第2节 化学反应的快慢和限度
第1课时 化学反应的快慢
课时训练10 化学反应的快慢
基础夯实
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.单位时间内某反应物的浓度变化大,该反应就快
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表示
D.化学反应速率的单位有mol·L-1·s-1、
mol·L-1·min-1
答案:C
解析:C项化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示。
2.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到100 mL。此时,X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 ℃ 20 mL 2 mol·L-1的X溶液
答案:B
解析:温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。由于溶液体积均为100 mL,则X物质的量越大,浓度越大。
3.导学号52140083盐酸与块状CaCO3反应时,不能使反应最初的速率明显加快的是( )
A.将盐酸的用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍,用量减半
C.温度升高30 ℃
D.将块状CaCO3粉碎后再与盐酸反应
答案:A
解析:影响化学反应速率的是反应物的浓度,不是反应物的量,故增加盐酸的用量不能使反应速率明显加快;升高温度可以加快化学反应速率;将块状CaCO3粉碎后再与盐酸反应,可以增大固体与盐酸的接触面积,从而加快化学反应速率。
4.用锌粒与稀盐酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是( )
A.升高反应体系的温度
B.增加锌粒的用量
C.不用锌粒,改用锌粉
D.加入少量浓硫酸
答案:B
解析:改变固体的用量不影响化学反应速率。
5.对于反应M+NP,如果温度每升高10 ℃,反应速率增大为原来的3倍。在10 ℃时完成反应的10%需要54 min,将温度提高到40 ℃完成反应的10%,需要的时间为( )
A.2 min B.3 min
C.6 min D.9 min
答案:A
解析:本题要弄清两个问题:①时间与速率的关系,②速率与温度的关系。因每升高10 ℃反应速率增大为原来的3倍,如升高的温度为Δt,则反应速率增加为原来的倍,反应温度由10 ℃升至40 ℃,反应速率增加为原来的33倍,完成反应的10%需要时间为=2 min。
6.下列条件下的反应,放出氢气最快的是( )
金属(颗粒大小相同)和物质的量/mol
酸的浓度和体积/mL
反应温
度/℃
A
Fe
0.1
3 mol·L-1 盐酸
10
20
B
Al
0.1
3 mol·L-1 盐酸
10
20
C
Cu
0.1
4 mol·L-1 H2SO4溶液
10
20
D
Mg
0.1
6 mol·L-1 稀硝酸
10
20
答案:B
解析:铜与硫酸不反应;镁与稀硝酸反应产生一氧化氮,不产生氢气;铝比铁活泼,相同条件下与盐酸反应时,铝反应快。
7.已知反应A2+3B22C,以下有关该反应的反应速率的表示中,最快的是( )
A.v(B2)=0.8 mol·L-1·s-1
B.v (A2)=0.4 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.6 mol·L-1·s-1
D.v(B2)=4.2 mol·L-1·min-1
答案:B
解析:根据“同一反应中,用不同物质表示反应速率时,其数值之比等于化学计量数之比”,将选项中所给反应速率均转化为v(B2)可得B项为1.2 mol·L-1·s-1、C项为0.9 mol·L-1·s-1。特别注意,需将D项的单位进行换算,则为0.07 mol·L-1·s-1。
8.100 mL 0.6 mol·L-1 H2SO4溶液跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的( )
A.碳酸钠固体
B.水
C.10 mL 1.2 mol·L-1盐酸
D.硫酸钠固体
答案:B
解析:Na2CO3可与H+反应使H+的物质的量减少,影响H2总量;Na2SO4溶于水不与H2SO4反应,又不影响溶液体积,所以c(H+)没有变化,不会减缓反应速率,故不选A、D;而加水使溶液体积增大,c(H+)减小而又不影响溶液中H+的总物质的量。C项溶液中H+浓度与原H2SO4溶液中相同,加入后H+浓度不变、反应速率不变,但H2总量增加。
9.将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。5 min末测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
(1)A在5 min末的浓度是 。
(2)v(B)= 。
(3)x= 。
答案:(1)0.75 mol·L-1
(2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)2
解析:设A、B的起始浓度为a,5 min末生成D物质的量浓度为0.5 mol·L-1,消耗A的物质的量浓度为×0.5 mol·L-1=0.75 mol·L-1,消耗B的物质的量浓度为×0.5 mol·L-1=0.25 mol·L-1,所以5 min末c(A)∶c(B)=(a-0.75 mol·L-1)∶(a-0.25 mol·L-1)=3∶5,解得a=1.5 mol·L-1。A的浓度为a-0.75 mol·L-1=(1.5-0.75) mol·L-1=0.75 mol·L-1;v(B)==
0.05 mol·L-1·min-1;v(B)∶v(C)=1∶x,x==2。
10.我校化学兴趣小组的同学用相同质量的锌和相同浓度的足量稀盐酸反应得到实验数据如下表所示。
实验编号
锌的状态
反应温度/℃
收集100 mL氢气所需时间/s
①
薄片
15
180
②
薄片
25
70
③
粉末
25
15
(1)该实验的目的是探究 对锌和稀盐酸反应速率的影响;
(2)实验①和②表明 ,化学反应速率越大;
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 和 ;
(4)请你设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响: 。
答案:(1)固体表面积、温度 (2)温度越高
(3)② ③ (4)相同条件下,取相同质量的薄锌片与不同浓度的盐酸反应,测量收集100 mL氢气所需的时间(其他合理答案均可)
解析:从表中内容看出是探究温度与固体表面积对反应速率的影响。由①②两组数据看出,温度高时,反应速率大,由②③两组数据看出,固体表面积越大,反应速率越大。要设计实验探究盐酸浓度对该反应的速率的影响,应在相同条件下测定不同浓度的盐酸与锌片反应的速率等,合理即可。
能力提升
11.(1)把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气速率变化如图所示。在反应过程中导致速率变化的因素有 (填序号)。
①H+的浓度
②镁条的表面积
③溶液的温度
④Cl-的浓度
(2)影响反应速率的因素有:物质本身的性质、反应物浓度、温度、催化剂等方面,依据影响反应速率的有关因素分析下列问题:
①Mg和Fe均可以与O2反应,Mg在空气中可以点燃,Fe在空气中不能点燃,是由于 的影响。
②Fe在空气中加热不能燃烧,但在纯氧中可以,是由于 的影响。
答案:(1)①③
(2)①物质本身的性质 ②氧气浓度
解析:(1)从图中看出反应速率先增大后又减小,增大是因为反应放热,使溶液温度升高;随后减小是因为随反应进行,H+的浓度不断减小。
(2)在相同条件下,Mg在空气中可以点燃,Fe在空气中不能点燃,显然是因为Fe的性质不如Mg活泼。纯氧和空气的区别就在于氧气的浓度不同。
12.导学号52140084某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了科学探究,采集的数据见下表:
(1)用10 mL H2O2溶液制取150 mL O2所需的时间
时间/s 浓度
反应条件
30% H2O2
溶液
15% H2O2
溶液
10% H2O2
溶液
5% H2O2
溶液
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360
480
540
720
CuO催化剂、加热
10
25
60
120
请问:①该研究小组在设计方案时,考虑了反应物浓度、 、 等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中选一个,说明该因素对分解速率有何影响? 。
(2)将质量相同但聚集状态不同的CuO分别加入到5 mL 5%的H2O2溶液中,并用带火星的木条测试。测定结果见下表:
催化剂
(CuO)
操作情况
观察结果
反应完成所
需的时间
粉末状
混合不
振荡
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5 min
块状
反应较慢,木条红亮但未复燃
30 min
③写出H2O2分解的化学方程式 。
④实验结果说明催化剂催化作用的大小与 有关。
答案:(1)①温度 催化剂 ②其他条件不变时,升高温度(或增大反应物浓度或加催化剂)化学反应速率增大(任选一个即可) (2)③2H2O22H2O+O2↑ ④催化剂的聚集状态或表面积
解析:从表一可看出,实验探究了浓度、温度和催化剂对反应速率的影响,温度升高时,反应速率加快;加催化剂时,反应速率加快。从表二可看出粉末状CuO催化效果更好。
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