1、课时训练 12 化学反应的速率一、化学反应速率的表示方法及计算1.甲、乙两个容器内都在进行 A B+C 的反应,甲中每分钟减少 4 mol A,乙中每分钟减少2 mol A,则两容器中的反应( )A.甲快B.乙快C.相等D.无法确定解析:反应的快慢是用单位时间内的物质浓度变化量表示的。因无法知道甲、乙容器体积,故无法知道单位时间内 A 的浓度变化量 ,无法确定反应速率大小。答案:D2.已知 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用 v(NH3)、v(O 2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是( )A.v(NH3)=v(O2)B.v(O2)=v(H
2、2O)C.v(NH3)=v(H2O)D.v(O2)=v(NO)解析:由用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比可知 D 项正确。答案:D3.在四个不同的容器中,在不同条件下利用 N2+3H2 2NH3 反应来合成氨,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最大的是( )A.v(H2)=0.1 molL-1min-1B.v(N2)=0.01 molL-1s-1C.v(N2)=0.2 molL-1min-1D.v(NH3)=0.3 molL-1min-1解析:首先统一单位,然后将用各种物质表示的反应速率除以对应物质在方程式中的化学计量数进行比较。答案:B4.反应 3X(g)+Y(g)
3、 2Z(g)+2W(g)在 2 L 密闭容器中进行,5 min 时 Y 减少了 0.5 mol,则 05 min 内此反应的平均速率为( )A.v(X)=0.05 molL-1min-1B.v(Y)=0.10 molL-1min-1C.v(Z)=0.10 molL-1min-1D.v(W)=0.05 molL-1s-1解析:Y 的平均反应速率 v(Y)=0.05 molL-1min-1,平均反应速率之比等于化学计量数之比,故 v(X)=0.15 molL-1min-1,v(Z)=0.10 molL-1min-1,v(W)=0.001 7 molL-1s-1,本题选 C。答案:C5.已知某反应
4、aA(g)+bB(g) 2C(g)的各物质浓度数据如下:A B C起始浓度/(molL-1) 3.01.002 s 末浓度/(molL-1) 1.80.60.8据此可推算出上述化学方程式中 A、B、C 的化学计量数之比是( )A.934 B.312C.213 D.321解析:2 s 内 A、 B、C 的浓度变化分别为 1.2 molL-1、0.4 molL-1 和 0.8 molL-1,其比例为1.20.40.8=312,即化学方程式中 A、B 、C 的化学计量数之比是 312。答案:B6.将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g
5、)+B(g)2C(g),若 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 molL-1,现有下列几种说法 ,其中正确的是( )用物质 A 表示的反应的平均速率为0.3 molL-1s-1用物质 B 表示的反应的平均速率为0.6 molL-1s-12 s 时物质 A 的转化率为 70%2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 molL-1A. B.C. D.解析:v(C)=0.3 molL -1s-1v(A)=v(C)=0.3 molL-1s-1v(B)=v(C)=0.15 molL-1s-12 s 时消耗 A 的物质的量为:0.3 molL-1s-12 L2 s=1.2 mol所以 A 的转化率为:100
6、%=30%2 s 时:c (B)=1 molL-1-0.15 molL-1s-12 s=0.7 molL-1答案:B7.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为 CO 和 H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的 H2 和 CO,发生反应:2H 2(g)+CO(g) CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:t/s 0 500 1 000c(H2)/(molL-1) 5.003.522.48c(CO)/(molL-1) 2.50(1)在 500 s 内用 H2 表示的化学反应速率是 。 (2)在 1 000 s 内用 CO 表示的化学反应速率是 。 (3)在 50
7、0 s 时生成的甲醇的浓度是 。 解析:(1)在 500 s 内,v (H2)=2.9610-3 molL-1s-1。(2)在 1 000 s 内 H2 的浓度减少量 c(H2)=5.00 molL-1-2.48 molL-1=2.52 molL-1,则 CO 的浓度减少量 c(CO)=c(H2)=1.26 molL-1,用 CO 表示此段时间的平均速率为 v(CO)=1.2610-3 molL-1s-1。(3)在 500 s 内 H2 的浓度变化量 c(H2)=1.48 molL-1,则生成的 CH3OH 的浓度为 c(CH3OH)=c(H2)=0.74 molL-1,即在 500 s 时生
8、成的甲醇的浓度是 0.74 molL-1。答案:(1)2.9610 -3 molL-1s-1(2)1.2610-3 molL-1s-1(3)0.74 molL-1二、外界条件对化学反应速率的影响8.NO 和 CO 都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢起反应,生成 N2 和 CO2,对此反应的下列叙述中正确的是( )A.使用催化剂不能增大反应速率B.降低压强能增大反应速率C.升高温度能增大反应速率D.改变压强对反应速率无影响答案:C9.盐酸与块状 CaCO3 反应时,不能使反应最初的反应速率明显增大的是( )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
9、CaCO3 粉碎后再与盐酸反应解析:影响化学反应速率的是反应物的浓度 ,故增加盐酸的用量不能使反应速率明显增大; 升高温度可以增大化学反应速率;将块状 CaCO3 粉碎后再与盐酸反应,可以增大固体表面积,从而增大化学反应速率。答案:A10.取两份 10 mL 1 molL-1 的稀硫酸,向其中一份中加入过量的铁片,得到氢气的体积如图中X 所示,向另一份中加入过量铁片的同时加入另一种物质 ,得到氢气的体积如图中 Y 所示,则另一种物质可能是( )A.锌粒 B.氢氧化钠固体C.3 molL-1 稀盐酸 D.铁粉解析:Fe 与稀硫酸反应的离子方程式为 Fe+2H+ Fe2+H2,铁过量,则生成氢气的
10、量由 H+的物质的量决定。A 项,锌比铁活泼 ,反应速率会增大,但最终生成氢气的量不会增加,错误;B项,加入氢氧化钠固体会降低 H+浓度,反应速率会减小,错误;C 项,盐酸中 H+浓度大于硫酸中H+浓度,且增加了 H+的量,正确;D 项,只能增大反应速率,但最终生成氢气的量不会增加,错误。答案:C11.实验证明用纯锌和稀硫酸制备氢气时加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率。为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。实验溶液的体积 A B C D E F
11、4 molL-1 H2SO4 溶液/mL30V1V2V3V4V5续表实验溶液的体积 A B C D E F饱和CuSO4 溶液/mL0 0.52.55 V6 20H2O/mL V7V8 V9 V10 100下列判断错误的是( )A.V1=30 B.V6=10C.V7=20 D.V10=25解析:实验中要保证每个试管中 c(H+)相等,故 V1V5 均为 30,由表中 F 中数据看出每个试管中液体总体积应为 50 mL,则 V6 为 10,V7V10 应分别为 20、19.5、17.5、15。答案:D12.一定温度下,对于反应 N2+O2 2NO 在密闭容器中进行 ,下列措施能增大反应速率的是(
12、 )缩小体积使压强增大 恒容,充入 N2 恒容充入氦气 恒压充入氦气A. B. C. D.解析:都能增大物质的浓度 ,所以能使反应速率增大; 无影响;使容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小。答案:A13.在大小相同的四支试管中,分别装入 23 mL 约 5%的 H2O2 溶液,然后进行以下操作,对比观察现象。填写下表,并回答问题。操作 现象静置观察取装入 H2O2 溶液后的两支试管,分别滴入 12 滴 1 molL-1FeCl3 溶液,静置观察把操作中滴入 FeCl3 溶液后的一支试管放入盛有 5 左右冷水的烧杯中,观察把操作中滴入 FeCl3 溶液后的另一支试管放入盛有 40 左右温水
13、烧杯中,观察向装入 H2O2 溶液后的一支试管中,加入少量 MnO2 粉末,观察改用 10%的 H2O2 溶液重复操作 ,观察(1)通过对比,你的结论: 。 (2)通过对比,你的结论: 。 (3)通过对比,你的结论: 。 (4)用带火星的木条检验各步骤中产生的气体,看到的现象是 : 。 答案:极为缓慢地放出气泡 缓慢地放出气泡 试管中有气泡放出 较快地放出气泡 迅速地放出大量气泡 反应十分剧烈,极为迅速地放出气泡(1)催化剂可以加快反应速率,不同的催化剂,加快反应速率的程度不同(2)温度会对化学反应速率产生影响,温度越高,化学反应速率就越快(3)浓度会对化学反应速率产生影响,浓度越大,化学反应
14、速率就越快(4)带火星的木条复燃14.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:Mn+H2C2O4+H+ Mn2+CO2+H2O(未配平),用 4 mL 0.001 molL-1 KMnO4 溶液与 2 mL 0.01 molL-1 H2C2O4 溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:实验编号10%硫酸体积/mL温度/其他物质 2 20 2 2010 滴饱和MnSO4 溶液 2 30 1 201 mL 蒸馏水(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 ( 用表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验
15、和 。 (3)对比实验和,可以研究 对化学反应速率的影响 ,实验加入 1 mL 蒸馏水的目的是 。 解析:与实验相比,实验外加了 MnSO4 溶液,因此实验和是研究催化剂对反应速率的影响;与实验相比,实验中 ,温度由 20 升至 30 ,因此实验和是研究温度对反应速率的影响;与实验相比,实验 中外加蒸馏水后溶液总体积不变,但 c(H+)(或 H2SO4 浓度)减小,因此实验和是研究 c(H+)(或 H2SO4 浓度) 对反应速率的影响。答案:(1)25(2) (3)c(H+)(或硫酸的浓度 ) 确保实验中 KMnO4、H 2C2O4 浓度不变和溶液总体积不变(建议用时:30 分钟)1.下列说法
16、中正确的是( )化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示用不同物质的浓度变化表示同一时间内,同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定在化学反应中,反应物的浓度逐渐减小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值A. B.C. D.解析:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示,错;反应速率没有负值,错。答案:D2.氨分解反应在容积为 2 L 的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为 4 mol,5 s 末为 2.4 mol,则用氨气表示该反应的速率为( )A.0.32 molL
17、-1s-1B.0.16 molL-1s-1C.1.6 molL-1s-1D.0.8 molL-1s-1解析:化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化来表示,v(NH 3)=0.16 molL-1s-1。答案:B3.反应 E+F G 在温度 T1 下进行,反应 M+N K 在温度 T2 下进行,已知 T1T2,且 E 和 F浓度均大于 M 和 N 的浓度(其他条件均相同),则两者的反应速率( )A.前者大 B.后者大C.一样大 D.无法确定解析:决定化学反应速率的主要因素是反应物的性质 ,不同化学反应的反应速率无法比较。答案:D4.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )A.对任何化学反应
18、来说,反应速率越大 ,反应现象就越明显B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少量或任何一种生成物浓度的增加量来表示C.若某化学反应的反应速率为 0.5 molL-1s-1 就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为 0.5 molL-1D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度解析:不是所有化学反应都有明显的现象 ,A 项不正确;不是所有的物质都可以用来表示反应速率,固体和纯液体一般不用来表示反应速率,因为固体和纯液体的浓度不发生变化,视为常数,B 项不正确;用不同物质表示同一反应的反应速率时,数值不一定相同 ,C 项不正确;反应速率应该指单位时间内反应物和生成物的浓度
19、变化,D 项正确。答案:D5.用铁片和稀硫酸反应制取 H2 时,下列措施不能使氢气的生成速率增大的是( )A.加热B.不用稀硫酸,而改用 98%的浓硫酸C.滴加少量浓盐酸D.不用铁片,改用铁粉解析:A 项加热,C 项中增大 H+的浓度,D 项中增大了反应物的接触面积,故它们均能增大化学反应速率。但是 B 项中改用浓硫酸后 ,浓硫酸常温下能使铁片钝化,不能增大反应速率。答案:B6.某温度下,浓度都是 1 molL-1 的两种气体 X2 和 Y2,在密闭容器中反应生成 Z,达到平衡后,c(X2)为 0.4 molL-1,c(Y2)为 0.8 molL-1,生成的 Z 为 0.4 molL-1,则该
20、反应是( )A.X2+2Y2 2XY2B.2X2+Y2 2X2YC.3X2+Y2 2X3YD.X2+3Y2 2XY3解析: c(X2)c(Y 2)c (Z)=(1 molL-1-0.4 molL-1)(1 molL-1-0.8 molL-1)0.4 molL-1=312,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的反应速率之比并等于各物质浓度的变化量之比。答案:C7.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间 t 产生氢气体积V 的数据,根据数据绘制得到下图,则曲线 a、b、c 、d 所对应的实验组别可能是( )组别c(HCl)/(molL-1)温度/状态1 2.0 2
21、5 块状2 2.5 30 块状3 2.5 50 块状4 2.5 50 粉末状A.4-3-2-1 B.1-2-3-4C.3-4-2-1 D.1-2-4-3解析:其他条件一定时,溶液的浓度越大 ,化学反应速率越大; 温度的升高和固体由块状变为粉末状都能显著增大反应速率。实验 1 的盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最小;实验 3 的反应温度比实验 2 的反应温度高,所以反应速率实验 3 大于实验 2;实验 4 浓度较大,温度较高,且为粉末状,故速率最大,反应最快,对应于 a。答案:A8.在 C(s)+CO2(g) 2CO(g)反应中,可使反应速率增大的措施是 ( )升高温度 增加碳的
22、量 恒容通入 CO2 恒压下充入 N2 恒容下充入 N2 恒容通入 COA. B.C. D.解析:碳是固体,改变其用量对反应速率无影响 ;体积增大降低了反应物和生成物的浓度 ,正、逆反应速率降低;体积不变 ,反应物和生成物的浓度不变,正、逆反应速率不变。答案:C9.对于反应 M+N P,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 minC.6 min D.9 min解析:本题要弄清两个问题:时间与速率关系,速率与温度关系。因每升高 10 反应速率增大为原
23、来的 3 倍,如升高的温度为 t,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。答案:A10.化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 时反应物的浓度,结果应是( )A.2.5 molL-1min-1 和 2.0 molL-1B.2.5 molL-1min-1 和 2.5 molL-1C.3.0 molL-1min-1 和 3.0 molL-1D.5.0 molL-1min-1 和 3.0 m
24、olL-1解析:v(反应物)=2.5 molL-1min-1,由图像可知 04 min 的反应速率为 5 molL-1min-1、48 min 的反应速率为 2.5 molL-1min-1,所以 812 min 的反应速率为 1.25 molL-1min-1、1216 min 的反应速率为 0.625 molL-1min-1,即 16 min 时,反应物的浓度为 10 molL-1-1.25 molL-1min-14 min-0.625 molL-1min-14 min=2.5 molL-1,B 正确。答案:B11.在下列事实中,什么因素影响了化学反应速率?(1)集气瓶中有 H2 和 Cl2
25、的混合气体 ,在瓶外点燃镁条时发生爆炸 ; (2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒 ; (3)KI 晶体和 HgCl2 晶体混合后无明显现象 ,若一起投入水中,很快生成红色 HgI2 ; (4)熔化的 KClO3 放出气泡很慢 ,撒入少量 MnO2 后很快产生气体 ; (5)向同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体的速率有快有慢 ; (6)同样大小的石灰石分别与 0.1 molL-1 的盐酸和 1 molL-1 的盐酸反应,反应速率不同; (7)夏天食品容易变质,冬天就不易发生该现象 ; (8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度,可是在人体里 ,正常体温(37 ) 时,就可以被
26、氧化,这是因为 。 答案:(1)光(2)反应物的接触面积(3)在溶液中,水作溶剂,反应物溶解后增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度(8)人体里的生物酶起催化作用,可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量 ,所以在人体温度的范围内就可以发生反应了12.某学校研究性学习小组开展课题探究:“不同条件对化学反应速率影响的探究。 ”选用 4 mL 0.01 molL-1 KMnO4 溶液与 2 mL 0.1 molL-1 H2C2O4 溶液在稀硫酸中进行实验,改变条件如表:组别草酸的体积/mL温度/其他物质 2 20 2 2010 滴饱和 MnSO4 溶液 2 30
27、 1 20 1 mL 蒸馏水(1)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 ( 用表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 和 。 (2)对比实验和,可以研究 对化学反应速率的影响,实验中加入 1 mL 蒸馏水的目的是 。 解析:探究不同条件对反应速率的影响时要遵循 “多定一变”的原则。答案:(1) (2)草酸的浓度,或反应物的浓度 确保和组对比实验中 c(KMnO4)不变,或确保溶液总体积不变13.某化学兴趣小组为了研究在溶液中进行的反应 A+B C+D 的反应速率,他们将 A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物 C 的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线
28、。据此,请完成以下问题:(1)在 Ot1、t 1t2、t 2t3 各相同的时间段里 ,反应速率最大的时间段是 ,生成 C 的量最多的时间段是 ; (2)从反应速率的变化可看出该反应可能是 ( 填“ 放热”或“吸热”)反应。 解析:(1)分析图像可知:t 1t2 时间段里 ,C 的物质的量浓度的变化值最大,因此该时间段里,生成C 的物质的量最大,其反应速率最大。 (2)分析图像可知: Ot1 时间段 C 的浓度增加较慢,t 1t2时间段,C 的浓度增加很快,由此推知该反应为放热反应 ,温度升高,反应速率加大,t 2 后由于A、B 浓度减小,反应速率逐渐变小。答案:(1)t 1t2 t1t2 (2)放热
