升高温度；b. 增大稀硫酸浓度；c. 加入少量硫酸铜溶液；d. 用锌粉代替锌粒。分析每个方案的原理，说明是否可行；③ 在2L密闭容器中，发生反应3A + B = 2C，若最初加入的A为3mol，B为2mol，5min后测得C的物质的量为1mol，计算v(A)、v(B)、v(C)，写出计算过程。 2. ① 设计实验探究“温度对化学反应速率的影响”（以过氧化氢分解为例），写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论；② 简述如何通过实验比较催化剂对反应速率的影响，以氯酸钾分解为例，写出实验思路及判断依据； 3. ① 分析浓度、温度、催化剂影响化学反应速率的本质区别，结合有效碰撞理论说明；② 对于有气体参加的可逆反应，增大压强对正、逆反应速率的影响是否相同？举例说明（以N₂ + 3H₂ = 2NH₃为例）；③ 已知反应A + B = C，在25℃时，反应速率v = k·c(A)·c(B)（k为速率常数），若c(A) = 0.1mol·L⁻¹，c(B) = 0.2mol·L⁻¹时，v = 0.002mol·L⁻¹·s⁻¹，计算k的值；若c(A) = 0.3mol·L⁻¹，c(B) = 0.4mol·L⁻¹时，反应速率v为多少？写出计算过程。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. C 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. A 8. C 9. C 10. A 11. B （二）填空题 1. 化学反应进行快慢；反应物浓度的减少量；生成物浓度的增加量 2. 反应物的性质；浓度；温度；压强（有气体参加）；催化剂；反应物的性质 3. 化学计量数之比；a∶b∶c∶d 4. 加快；平均能量；活化分子百分数 5. 加快；反应物分子数；碰撞频率 6. 正催化剂；负催化剂；正催化剂；负催化剂 （三）判断题 1. × 2. × 3. × 4. √ 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. √ 二、提升题 1. ① 工业生产中化学反应速率的应用： 应用1：合成氨工业。反应：N₂ + 3H₂= 2NH₃（放热、气体分子数减少）；调控措施：采用铁触媒作催化剂降低活化能，升高温度（加快反应速率，平衡虽逆向移动，但综合速率提升），增大压强（提高反应物浓度，加快速率且促进平衡正向），通过控制反应条件使速率与平衡达到最优，提高氨的产率。 应用2：硫酸工业（二氧化硫氧化）。反应：2SO₂ + O₂ = 2SO₃（放热）；调控措施：使用V₂O₅作催化剂，控制温度在400-500℃（平衡与速率兼顾），增大氧气浓度（提高SO₂转化率，加快反应速率），确保反应高效进行。 ② 加快Zn与H₂SO₄反应速率的方案分析： a. 升高温度：可行；原理：升高温度使活化分子百分数增大，有效碰撞频率提高，速率加快。 b. 增大稀硫酸浓度：可行（浓度在一定范围内）；原理：增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，碰撞频率提高，速率加快（浓度过高可能导致锌表面钝化，速率反而减慢）。 c. 加入少量硫酸铜溶液：可行；原理：Zn与CuSO₄反应生成Cu，形成Zn-Cu原电池，电子转移速率加快，反应速率提升。 d. 用锌粉代替锌粒：可行；原理：增大反应物接触面积，单位时间内碰撞次数增多，速率加快。 ③ 反应速率计算： 已知：容器体积V=2L，反应3A + B = 2C，初始n(A)=3mol，n(B)=2mol，5min后n(C)=1mol； 反应速率之比v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶1∶2； 先计算v(C)：v(C)=Δc(C)/Δt=Δn(C)/(V·Δt)=1mol/(2L×5min)=0.1mol·L⁻¹·min⁻¹； 推导其他速率：v(A)= (3/2)v(C)=0.15mol·L⁻¹·min⁻¹；v(B)= (1/2)v(C)=0.05mol·L⁻¹·min⁻¹。 2. ① 温度对过氧化氢分解速率影响的探究实验： 实验原理：2H₂O₂=2H₂O + O₂↑，反应速率可通过单位时间内产生氧气的体积衡量，温度越高，速率越快。 仪器：试管、烧杯、酒精灯、秒表、水槽、导气管、过氧化氢溶液（浓度相同）、二氧化锰（少量，作催化剂）。 步骤：1. 取两支相同试管，分别加入等体积、等浓度的H₂O₂溶液和少量MnO₂；2. 一支试管置于室温（25℃）下，另一支试管放入盛有40℃温水的烧杯中加热；3. 用排水法收集氧气，记录两支试管收集到相同体积（如10mL）氧气所需的时间。 预期现象及结论：40℃时收集到10mL氧气的时间短于室温时；证明升高温度能加快过氧化氢分解速率，温度越高，反应速率越快。 ② 催化剂对氯酸钾分解速率影响的比较实验： 实验思路：控制其他条件相同，一组加入催化剂，一组不加，比较分解速率。 实验步骤：1. 取两支相同试管，分别加入等质量的氯酸钾固体；2. 向其中一支试管中加入少量二氧化锰（催化剂），另一支不加；3. 同时加热两支试管，观察并记录试管中产生气体的速率（如带火星木条复燃的时间）。 判断依据：加入二氧化锰的试管中，带火星木条快速复燃，产生气体速率快；不加二氧化锰的试管中，木条复燃缓慢或延迟；证明催化剂能加快氯酸钾分解速率。 3. ① 浓度、温度、催化剂影响速率的本质区别（基于有效碰撞理论）： 浓度：本质是增加单位体积内活化分子数（活化分子百分数不变），使有效碰撞频率提高；如增大盐酸浓度，HCl分子数增多，与Zn的碰撞次数增加，速率加快。 温度：本质是升高反应物分子能量，增大活化分子百分数（单位体积内活化分子数也增多），有效碰撞频率显著提高；如加热过氧化氢溶液，更多H₂O₂分子成为活化分子，分解速率加快。 催化剂：本质是降低反应的活化能，增大活化分子百分数（单位体积内活化分子数增多），且不改变反应的始态和终态；如MnO₂降低H₂O₂分解的活化能，使更多分子成为活化分子，速率大幅加快。 ② 增大压强对可逆反应正、逆反应速率的影响： 影响不同（取决于气体分子数变化）；以N₂ + 3H₂ = 2NH₃为例（正反应气体分子数减少）： 增大压强：正、逆反应速率均加快，但正反应速率加快的幅度大于逆反应速率；原因：增大压强使反应物和生成物浓度均增大，正反应涉及4个气体分子，逆反应涉及2个气体分子，浓度增大对正反应速率的影响更显著，平衡正向移动。 若反应前后气体分子数不变（如H₂ + I₂= 2HI），增大压强，正、逆反应速率同等程度加快，平衡不移动。 ③ 速率常数与反应速率计算： 计算k的值：已知v = k·c(A)·c(B)，代入数据：0.002mol·L⁻¹·s⁻¹ = k×0.1mol·L⁻¹×0.2mol·L⁻¹，解得k=0.002/(0.1×0.2)=0.1L·mol⁻¹·s⁻¹； 计算新条件下的v：c(A)=0.3mol·L⁻¹，c(B)=0.4mol·L⁻¹，v=0.1L·mol⁻¹·s⁻¹×0.3mol·L⁻¹×0.4mol·L⁻¹=0.012mol·L⁻¹·s⁻¹。 学科网（北京）股份有限公司 $