2-2 化学反应速率 同步作业 《化学（医药卫生类）》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，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. 化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示 C. 化学反应速率可以用单位时间内生成物浓度的增加来表示 D. 化学反应速率的大小与反应物的性质无关 2. 下列措施中，不能加快化学反应速率的是（ ） A. 升高温度 B. 增大反应物浓度 C. 降低反应物浓度 D. 加入合适的催化剂 3. 医药中储存疫苗时，通常需要冷藏（低温环境），其目的是（ ） A. 加快疫苗变质的速率 B. 减慢疫苗变质的速率 C. 使疫苗发生分解反应 D. 提高疫苗的药效 4. 下列因素中，对化学反应速率影响最大的是（ ） A. 反应物的性质 B. 温度 C. 浓度 D. 催化剂 5. 下列反应中，化学反应速率最快的是（ ） A. 常温下，铁与稀盐酸反应 B. 加热条件下，铁与稀盐酸反应 C. 常温下，铜与稀盐酸反应 D. 加热条件下，铜与稀盐酸反应 6. 关于催化剂的说法，正确的是（ ） A. 催化剂能改变反应速率，本身的质量和性质在反应前后不变 B. 催化剂只能加快反应速率，不能减慢反应速率 C. 人体中的酶属于生物催化剂，能催化体内的代谢反应 D. 催化剂能增加反应生成的产物质量 7. 下列关于浓度对反应速率影响的说法，正确的是（ ） A. 浓度越大，反应速率一定越快 B. 浓度越小，反应速率一定越慢 C. 对于固体反应物，浓度的改变对反应速率无影响 D. 对于气体反应物，浓度越大，反应速率越慢 8. 医药中使用的双氧水（3% H₂O₂溶液）消毒时，若将浓度提高到30%，消毒速率会明显加快，其原因是（ ） A. 浓度增大，反应物分子碰撞概率增加 B. 浓度增大，反应的活化能降低 C. 浓度增大，催化剂的催化效率提高 D. 浓度增大，反应的温度升高 9. 下列操作中，能减慢锌与稀硫酸反应速率的是（ ） A. 将锌片换成锌粉 B. 升高反应温度 C. 加入少量硫酸铜溶液 D. 稀释稀硫酸 10. 下列关于温度对反应速率影响的说法，错误的是（ ） A. 升高温度，反应速率通常会加快 B. 降低温度，反应速率通常会减慢 C. 温度每升高10℃，反应速率一定加倍 D. 温度影响反应速率的本质是改变反应物分子的能量 11. 医药中常用的“缓释胶囊”，其原理是通过控制药物释放的速率，使药物在体内缓慢发挥作用，该设计主要利用了影响反应速率的哪个因素（ ） A. 浓度 B. 温度 C. 接触面积 D. 催化剂 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 化学反应速率是描述______的物理量，常用单位有______（或______）。 2. 影响化学反应速率的主要因素有______、______、______、______和催化剂等；其中______是决定反应速率的内因，其他因素是外因。 3. 升高温度能加快反应速率，是因为温度升高，反应物分子的______增大，______增加，有效碰撞概率提高；增大反应物浓度能加快反应速率，是因为浓度增大，单位体积内______增多，有效碰撞概率提高。 4. 催化剂能加快反应速率的本质是______，而本身的______和______在反应前后保持不变。 5. 人体中的酶是一类特殊的______，能催化体内的新陈代谢反应，酶的催化作用具有______性、______性等特点，温度过高或过低都会影响酶的催化效率。 6. 医药中，为防止药物变质，通常将药物密封保存在阴凉干燥处，其目的是通过______和______减慢药物变质的速率。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 化学反应速率越快，反应现象越明显。（ ） 2. 固体反应物的表面积越大，反应速率越快。（ ） 3. 催化剂只能加快反应速率，不能改变反应的平衡状态。（ ） 4. 对于同一反应，不同的反应物或生成物表示的反应速率数值可能不同，但意义相同。（ ） 5. 降低温度能减慢所有化学反应的速率。（ ） 6. 医药中使用的消毒酒精（75%乙醇溶液），浓度过高或过低都会影响消毒速率，75%浓度时消毒效果最佳。（ ） 7. 反应速率的大小与反应物的状态无关，只与浓度、温度等因素有关。（ ） 8. 酶的催化作用需要在适宜的pH范围内进行，pH过高或过低会使酶失去活性。（ ） 9. 增大压强一定能加快所有化学反应的速率。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述影响化学反应速率的外界因素（温度、浓度、接触面积、催化剂）对反应速率的影响规律，并用有效碰撞理论解释；② 结合医药卫生领域，举例说明如何通过控制反应速率实现药物的合理使用（至少2例，如缓释药物、消毒药剂浓度控制）；③ 某学生发现，常温下将铁钉放入稀盐酸中反应较慢，如何通过简单的方法加快该反应速率（至少3种方法），并说明每种方法的原理。 2. ① 设计实验验证温度对化学反应速率的影响（以过氧化氢分解反应为例，催化剂为MnO₂），写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论；② 医药中常用的维生素C（抗坏血酸）易被氧化而变质，为探究浓度对维生素C氧化速率的影响，简述实验设计思路（包括变量控制、检测方法）；③ 某反应在30℃时的反应速率为v，若温度升高到60℃（假设温度每升高10℃，反应速率加倍），计算此时的反应速率，并说明温度对药物储存的重要性。 3. ① 分析化学反应速率在医药生产中的应用（如药物合成中如何加快反应速率、提高生产效率），结合具体例子说明；② 已知某药物在储存过程中发生变质反应，其浓度随时间变化如下：初始浓度0.1mol/L，24小时后浓度为0.08mol/L，计算该药物的平均反应速率（以浓度变化表示），并判断该药物的储存稳定性（提示：平均反应速率=浓度变化量/时间）；③ 医药中使用的“速释片”和“缓释片”在设计上的核心区别是什么？分别利用了哪些影响反应速率的因素？结合具体药物举例说明（如布洛芬速释片和缓释片）。   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. C 3. B 4. A 5. B 6. C 7. C 8. A 9. D 10. C 11. C （二）填空题 1. 化学反应进行快慢；mol/(L·s)；mol/(L·min) 2. 反应物的性质；温度；浓度；接触面积；反应物的性质 3. 平均动能；活化分子百分数；反应物分子数 4. 降低反应的活化能；质量；化学性质 5. 催化剂；专一；高效（或温和） 6. 降低温度；减小反应物浓度（或隔绝空气） （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. √ 5. × 6. √ 7. × 8. √ 9. × 二、提升题 1. ① 外界因素影响规律及有效碰撞理论解释： 温度：升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。解释：温度升高，反应物分子平均动能增大，活化分子百分数增加，有效碰撞概率提高，反应速率加快。 浓度：增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。解释：浓度增大，单位体积内反应物分子数增多，活化分子总数增加，有效碰撞概率提高，反应速率加快。 接触面积：反应物接触面积越大，反应速率越快；接触面积越小，反应速率越慢。解释：接触面积增大，反应物分子相互接触的机会增多，有效碰撞概率提高，反应速率加快。 催化剂：加入合适的催化剂，反应速率显著加快。解释：催化剂能降低反应的活化能，使更多反应物分子成为活化分子，活化分子百分数增加，有效碰撞概率大幅提高，反应速率加快。 ② 医药领域应用举例： 应用1：缓释药物（如硝苯地平缓释片），通过控制药物的溶解速率（减小药物与体液的接触面积），减慢药物在体内的释放和吸收速率，使药物浓度维持在有效范围，持续发挥降压作用，避免血药浓度剧烈波动。 应用2：消毒药剂浓度控制，如75%乙醇溶液消毒时，浓度过高（如95%）会使细菌表面蛋白质迅速凝固，形成保护膜，阻止酒精进入细菌内部，消毒速率减慢；浓度过低（如50%）则杀菌能力不足，75%浓度时既能快速渗透细菌，又能有效破坏蛋白质结构，消毒速率最佳。 ③ 加快铁钉与稀盐酸反应速率的方法及原理： 方法1：升高温度（如将试管放在热水中），原理：温度升高，活化分子百分数增加，有效碰撞概率提高。 方法2：将铁钉换成铁粉，原理：增大铁与稀盐酸的接触面积，有效碰撞概率提高。 方法3：适当增大稀盐酸的浓度，原理：浓度增大，单位体积内H⁺数目增多，有效碰撞概率提高。 方法4：加入少量硫酸铜溶液，原理：Fe与CuSO₄反应生成Cu，形成Fe-Cu原电池，加快反应速率。 2. ① 验证温度对过氧化氢分解速率影响的实验设计： 实验原理：2H₂O₂ =2H₂O + O₂↑，反应速率越快，单位时间内产生的O₂越多，可通过观察气泡产生速率或收集相同体积O₂的时间判断反应速率。 仪器：试管、胶头滴管、酒精灯、试管夹、水槽、集气瓶、秒表、MnO₂粉末、3% H₂O₂溶液。 步骤：1. 取两支相同的试管，分别加入5mL 3% H₂O₂溶液和少量MnO₂粉末，振荡均匀；2. 一支试管放在常温下（对照组），另一支试管用酒精灯加热至40℃左右（实验组）；3. 观察两支试管中气泡产生的速率，并用秒表记录收集100mL O₂所需的时间。 预期现象及结论：实验组试管中气泡产生速率明显快于对照组，收集相同体积O₂所需时间更短，说明升高温度能加快过氧化氢分解的反应速率。 ② 探究浓度对维生素C氧化速率的实验设计思路： 变量控制：自变量为维生素C溶液的浓度（设置3组：0.1mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L），因变量为氧化速率（通过检测维生素C浓度随时间的变化），无关变量（温度、pH、光照、氧气浓度）保持一致。 检测方法：利用维生素C的还原性，与碘液反应（维生素C能还原I₂为I⁻），在相同条件下，向不同浓度的维生素C溶液中加入等量碘液，记录溶液褪色所需的时间，褪色时间越短，说明维生素C氧化速率越慢（剩余浓度越高）。 实验步骤：1. 配制3种不同浓度的维生素C溶液；2. 分别取等体积溶液置于相同试管中，在25℃、相同光照条件下放置；3. 每隔2小时，向各试管中加入等量碘液，记录褪色时间；4. 绘制浓度-时间曲线，分析氧化速率与浓度的关系。 ③ 反应速率计算及温度对药物储存的重要性： 速率计算：温度每升高10℃，反应速率加倍；30℃到60℃升高了3个10℃，故反应速率=v×2³=8v。 重要性：药物变质多为氧化、水解等化学反应，温度升高会显著加快变质速率。如抗生素类药物，常温下储存易失效，冷藏（2-8℃）能减慢变质速率，延长保质期；若温度过高，药物可能在短期内失效，甚至产生有害物质。 3. ① 化学反应速率在医药生产中的应用： 例子1：药物合成中加入催化剂，加快反应速率，提高生产效率。如合成阿司匹林时，加入浓硫酸作为催化剂，加快水杨酸与乙酸酐的酯化反应速率，缩短生产周期。 例子2：增大反应物浓度或升高温度，加快关键反应步骤的速率。如合成抗生素时，适当提高反应温度和原料浓度，加快主反应速率，同时通过控制条件抑制副反应发生。 例子3：增大固体反应物的接触面积，加快反应速率。如将中药原料粉碎后提取有效成分，增大原料与溶剂的接触面积，加快提取速率，提高提取效率。 ② 药物平均反应速率计算及储存稳定性判断： 平均反应速率=（初始浓度-24小时后浓度）/时间=（0.1mol/L 0.08mol/L）/24h=0.02mol/L÷24h≈8.3×10⁻⁴mol/(L·h)。 储存稳定性判断：该药物24小时浓度下降20%，说明变质速率较快，储存稳定性较差，需改进储存条件（如冷藏、密封、加入抗氧化剂）。 ③ 速释片与缓释片的设计区别及影响因素： 核心区别：速释片需快速释放药物，迅速达到有效血药浓度；缓释片需缓慢释放药物，维持血药浓度稳定。 速释片设计：利用增大接触面积的原理，将药物制成粉末或小颗粒，减少溶解阻力，加快溶解和吸收速率。如布洛芬速释片，口服后快速溶解，1-2小时达到血药峰值，快速缓解疼痛。 缓释片设计：利用减小接触面积（如制成包衣颗粒、骨架片）或控制溶解速率的原理，减慢药物释放。如布洛芬缓释片，药物被包衣层包裹，口服后包衣层逐渐溶解，药物缓慢释放，血药浓度维持12小时，减少服药次数，提高患者依从性。 影响因素：速释片主要利用接触面积；缓释片主要利用接触面积、浓度梯度（包衣层控制药物释放速率）等因素。 学科网（北京）股份有限公司 $