高中化学第二章化学键化学反应规律第三节化学反应的快慢和限度第1课时化学反应的快慢同步练习鲁科版必修第二册

高中化学第二章化学键化学反应规律第三节化学反应的快慢和限度第1课时化学反应的快慢同步练习鲁科版必修第二册

第1课时　化学反应的快慢 课程标准 核心素养 ‎1.知道化学反应速率的表示方法。‎ ‎2.通过实验探究影响化学反应速率的因素。‎ ‎3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制法研究化学反应。‎ ‎1.变化观念与平衡思想 认识化学反应是有一定速率的，可以通过改变外界条件调控化学反应的快慢。‎ ‎2.科学探究与创新意识 初步形成实验探究化学反应规律的思路与方法，提高利用变量控制思想设计实施实验的能力。‎ ‎　化学反应速率 ‎1．表示化学反应速率的注意事项 ‎(1)对化学反应速率表达式的理解 ‎(2)不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。‎ ‎(3)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则无意义。‎ ‎2．化学反应速率的计算 ‎(1)定义式法：v＝＝。‎ ‎(2)关系式法 对于反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)。‎ - 11 -‎ 即化学反应速率之比＝化学计量数之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比。‎ ‎(3)三段式法 ‎①计算模式 设a mol/L、b mol/L分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol/L为反应物A的转化浓度，则：‎ mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)　　　‎ a　　　　b　　　　0　　0‎ mx　　　nx　　　px　 　qx a－mx　 b－nx　　px　　qx ‎②计算步骤 ―→―→ ‎1．判断正误 ‎(1)化学反应越快现象越明显。(　　)‎ ‎(2)v(A)＝0.1 mol·L－1·s－1指1 s时c(A)＝0.1 mol·L－1。(　　)‎ ‎(3)A(s)＋B(g)===C(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶1∶1。(　　)‎ ‎(4)根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢。(　　)‎ ‎(5)对于反应H2＋Cl2===2HCl，化学反应速率可表示为v＝a mol·L－1·s－1。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎2．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　)‎ A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用CaCl2浓度的减少量表示其反应速率 解析：选A。因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其浓度的变化来表示化学反应速率，故B、C项错误；CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加量表示其反应速率，故D项错误；在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，数值可能不同，但意义相同，故A项正确。‎ ‎3．在N2＋3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1。在此时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1·s－1，所经过的时间是(　　)‎ A．0.44 s　　　　　　　　 B．1 s - 11 -‎ C．1.33 s D．2 s 解析：选D。由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(NH3)＝0.45 mol·L－1·s－1×＝0.3 mol·L－1·s－1，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，则所用的时间为0.6 mol·L－1÷0.3 mol·L－1·s－1＝2 s。‎ ‎　影响化学反应速率的因素 ‎1．主要因素：化学反应速率的大小主要取决于物质本身的内在性质。‎ ‎2．外界因素(其他条件相同时)‎ ‎1．影响化学反应速率的主要因素 ‎(1)规律：反应物本身的内在性质是化学反应速率的决定因素。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。‎ ‎(2)实例：相同条件下，表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时，前者反应速率更快。‎ ‎2．影响化学反应速率的五大外界因素 ‎(1)浓度 反应物浓度越大， 反应速率越快；反应物浓度越小，反应速率越慢。‎ ‎(2)温度 ‎①升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。‎ ‎②温度对反应速率的影响规律，对于吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。‎ ‎(3)压强 ‎①对于有气态物质参加的反应，增大压强，反应速率增大；减小压强，反应速率减小。‎ ‎②由于压强改变反应速率是通过改变反应物或生成物的浓度来实现的，故若是参加反应的物质是固体、纯液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。‎ - 11 -‎ ‎(4)催化剂 催化剂一般能增大化学反应速率。‎ ‎(5)其他因素 固体物质的反应速率与其物质的量无关，而与其接触面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率越快。‎ ‎　‎ ‎“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响 ‎(1)恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变，反应速率不变。‎ ‎(2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小反应速率减小。‎ ‎1．判断正误 ‎(1)增加反应物的量，一定能加快反应速率。(　　)‎ ‎(2)增大反应体系的压强，一定能加快反应速率。(　　)‎ ‎(3)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。(　　)‎ ‎(4)使用催化剂一般能加快反应速率。(　　)‎ ‎(5)一个化学反应的快慢主要取决于反应温度。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×‎ ‎2．实验室用锌与稀硫酸反应制取H2，欲使产生H2的速率加快，下列措施可行的是(　　)‎ A．加水稀释　　　　　 B．加少量NaOH溶液 C．降低温度 D．锌片改为锌粒 解析：选D。A.加水稀释，溶液中c(H＋)减小，所以产生H2的速率减慢，错误；B.加少量NaOH溶液，会发生酸碱中和反应，使溶液中c(H＋)减小，所以产生H2的速率减慢，错误；C.降低温度，反应速率减慢，错误；D.锌片改为锌粒，固体与液体接触面积增大，反应速率加快，正确。‎ ‎3．在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)＋Fe2O3(s)3CO2(g)＋2Fe(s)，下列说法正确的是(　　)‎ A．增加Fe2O3的量，反应速率增大 B．升高温度，反应速率不一定变化 C．再充入CO，反应速率增大 D．充入N2使压强增大，反应速率增大 解析：选C。Fe2O3为固体，增加固体的量，反应速率不变，‎ - 11 -‎ A错误；温度对任何反应都有影响，B错误；充入CO后，c(CO)增大，反应速率增大，C正确；充入N2，虽然容器内压强增大，但并未引起c(CO)的变化，则反应速率不变，D错误。‎ 课堂小结 化学反应速率 合格考训练 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析：选D。化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少量(绝对值)或生成物浓度的增加量来表示，都是正值，故D错误。‎ ‎2．少量铁片与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，为了加快反应速率且不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　)‎ ‎①加水　②加KNO3溶液　③滴入几滴浓盐酸 ‎④加入少量铁粉　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铁溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol/L 的盐酸 A．①⑥⑦　　　　　　　　　 B．③⑤⑧‎ C．③⑦⑧ D．②③④⑥⑦⑧‎ 解析：选C。①加水，降低了盐酸的浓度，故反应速率减慢；②在稀盐酸中加硝酸钾溶液相当于加入硝酸，不会生成氢气；③加浓盐酸，增大了盐酸的浓度，反应速率加快；④加入铁粉，铁与盐酸反应生成氢气的量增多；⑤加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸，故反应速率减慢；⑥滴加硫酸铁溶液，铁与硫酸铁反应，使得与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，并且稀释了盐酸，反应速率减慢；⑦升高温度，反应速率加快；⑧改用浓度大的盐酸，反应速率加快，故符合题意的是③⑦⑧。‎ ‎3．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：‎ ‎　　　　　　　　 　N2＋3H22NH3‎ - 11 -‎ 起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0.2‎ ‎2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 1.0‎ ‎4 s末浓度/(mol·L－1) 0.4 1.2 1.4‎ 当用氨浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　)‎ A．2 s末氨的反应速率为0.4 mol·(L·s)－1‎ B．前2 s内氨的平均反应速率为0.4 mol·(L·s)－1‎ C．前4 s内氨的平均反应速率为0.3 mol·(L·s)－1‎ D．2～4 s内氨的平均反应速率为0.2 mol·(L·s)－1‎ 解析：选A。化学反应速率指的是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率，A项错误。‎ ‎4．已知反应：A＋3B===2C＋D，在某一段时间内以A的浓度变化量表示的化学反应速率为1 mol/(L·min)，则此段时间内以C的浓度变化量表示的化学反应速率为(　　)‎ A．0.5 mol/(L·min)　　　　　 B．1 mol/(L·min)‎ C．2 mol/(L·min) D．3 mol/(L·min)‎ 解析：选C。根据同一反应中化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(C)＝1∶2，又v(A)＝1 mol/(L·min)，则v(C)＝2 mol/(L·min)。‎ ‎5．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)‎ A．增加少量的C(s)‎ B．将容器的体积缩小为原来的一半 C．保持容器体积不变，充入H2使体系压强增大 D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大 解析：选A。碳为固体，改变其用量，对反应速率几乎无影响，A项正确；将容器的体积缩小为原来的一半，体系压强增大，则反应速率加快，B项错误；保持容器体积不变，充入氢气使体系压强增大，氢气浓度增大，则反应速率加快，C项错误；保持压强不变，充入N2使容器体积增大，则各气体的浓度减小，反应速率减慢，D项错误。‎ ‎6．反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ‎①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1‎ ‎②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1‎ ‎③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1‎ ‎④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1‎ 该反应进行的快慢顺序为(　　)‎ A．④>②＝③>① B．④>②>③>①‎ C．①>②＝③>④ D．①>②>③>④‎ 解析：选A。将各项换算成用A表示的反应速率分别为①0.15 mol·L－1·s－1；②0.2 ‎ - 11 -‎ mol·L－1·s－1；③0.2 mol·L－1·s－1；④0.225 mol·L－1·s－1；故④>②＝③>①。‎ 等级性测试 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量 C．用不同物质的浓度变化量表示同一段时间内、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 D．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在1 s内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1‎ 解析：选D。给定化学反应的反应速率是用其中的某种物质来表示的，故给定的速率只能说明该时间段内这种物质浓度的变化量，至于其他物质浓度的改变量需要通过反应的化学计量数来确定，D项错误。‎ ‎2．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末稀硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　)‎ A．0.18 mol/(L·min)　　　 B．1.8 mol/(L·min)‎ C．1.2 mol/(L·min) D．0.02 mol/(L·min)‎ 解析：选C。10 s末稀硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，所以v(H2SO4)＝＝0.06 mol/(L·s)＝3.6 mol/(L·min)，铝与稀硫酸发生反应2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×3.6 mol/(L·min)＝1.2 mol/(L·min)。‎ ‎3．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢反应生成N2和CO2，对此反应下列叙述正确的是(　　)‎ A．使用催化剂不改变反应速率 B．降低压强能加快反应速率 C．升高温度能加快反应速率 D．改变压强对反应速率无影响 解析：选C。使用催化剂可以改变反应速率，A项错；降低压强，反应速率减小，B项错；改变压强可以改变此反应的反应速率，D项错。‎ ‎4．可逆反应4A(s)＋3B(g)4C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的正确表示是(　　)‎ A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1‎ B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶4∶1‎ C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L－1·min－1‎ - 11 -‎ D．在这2 min内用A和C表示的反应速率的值是相同的 解析：选B。A物质为固体，不能用来表示反应速率，A、D错误；用B、C、D表示反应的速率与其化学计量数成正比，其比值是3∶4∶1，B正确；0.3 mol·L－1·min－1是2 min内的平均速率，不是2 min末的瞬时速率，C错误。‎ ‎5．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，其中不正确的是(　　)‎ A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大 B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应快 C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解 D．向两支试管中分别加入等体积等浓度的H2O2溶液，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热两支试管，产生氧气的快慢不同 解析：选A。影响化学反应速率的因素有很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等因素外还有光、固体颗粒大小、超声波等，而A项中的镁和铝是由于其活泼性不同，决定了反应的速率不同。‎ ‎6．某学生用优质大理石与稀盐酸反应制取CO2，实验结果如图所示，对于图中曲线的叙述正确的是(　　)‎ A．AB段表示反应速率最慢 B．BC段表示反应速率最快，在该时间段内收集到的气体最多 C．OC段表示随时间增加，反应速率逐渐增大 D．OC段表示反应产物中气体体积随时间的变化关系 解析：选D。根据斜率可知，化学反应速率最慢的是BC段，故A错误；AB段反应速率最快，在该时间段内收集到的气体最多，故B错误；OB段表示随时间增加，反应速率逐渐增大，BC段反应速率减慢，故C错误；根据图像的横坐标和纵坐标表示的意义可知D正确。‎ ‎7．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t min后，测得物质的浓度分别为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＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3‎ 解析：选C。由题意知此时间段内X2和Y2的浓度分别减少了0.6 mol·L－1、0.2 mol·L - 11 -‎ ‎－1，而Z的浓度增加了0.4 mol·L－1，因此根据浓度变化量之比等于相应的化学计量数之比可知，该反应的化学方程式可表示为3X2＋Y2===2Z，根据原子守恒可知Z的化学式为X3Y或YX3。‎ ‎8．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得化学反应速率分别为甲：v(H2)＝3 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(NH3)＝1 mol/(L·s)。则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为(　　)‎ A．v(甲)>v(乙)>v(丙) B．v(乙)>v(丙)>v(甲)‎ C．v(丙)>v(乙)>v(甲) D．v(乙)>v(甲)>v(丙)‎ 解析：选C。N2、H2合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，三个容器中合成氨的反应速率均转化为用N2表示的反应速率为甲：v(N2)＝v(H2)＝1 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(N2)＝v(NH3)＝0.5 mol/(L·s)＝30 mol/(L·min)，即v(丙)>v(乙)>v(甲)。‎ ‎9．向体积为2 L的密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，进行反应：2SO2＋O22SO3，反应2 min后，测得O2的物质的量为0.8 mol。‎ ‎(1)2 min内，SO2的物质的量减少了__________，SO3的物质的量增加了__________。‎ ‎(2)若用O2的浓度变化来表示该反应的反应速率，则v(O2)＝__________。‎ 解析：　　　　　　2SO2　＋　O22SO3‎ n(初)/mol 2 1 0‎ Δn/mol 0.4 0.2 0.4‎ n(2 min)/mol 1.6 0.8 0.4‎ ‎(1)由上述三段式可知Δn(SO3)＝Δn(SO2)＝0.4 mol。‎ ‎(2)v(O2)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。‎ 答案：(1)0.4 mol　0.4 mol ‎(2)0.05 mol·L－1·min－1‎ ‎10．某课外兴趣小组在探究铝与盐酸反应速率的影响因素时，绘制了产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系如图所示：‎ ‎(1)试判断OE、EF、FG段所收集的气体体积，并写出0～3 min，3～5 min，5～10 ‎ - 11 -‎ min内用H2表示的该反应的反应速率(单位：mL·min－1)。‎ OE：____________________；EF：___________________________________________；‎ FG：____________________。‎ ‎(2)解释上述三段时间内产生氢气的速率不同的原因：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)5 mL，1.67 mL·min－1　35 mL，17.5 mL·min－1　10 mL，2 mL·min－1　(2)OE段温度较低，所以此时生成氢气的反应速率最小；EF段反应速率最大，是因为铝与盐酸的反应是放热反应，反应一段时间后，体系温度升高，反应速率增大；随着反应的进行，溶液中氢离子的浓度逐渐降低，所以FG段反应速率减小 ‎11．(1)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率进行实验探究。下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据。表中数据为在不同条件下用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间。‎ 浓度 时间/s 反应条件 ‎30%‎ H2O2‎ ‎15%‎ H2O2‎ ‎10%‎ H2O2‎ ‎5%‎ H2O2‎ 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 MnO2做催化剂、加热 ‎10‎ ‎25‎ ‎60‎ ‎120‎ ‎①上述实验结果体现了__________、__________、__________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任选一个，说明该因素对化学反应速率的影响：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，M、N、W三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：‎ - 11 -‎ ‎①该反应的化学方程式为___________________________________________；‎ ‎②从开始至4 min，N的平均反应速率为____________。‎ 解析：(1)①根据表格分析可知，实验结果体现了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响。‎ ‎②在其他条件不变时，温度升高，化学反应速率加快；在其他条件不变时，反应物浓度增大，化学反应速率加快；在其他条件不变时，使用催化剂比不使用催化剂反应速率大大加快。‎ ‎(2)①在4 min时，M、N的物质的量都减小0.4 mol，W的物质的量增加0.8 mol，则M、N是反应物，W是生成物；由于物质改变的物质的量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式是M＋N===2W。‎ ‎②从开始至4 min，N的平均反应速率v(N)＝＝0.05 mol/(L·min)。‎ 答案：(1)①浓度　温度　催化剂 ‎②温度升高，化学反应速率加快(或反应物浓度增大，化学反应速率加快或使用合适的催化剂，化学反应速率加快)‎ ‎(2)①M＋N===2W　②0.05 mol/(L·min)‎ - 11 -‎