2-2化学反应速率 同步作业 《化学（加工制造类）》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. 化学反应速率只能用单位时间内反应物浓度的减少表示 B. 化学反应速率可以反映反应进行的快慢程度 C. 反应现象越明显，化学反应速率一定越快 D. 同一反应中，用不同物质表示的速率数值一定相等 2. 加工制造中金属除锈时，将铁板打磨成铁粉能加快除锈速率，其主要原因是（ ） A. 增大了反应物的接触面积 B. 升高了反应温度 C. 增大了盐酸浓度 D. 加入了催化剂 3. 下列措施中，能减慢钢铁腐蚀速率的是（ ） A. 焊接后未及时清理，残留焊渣 B. 金属表面涂覆防锈漆 C. 放在潮湿闷热的车间环境中 D. 增大金属与氧气的接触面积 4. 关于催化剂在加工制造中的应用，下列说法错误的是（ ） A. 催化剂能改变反应速率 B. 催化剂反应前后质量和化学性质不变 C. 焊接时使用的焊剂可作为催化剂，加速反应 D. 催化剂能增加反应生成的产物总量 5. 下列反应中，速率最慢的是（ ） A. 常温下锌与稀硫酸反应（电镀前预处理） B. 加热条件下锌与稀硫酸反应 C. 常温下锌与浓硫酸反应（钝化） D. 常温下锌与稀盐酸反应 6. 影响化学反应速率的内因是（ ） A. 反应物的性质 B. 温度 C. 浓度 D. 催化剂 7. 加工制造中电镀铜时，为加快镀件表面铜的析出速率，可采取的措施是（ ） A. 降低电镀液温度 B. 减小电镀液中Cu²⁺浓度 C. 增大电极间的电流强度 D. 增大电极间距 8. 下列关于温度对反应速率影响的说法，正确的是（ ） A. 升高温度，所有反应的速率都能加快 B. 降低温度，能加快放热反应的速率 C. 温度对固体间的反应速率无影响 D. 温度升高，反应速率减慢 9. 下列实验能探究“温度对反应速率影响”的是（ ） A. 等质量的铁粉分别与等浓度的稀盐酸在常温与加热条件下反应 B. 等质量的铁粉与铁片分别与等浓度的稀盐酸反应 C. 等质量的铁粉分别与不同浓度的稀盐酸反应 D. 等质量的铁粉分别与稀盐酸、稀硫酸反应 10. 加工制造中，下列场景需要加快反应速率的是（ ） A. 钢铁制品的储存 B. 金属的除锈处理 C. 电镀液的保存 D. 焊接后金属的冷却 11. 关于压强对反应速率的影响，下列说法正确的是（ ） A. 压强对所有反应的速率都有影响 B. 增大压强，气体反应的速率一定加快 C. 增大压强，固体与液体反应的速率明显加快 D. 压强变化对反应速率无影响 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 化学反应速率是衡量______的物理量，常用的单位有______和______；用不同物质表示同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中______之比。 2. 影响化学反应速率的外界因素主要有______、______、______、______和______等；其中______是决定反应速率的根本因素。 3. 加工制造中，增大反应物浓度能加快反应速率的原因是______；使用催化剂加快反应速率的原因是______。 4. 焊接工艺中，点燃乙炔（C₂H₂）并通入足量氧气，目的是______，从而加快燃烧反应速率，放出足够热量熔化金属；金属防腐时，在表面镀一层锌，能______，减缓腐蚀速率。 5. 写出加工制造中两个利用反应速率调控的实例：①______；②______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 化学反应速率数值越大，反应进行得越快。（ ） 2. 固体反应物的颗粒大小影响反应速率，颗粒越小，接触面积越大，速率越快。（ ） 3. 电镀时，电镀液浓度越高，反应速率越快，镀件质量越好。（ ） 4. 催化剂只能加快反应速率，不能减慢反应速率。（ ） 5. 升高温度能加快反应速率，是因为增大了反应物分子的能量，有效碰撞次数增多。（ ） 6. 金属腐蚀速率与环境酸碱度有关，酸性越强，腐蚀速率越快。（ ） 7. 同一反应在相同条件下，用不同物质表示的反应速率，数值不同但意义相同。（ ） 8. 加工制造中，化工生产的反应速率越快，生产效率越高，因此速率越快越好。（ ） 9. 增大压强，一定能加快化学反应速率。（ ） 二、提升题（共30分） （一）实验设计题（10分） 加工制造中，焊接用铁粉的反应速率影响焊接效果，现需探究“接触面积对铁与氧气反应速率的影响”，设计实验方案如下： 1. 实验目的：探究接触面积对铁与氧气反应速率的影响； 2. 实验原理：4Fe + 3O₂ + 2H₂O = 2Fe₂O₃·H₂O（铁的吸氧腐蚀，通过观察铁锈生成速率判断反应快慢）； 3. 所需仪器和药品： 仪器：______、______、______、______、______； 药品：相同质量的铁粉、铁片、蒸馏水、脱脂棉； 4. 实验步骤： ① 取两个相同的培养皿，分别编号为甲、乙； ② 向甲培养皿中放入5g铁粉，向乙培养皿中放入______（保证质量相同、铁的纯度相同）； ③ 向两个培养皿中各加入少量蒸馏水，使固体表面湿润（控制水的量相同）； ④ 将两个培养皿同时放在______（控制温度、湿度等环境条件相同）； ⑤ 每隔2小时观察并记录两个培养皿中______； ⑥ 重复实验2次，取平均结果。 5. 实验现象与结论： 若甲培养皿中铁锈生成速率比乙快，说明______； 6. 注意事项： ① 铁粉和铁片需保持纯度一致，避免杂质影响反应； ② 环境温度和湿度需严格控制，避免干扰实验结果； 7. 拓展思考：若要进一步探究“湿度对该反应速率的影响”，应控制的变量是______和______。 （二）分析题（10分） 1. 加工制造中，钢铁的析氢腐蚀（酸性环境）和吸氧腐蚀（中性/碱性环境）速率不同。结合影响反应速率的因素，分析为什么酸性环境中钢铁腐蚀速率更快，写出析氢腐蚀的核心反应（Fe与H⁺的反应）； 2. 焊接时使用的铝热反应（2Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2Fe）速率极快，结合反应特点，分析该反应速率快的原因（从温度、接触面积、反应放热等角度），说明该反应在焊接中的优势； 3. 电镀生产中，需严格控制电镀液的浓度、温度和电流强度。结合反应速率知识，分析为什么电镀液浓度过高或温度过高会影响镀件质量，写出电镀铜时阴极的反应方程式（Cu²⁺的还原反应）。 （三）计算题（10分） 1. 加工制造中，锌与稀盐酸反应（Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑）用于金属表面处理，若6.5g锌粉（摩尔质量65g/mol）与足量稀盐酸反应，生成H₂的体积为2.24L（标准状况），反应时间为5分钟，计算： （1）以H₂体积变化表示的反应速率（单位：L/min）； （2）以HCl浓度变化表示的反应速率（假设反应体系体积为0.5L）（写出计算过程）； 2. 某电镀厂电镀镍时，阴极反应为Ni²⁺ + 2e⁻ = Ni，若⁻ = Ni，若通过电路的电子物质的量为1mol，计算析出镍的质量（Ni的摩尔质量为59g/mol）（写出计算过程）； 3. 反应2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑中，若反应开始时H₂O₂的浓度为0.4mol/L，3分钟后浓度变为0.1mol/L，计算： （1）H₂O₂的反应速率； （2）O₂的反应速率（根据化学计量数之比）（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. A 3. B 4. D 5. C 6. A 7. C 8. A 9. A 10. B 11. B （二）填空题 1. 化学反应进行快慢；mol/(L·min)；mol/(L·s)；化学计量数 2. 浓度；温度；压强；接触面积；催化剂；反应物的性质 3. 单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞次数增加；降低反应的活化能，增大活化分子百分数 4. 升高温度、增大反应物（O₂）浓度；隔绝氧气和水 5. 金属除锈时增大盐酸浓度加快速率；钢铁防腐时涂油漆减慢速率（合理即可） （三）判断题 1. √ 2. √ 3. ×（浓度过高可能导致镀层不均） 4. ×（催化剂可减慢反应速率，称为负催化剂） 5. √ 6. √ 7. √ 8. ×（速率过快可能导致反应失控或产品质量下降） 9. ×（压强对固体、液体反应速率影响极小） 二、提升题 （一）实验设计题 3. 仪器：培养皿；托盘天平；药匙；胶头滴管；计时器（或钟表）； 4. 实验步骤： ② 5g铁片（形状规整，与铁粉质量相同）； ④ 温度为25℃、湿度为60%的恒温恒湿箱中（或相同的室内环境）； ⑤ 铁锈的生成量、颜色深浅； 5. 实验结论：接触面积越大，铁与氧气的反应速率越快； 6. 拓展思考：铁的接触面积；环境温度（或其他无关变量）。 （二）分析题 1. 酸性环境中，H⁺浓度较大，增大了反应物浓度，加快了反应速率；析氢腐蚀的核心反应：Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑； 2. 铝热反应速率快的原因：① 反应物为粉末状，接触面积大；② 反应放出大量热，升高温度，加快反应速率；③ 反应放热使产物熔化，进一步促进反应进行；优势：反应速率快、放热集中，能快速熔化金属，实现钢轨等大型构件的焊接，且焊接牢固； 3. 电镀液浓度过高，反应速率过快，镀层易出现粗糙、脱落等问题；温度过高，会加快副反应速率，导致镀层不均；阴极反应方程式：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu。 （三）计算题 1. 解：（1）H₂的反应速率=生成H₂体积÷反应时间=2.24L÷5min=0.448L/min； （2）6.5g锌的物质的量=6.5g÷65g/mol=0.1mol； 根据反应方程式，消耗HCl的物质的量=2×0.1mol=0.2mol； HCl的浓度变化=0.2mol÷0.5L=0.4mol/L； 反应速率=0.4mol/L÷5min=0.08mol/(L·min)； 答：（1）0.448L/min；（2）0.08mol/(L·min)。 2. 解：根据反应Ni²⁺ + 2e⁻ = Ni，转移2mol电子析出1mol Ni； 转移1mol电子时，析出Ni的物质的量=0.5mol； 析出Ni的质量=0.5mol×59g/mol=29.5g； 答：析出镍的质量为29.5g。 3. 解：（1）H₂O₂的浓度变化=0.4mol/L-0.1mol/L=0.3mol/L； 反应速率=0.3mol/L÷3min=0.1mol/(L·min)； （2）根据化学计量数之比，v(O₂):v(H₂O₂)=1:2，因此v(O₂)=0.1mol/(L·min)÷2=0.05mol/(L·min)； 答：（1）0.1mol/(L·min)；（2）0.05mol/(L·min)。 学科网（北京）股份有限公司 $