高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率第1课时一课一练

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第1课时 化学反应速率
题组一 化学反应速率的概念
1.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或任何一种生成物浓度的增加来表示
C.若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5 ml·L-1·s-1,就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 ml·L-1·s-1
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
2.(2020江西赣州高二上期中)下列说法正确的是( )
A.在化学反应中,固体和纯液体的化学反应速率为零
B.在化学反应中,某物质的化学反应速率表示该物质在某时刻反应的速率
C.在某一化学反应中,化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的改变或生成物浓度的改变来表示,其数值可能相同,也可能不相同
D.化学反应速率用生成物浓度的改变来表示时可以是负值
3.(2020山东枣庄八中高二上期中)在密闭容器中A和B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系:2v(B)=3v(A),v(A)=2v(C)。则该反应的化学方程式可表示为 ( )
A.2A+3B CB.3A+2B 2C
C.3A+2B 6CD.A+B C
题组二 化学反应速率的简单计算
4.在1 L的恒容密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g) 2C(g),0~2 min内A的物质的量由2 ml减小到0.8 ml,则用A的浓度变化表示的该反应的反应速率为 ( )
A.1.2 ml/(L·min)B.1 ml/(L·min)
C.0.6 ml/(L·min)D.0.4 ml/(L·min)
5.(2020湖北宜昌部分示范高中协作体高二上期末)将气体A、B置于容积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应:4A(g)+B(g) 2C(g),反应进行到4 s末,测得A为0.5 ml,B为0.4 ml,C为0.2 ml,用反应物A浓度的减少来表示该反应的反应速率为( )
ml·L-1·s-1 5 ml·L-1·s-1
ml·L-1·s-1D.0.1 ml·L-1·s-1
6.(2020福建福州八县一中高二上期中)在N2+3H2 2NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了45 ml/L,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为14 ml/(L·s),则此段时间是( )
A.2 s B.3.2 sC.4.8 sD.5.6 s
题组三 化学反应速率的大小比较
7.(2020黑龙江大庆实验中学高二上期中)在不同条件下测得反应A(s)+3B(g) 2C(g)+2D(g)的反应速率如下,其中对反应速率的正确描述中最快的是(深度解析)
A.v(D)=0.4 ml/(L·s)B.v(A)=0.5 ml/(L·s)
C.v(B)=0.6 ml/(L·s)D.v(C)=0.5 ml/(L·s)
8.(2020甘肃兰州高二上期中)反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四种不同条件下的反应速率分别为
①v(A)=0.45 ml·L-1·s-1;②v(B)=0.6 ml·L-1·s-1;③v(C)=0.4 ml·L-1·s-1;④v(D)=0.45 ml·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为(深度解析)
A.①>③=②>④B.①>②=③>④
C.②>①=④>③D.①>④>②=③
题组四 化学反应速率的测定
9.(2019北京西城高二上期末)为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率,下列测量依据不可行的是( )
A.m(Zn)的变化 B.c(H+)的变化
C.c(SO42-)的变化 D.V(H2)的变化
10.“碘钟”实验中,3I-+S2O82- I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验,得到的数据如下表:
回答下列问题:
(1)该实验的目的是探究 对化学反应速率的影响。
(2)显色时间t1为 。
(3)通过分析比较上述数据,得到的结论是 。深度解析
能力提升练
题组一 化学反应速率的深入理解与应用
1.(2020江西吉安一中高二上月考,)在2 L的恒容密闭容器中,充入1 ml A和3 ml B,并在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g) 2C(g),若在第3 s末测得C的浓度为0.6 ml/L,下列说法正确的是( )
①用B表示的反应速率为0.4 ml/(L·s)
②3 s内生成C的物质的量为1.2 ml
③在第3 s末B的浓度为0.6 ml/L
A.①②B.①③
C.②③D.①②③
2.(2020湖北孝感高二上期末,)在一定容积容器中发生反应:2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g) 2HCN(g)+6H2O(g),15 min内测得反应速率用HCN表示为0.36 ml/(L·min),该段时间内下列说法正确的是( )
A.15 min内反应消耗氨气5.4 ml
B.可用水表示该段时间内的反应速率为1.08 ml/(L·min)
C.各物质的反应速率关系:2v(CH4)=2v(NH3)=3v(O2)
D.15 min时氧气浓度下降到8.1 ml/L
题组二 借助图像考查化学反应速率的计算
3.()一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A.反应在0~10 s内,用Z表示的反应速率为0.158 ml·L-1·s-1
B.反应在0~10 s内,X的物质的量浓度减少量为0.79 ml·L-1
C.反应进行到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g) Z(g)
4.(2020北京师大二附中高二上期中,)为了研究在MnO2存在下H2O2的分解速率,某学生将少许MnO2粉末加入50 mL密度为1.1 g/cm3的过氧化氢溶液中,通过实验测定,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请据图回答下列问题:
(1)放出一半气体所需要的时间为 。
(2)A、B、C、D各点反应速率大小的顺序是 。
(3)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为 。
题组三 测定化学反应速率的实验设计
5.(双选)()化学反应速率可通过实验进行测定,下列化学反应速率的定量测定中,测量依据不可行的是( )
6.(2020浙江温州十五校高二上期中联考,)盐酸与碳酸钙反应生成CO2,运用下图,可测定该反应的反应速率。请根据要求填空:
(1)连接好仪器后,需要检查 ,再加入药品进行实验。
(2)在锥形瓶中加入5 g碳酸钙,加入20 mL 1 ml·L-1盐酸。每隔10 s观测注射器中气体的体积,并以mL·s-1为反应速率的单位,计算每10 s内的反应速率。数据处理的结果见下表:
表格中的“?”处应填的数据是 。
(3)从反应速率随时间变化的数据可知,本实验中反应速率与 和 有关。
答案全解全析
基础过关练
1.D A项,有些化学反应的反应速率很快,但没有明显现象,错误;B项,在化学反应中,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率,错误;C项,浓度的单位错,应为ml·L-1,且由于各物质的化学计量数不一定相同,在该时间段内反应物和生成物的浓度变化不一定相同。
2.C 一般不用固体或纯液体表示化学反应速率,A错误;化学反应速率是一段时间内的平均速率,B错误;在同一化学反应中,其化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的改变来表示,也可以用单位时间内生成物浓度的改变来表示,化学计量数相同的物质表示的化学反应速率相同,化学计量数不同的物质表示的化学反应速率不同,C正确;化学反应速率为正值,D错误。
3.A 由2v(B)=3v(A),v(A)=2v(C),推知v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶3∶1,同一化学反应中,不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,故该反应的化学方程式可表示为2A+3B C。
4.C 1 L的恒容密闭容器中,0~2 min内A的物质的量由2 ml减小到0.8 ml,用A的浓度变化表示的该反应的反应速率为0.6 ml/(L·min)。
5.C 根据v=ΔcΔt计算v(C),再利用同一化学反应中物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比计算v(A)。v(C)=0.2ml2 L4 s=0.025 ml·L-1·s-1,v(A)=2v(C)=0.05 ml·L-1·s-1。
6.C v(NH3)=23v(H2)=14 ml/(L·s)×23=16 ml/(L·s),该段时间内NH3的浓度增加了45 ml/L,则反应时间Δt=Δcv=45ml/L16ml/(L·s)=4.8 s。
7.D 同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的反应速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,注意单位要一致。B项,A是固体,不用其表示化学反应速率;v(C)2>v(D)2=v(B)3,故选D。规律方法 比较同一化学反应不同条件下反应速率快慢的方法
“一看”:看化学反应速率的单位是否统一,若不统一,需先统一单位;
“二化”:将用不同物质表示的化学反应速率转化为用同一物质表示的化学反应速率或用化学反应速率分别除以相应物质的化学计量数;
“三比较”:比较用同一物质表示的化学反应速率的数值或用化学反应速率分别除以相应物质的化学计量数之后的数值;数值越大,反应速率越大。
8.D 同一化学反应中,在单位相同的情况下,某物质的化学反应速率与其化学计量数的比值越大,该物质表示的反应速率越快,①v(A)1=0.451 ml·L-1·s-1=0.45 ml·L-1·s-1;②v(B)3=0.63 ml·L-1·s-1=0.2 ml·L-1·s-1;③v(C)2=0.42 ml·L-1·s-1=0.2 ml·L-1·s-1;④v(D)2=0.452 ml·L-1·s-1=0.225 ml·L-1·s-1,所以反应进行的快慢顺序为①>④>②=③。
反思升华 判断化学反应速率大小的常见误区
误区1 只看数值:同一化学反应,用不同的物质表示时,其化学反应速率不一定相同;用同一物质的化学反应速率比较反应的快慢时,必须要保证单位统一;注意不用固体或纯液体表示化学反应速率。
误区2 思维混乱:对理论知识掌握得不够扎实,解题时慌乱不堪,思维混乱,把同一化学反应中不同物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比的结论误认为将不同物质的反应速率乘以其化学计量数,然后进行比较,从而导致出错。
9.C 锌和稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+ Zn2++H2↑,用单位时间内固体质量变化可以测定反应速率;单位时间内氢离子浓度变化可以测定反应速率;反应前后硫酸根离子浓度基本不变,不能用于测定反应速率;单位时间内H2体积的变化可用于测定反应速率。
10.答案 (1)反应物I-与S2O82-的浓度 (2)29.3 (3)化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
解析 分析题表中数据发现:②④组所用时间相同,③组所用时间为②④组的一半,①组所用时间为②④组的2倍。
进一步分析:②④两组中c(I-)与c(S2O82-)的乘积相等,③组中乘积为②④组的2倍,①组乘积为②④组的一半。
由此可得结论:当c(I-)·c(S2O82-)相等时,显色时间相等,化学反应速率相等。则有:t144.0=0.160××0.040,得t1≈29.3。
反思升华 在审题时要抓住数据的特点:①时间相同,浓度之间的关系;②时间成倍数增加或缩短,浓度之间的关系。
能力提升练
1.C ①前3 s内v(C)=0.6-03 ml/(L·s)=0.2 ml/(L·s),相同时间内v(B)=32v(C)=32×0.2 ml/(L·s)=0.3 ml/(L·s),错误;②3 s内生成C的物质的量=Δc×V=0.6 ml/L×2 L=1.2 ml,正确;③3 s内生成C的物质的量为1.2 ml,根据化学方程式知,相同时间内消耗n(B)=32n(C)=32×1.2 ml=1.8 ml,在第3 s末c(B)=n(B)V=3-1.82 ml/L=0.6 ml/L,正确。
2.B 15 min内HCN浓度的变化量为0.36 ml/(L·min)×15 min=5.4 ml/L,由化学方程式可知氨气浓度的减少量为5.4 ml/L,但容器容积未知,不能计算其物质的量,A错误;同一化学反应中,不同物质的反应速率之比等于其对应化学计量数之比,则该段时间内用水表示反应速率为0.36 ml/(L·min)×62=1.08 ml/(L·min),B正确;应为3v(CH4)=3v(NH3)=2v(O2),C错误;氧气与HCN的化学计量数之比为3∶2,则15 min内氧气浓度减小5.4 ml/L×32=8.1 ml/L,初始浓度未知,不能确定15 min时氧气的浓度,D错误。
3.C 从题图上看,在0~10 s内,Z的反应速率为v(Z)=1.58ml2 L10 s=0.079 ml·L-1·s-1;0~10 s内,X的物质的量浓度的减少量为(1.20-0.41)ml2 L=0.395 ml·L-1;反应进行到10 s时,Y的转化率为(1.00-0.21)ml1.00ml×100%=79.0%;反应的化学方程式应为X(g)+Y(g) 2Z(g)。
4.答案 (1)1 min (2)D>C>B>A (3)0.11 ml/L
解析 (1)由图像可知,放出一半气体所需要的时间为1 min。
(2)随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小,反应速率也逐渐减小。
(3)该反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,在5 min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,由题图可知,生成氧气的体积为60 mL,
2H2O2 2H2O+O2↑
2 ml 22.4 L
n(H2O2) 0.06 L
n(H2O2)=2ml×0.06 L22.4 L≈0.005 36 ml,所以c(H2O2)=0.005 36ml0.05 L≈0.11 ml/L。
5.AC A项,该反应在反应前后气体体积不变;B项,可根据单位时间内H2体积的变化计算化学反应速率;C项,2NO2(g) N2O4(g),NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,气体颜色深浅无法定量测定化学反应速率;D项,可根据单位时间内产生沉淀的质量计算化学反应速率。
6.答案 (1)装置气密性
(2)1.3
(3)溶液温度 H+的浓度
解析 (1)最终需要测定收集的气体的体积,故连接好仪器后,需要检查装置气密性。
(2)每隔10 s观测注射器中气体的体积,30~40 s之间反应速率为38 mL-25 mL10 s=1.3 mL·s-1。
(3)根据题给表格中反应速率的数据,可知反应速率开始较慢,然后变大,最后又变小,因为开始时,虽然盐酸浓度大,但温度较低,反应速率较小,反应放热,随着反应的进行,温度升高,反应速率增大,反应进行到后期,盐酸的浓度明显降低,反应速率减小。
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/ml·L-1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82-)/ml·L-1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
选项
化学反应
测量依据
(单位时间内)
A
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
压强变化
B
Zn(s)+H2SO4(aq) ZnSO4(aq)+H2(g)
氢气体积
C
2NO2(g) N2O4(g)
气体颜色深浅
D
Ca(OH)2(aq)+Na2CO3(aq) CaCO3(s)+2NaOH(aq)
沉淀质量
时间/s
10
20
30
40
50
60
气体体积/mL
4
14
25
38
47
55
反应速率/mL·s-1
0.4
1.0
1.1
?
0.9
0.8