内容正文:
课时测评1 化学反应速率
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-10题,12-13题,每小题3分,共36分)
题点1 化学反应速率概念的理解
1.下列关于化学反应速率的说法不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D.化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1
答案:C
解析:化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示,而不是用生成某物质的质量的多少来表示。
2.对于反应:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列判断正确的是( )
A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同,但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3表示上述化学反应的反应速率,但可以用水来表示
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.用CaCl2浓度的减少量来表示上述化学反应的反应速率
答案:A
解析:CaCO3是固体,H2O为纯液体,一般不用固体和纯液体表示化学反应速率,B、C错误;CaCl2是生成物,其浓度在反应过程中会增加,D错误;在同一反应中,选用不同的物质表示化学反应速率,数值可能不同,也可能相同,但意义相同,故选A。
3.某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过2 min后,测得各物质的浓度分别为c(X2)=0.4 mol·L-1,c(Y2)=0.8 mol·L-1、c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式可表示为( )
A.X2+2Y22XY2
B.2X2+Y22X2Y
C.3X2+Y22X3Y
D.X2+3Y22XY3
答案:C
解析:由题给信息可得v(X2)==0.3 mol·L-1·min-1,v(Y2)==0.1 mol·L-1·min-1,v(Z)==0.2 mol·L-1·min-1。根据X2、Y2和Z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,则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3∶0.1∶0.2=3∶1∶2。根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2+Y22X3Y。
题点2 化学反应速率的计算
4.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2 s时测得N2的物质的量为0.6 mol,下列化学反应速率表示不正确的是( )
A.v(N2)=0.1 mol·L-1·s-1
B.v(H2)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(NH3)=0.4 mol·L-1·s-1
D.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1
答案:C
解析:v(N2)==0.1 mol·L-1·s-1。同一化学反应中,用各物质表示的同一段时间内的化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,故v(H2)=3v(N2)=0.3 mol·L-1·s-1,v(NH3)=2v(N2)=0.2 mol·L-1·s-1。
5.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NH3和0.5 mol O2,发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。经2 min后,NO的浓度为0.06 mol·L-1。下列有关说法不正确的是( )
A.2 min末,用NO表示的反应速率为0.06 mol·L-1·min-1
B.2 min末,NH3的浓度为0.14 mol·L-1
C.0~2 min内,生成的H2O(g)的质量为3.24 g
D.0~2 min内,O2的物质的量减少了0.15 mol
答案:A
解析:化学反应速率指的是平均速率,不是瞬时速率,因此无法计算2 min末的瞬时速率,A错误;2 min后,NO的浓度为0.06 mol·L-1,则反应的NH3的浓度为0.06 mol·L-1,2 min末,NH3-0.06 mol·L-1=0.14 mol·L-1,B正确;2 min后,NO的浓度为0.06 mol·L-1,则生成的H2O(g)为0.09 mol·L-1,因此0~2 min内,生成H2O(g)的物质的量为0.09 mol·L-1×2 L=0.18 mol,质量为0.18 mol×18 g·mol-1=3.24 g,C正确;2 min后,NO的浓度为0.06 mol·L-1,则反应的O2的物质的量浓度为0.075 mol·L-1,0~2 min内,O2的物质的量减少了0.075 mol·L-1×2 L=0.15 mol,D正确。
6.(2024·盐城阜宁县期中)在一定温度下,10 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液与Zn粒发生反应。在不同时刻测定的生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
1
3
5
7
9
V(H2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~5 min的平均反应速率:
v(H2SO4)=0.02 mol·L-1·min-1
B.5~9 min的平均反应速率:
v(H2SO4)<0.02 mol·L-1·min-1
C.反应到5 min时,c(H2SO4)=0.9 mol·L-1
D.反应到5 min时,Zn溶解了32.5 mg
答案:D
解析:5 min时,生成标准状况下氢气22.4 mL,即10-3 mol,根据Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑知,硫酸反应了10-3mol,则v(H2SO4)=mol·L-1·min-1=0.02 mol·L-1·min-1,A正确;反应过程中,硫酸浓度越来越小,则反应速率越来越慢,则5~9 min的平均反应速率:v(H2SO4)<0.02 mol·L-1·min-1,B正确;反应到5 min时,c(H2SO4)=mol·L-1=0.9 mol·L-1,C正确;5 min时,生成标准状况下氢气22.4 mL,即10-3 mol,根据Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑知,Zn溶解了10-3 mol,即10-3 mol×65 g·mol-1=0.065 g=65 mg,D错误。
7.一定温度下,在2 L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应开始到5 min,v(C)=0.2 mol·L-1·min-1
B.反应开始到5 min,B的物质的量浓度增加了0.4 mol·L-1
C.反应的化学方程式为2B(g)+C(g)3A(g)
D.a点时,c(A)=c(B)
答案:D
解析:反应开始到5 min,Δn(C)=0.2 mol,v(C)====0.02 mol·L-1·min-1,A错误;反应开始到5 min,B的物质的量由0变为0.4 mol,则增加了0.4 mol,物质的量浓度增加了0.2 mol·L-1,B错误;反应达到平衡时,A的物质的量由0.8 mol减少为0.2 mol,变化量为0.6 mol,A为反应物,B的物质的量由0增加到0.4 mol,变化量为0.4 mol,C的物质的量由0增加到0.2 mol,变化量为0.2 mol,B、C为生成物,化学反应计量数之比等于反应体系中物质的量变化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6 mol∶0.4 mol∶0.2 mol=3∶2∶1,则反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g),C错误;由题图可知,a点时,A、B的物质的量相同,则物质的量浓度也相同,D正确。
题点3 化学反应速率的影响因素
8.下列措施中,不能加快化学反应速率的是( )
A.Fe和稀硫酸反应制取H2,适当升高温度
B.Na2CO3和稀盐酸反应生成CO2,加蒸馏水
C.Al在O2中燃烧生成Al2O3,用铝粉代替铝片
D.KClO3分解制取O2时,添加少量MnO2
答案:B
解析:升高温度能使Fe和稀硫酸反应制取H2的反应速率加快,A不选;加蒸馏水稀释,稀盐酸的浓度减小,从而使Na2CO3和稀盐酸反应生成CO2的反应速率减慢,B选;用铝粉代替铝片,增大反应物的接触面积,从而使Al在O2中燃烧生成Al2O3的反应速率加快,C不选;添加少量MnO2作催化剂,从而使KClO3分解制取O2的反应速率加快,D不选。
9.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:D
解析:A.没有对比实验,A不可行;B.催化剂不同,温度不同,无法比较,B不可行;C.前者没有催化剂,后者有催化剂,且温度不同,无法比较,C不可行;只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,故选D。
10.H2O2可用于羊毛、蚕丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液常温下的分解速率较慢,为研究其分解速率,进行了如下实验。
下列有关说法不正确的是( )
A.实验乙是通过水浴加热升高反应体系的温度,加快H2O2的分解速率
B.实验丙是通过增大H2O2浓度,加快H2O2的分解速率
C.实验丁比实验甲的分解速率快,说明FeCl3能与H2O2发生反应
D.甲、乙、丙、丁四组实验方案的设计体现了变量控制的原则
答案:C
解析:甲和乙相比,实验乙的温度高于实验甲,实验乙是通过水浴加热升高反应体系的温度,加快H2O2的分解速率,A正确;实验丙双氧水的浓度高于实验甲,实验丙是通过增大H2O2浓度,加快H2O2的分解速率,故B正确;实验丁比实验甲的分解速率快,说明FeCl3是H2O2分解的催化剂,C错误;乙、丙、丁分别与甲比较探究影响反应速率的因素,实验方案的设计体现了变量控制的原则,D正确。
11.(8分)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察
,
定性比较得出结论。甲同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是
。
受甲同学的启发乙同学提出了另一种方案,你猜想乙同学的方案是
。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中需要测量的数据是 。
答案:(1)反应产生气泡快慢(或反应完成的先后或试管壁的冷热程度) 控制阴离子相同,排除阴离子不同造成的干扰 通过观察活塞移动的距离,比较相同时间内产生气体量的多少 (2)收集40 mL气体所需要的时间
解析:(1)定性分析:该反应中产生气体,所以可根据生成气泡的快慢判断。由于阴离子也可能会对反应速率产生影响,所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同,排除阴离子不同造成的干扰。同时,如果利用图乙装置,通过测量相同时间内产生气体的量也可判断不同催化剂对H2O2分解的催化效果。(2)定量分析:该反应是通过分析生成气体的反应速率判断的,所以根据化学反应速率的计算公式可知,需要测量的数据是产生40 mL气体所需要的时间。
12.(2024·徐州期中)为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中不正确的是( )
A.曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率,则曲线甲t2~t3时间内平均反应速率为 mL·s-1
D.两次实验,不同状态的固体最终生成的CO2的量相同
答案:B
解析:与块状碳酸钙固体相比,质量相等的粉末状碳酸钙固体与盐酸反应生成二氧化碳的体积相等,但反应物的接触面积增大、反应速率加快,生成等量二氧化碳所需时间减少,由题图可知,曲线甲用时少于曲线乙,所以曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应、曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应,A正确;碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,反应速率加快,则反应开始时,温度对反应速率的影响起主要作用,反应速率加快,随着反应的进行,浓度降低起主要作用,反应速率才不断降低,B错误;由题图可知,曲线甲t2~t3时间内,二氧化碳体积的增加量为(V3-V2) mL,mL·s-1,C正确;探究反应速率的影响因素时,只控制一个变量,则研究不同状态碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率时,两次实验所取碳酸钙固体质量一样,与足量的盐酸反应生成二氧化碳的量相同,D正确。
13.一定温度下,10 L 0.40 mol·L-1的H2O2溶液发生催化分解,测得不同时刻生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/L
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列说法错误的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~4 min内的平均反应速率
v(H2O2)=0.038 4 mol·L-1·min-1
B.6~10 min内的平均反应速率
v(H2O2)<0.038 4 mol·L-1·min-1
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.20 mol·L-1
D.反应至6 min时,H2O2分解了40%
答案:D
解析:H2O2分解的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O,0~4 min内反应生成标准状况下17.2 L(0.768 mol)氧气,消耗H2O2的物质的量为1.536 mol,平均反应速率v(H2O2)==0.038 4 mol·L-1·min-1,A项正确;由表格中数据可知,6~10 min内反应生成的O2的体积小于0~4 min内生成的O2的体积,故6~10 min内的平均反应速率v(H2O2)<0.038 4 mol·L-1·min-1,B项正确;反应至6 min时,生成1 mol氧气,消耗2 mol H2O2,c(H2O2)==0.20 mol·L-1,C项正确;反应至6 min时,H2O2×100%=50%,D项错误。
14.(6分)把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中,使它们发生如下反应:2X(g)+Y(g)nM(g)+2W(g)。2 min末,若测知以W的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为5∶4,则:
(1)前2 min内用Y的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(2)2 min末时X的浓度为 。
(3)化学方程式中n的值是 。
答案:(1)0.025 mol·L-1·min-1
(2)0.2 mol·L-1 (3)4
解析:(1)前2 min内以W的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,W与Y的化学计量数之比为2∶1,则前2 min内用Y的浓度变化表示的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1×=0.025 mol·L-1·min-1。(2)前2 min内以W的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,则以X的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1,消耗X的浓度为0.05 mol·L-1·min-1×2 min=0.1 mol·L-1,2 min末X-0.1 mol·L-1=0.2 mol·L-1。
(3)用三段式
2X(g)+Y(g)nM(g)+2W(g)
开始/mol 0.6 0.6 0 0
转化/mol 0.2 0.1 0.1n 0.2
2 min末/mol 0.4 0.5 0.1n 0.2
容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为5∶4,=,解得n=4。
15.(10分)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO42MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O。
编号
0.01 mol ·L-1酸性
KMnO4溶液
0.1 mol
·L-1H2C2O4溶液
水
某种物质
反应
温度/℃
反应
时间/min
Ⅰ
2 mL
2 mL
0
0
20
2.1
Ⅱ
V1 mL
2 mL
1 mL
0
20
5.5
Ⅲ
V2 mL
2 mL
0
0
50
0.5
Ⅳ
2 mL
2 mL
0
少量
20
0.2
请回答:
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至 时记时结束。
(2)V1= ,V2= ;设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是 。
(3)有同学在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
① 不是反应速率突然加快的原因;
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中加入的少量某种物质是 。
答案:(1)混合液紫红色刚好褪去 (2)1 2 探究温度对反应速率的影响 (3)①温度 ②MnSO4固体
解析:(1)酸性KMnO4溶液呈紫红色,因而可以用颜色变化来判断反应终点,即实验计时方法是从溶液混合开始记时,至混合液紫红色刚好褪去时记时结束。(2)Ⅰ和Ⅱ反应温度相同,Ⅱ中加入1 mL水,根据控制变量的原则,溶液总体积保持不变,因而易算出V1=1,同理可得V2=2;实验Ⅰ、Ⅲ温度不同,因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响。(3)①根据信息“某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化”,说明温度不是反应速率突然加快的原因。②根据信息可推断有催化剂生成,常见的催化剂有金属离子,因而可推测是生成的Mn2+加快了反应速率,为验证猜测需要加入含Mn2+的盐,其加入的阴离子为体系中所含阴离子,这样才不会造成干扰,所以该阴离子为S,因而加入的少量某种物质是MnSO4固体。
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