2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量3-1化学反应的速率课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE9化学反应的速率一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．下列有关化学反应速率的说法中正确的是(B)A．二氧化锰能加快全部化学反应的速率B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，适当增大硫酸浓度可以加快产生氢气的速率C．100mL2mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入浓氯化钠溶液，生成氢气的反应速率变快D．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率解析：MnO2作催化剂只能加快某些化学反应的速率，如加速H2O2的分解，并不能使全部化学反应速率都加快，故A错误；适当增大硫酸的浓度，可加快产生氢气的速率，故B正确；锌与盐酸反应：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，增加c(Cl－)对反应无影响，加入浓氯化钠溶液，c(H＋)减小，生成氢气的反应速率变慢，故C错误；增大压强只对有气体参加的反应的反应速率有影响，对只有固体或液体参加的反应无影响，如HCl和NaOH反应，增大压强对反应速率无影响，故D错误。2.在一密闭容器中充入肯定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应N2＋O2=2NO，经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol/(L·s)，则6s末NO的浓度为(C)A．1.2mol/L B．大于1.2mol/LC．小于1.2mol/L D．不能确定解析：随反应进行N2浓度降低，反应速率降低，故3s～6s内N2的速率小于0.1mol/(L·s)，即6s内N2的反应速率小于0.1mol/(L·s)，由反应速率之比等于化学计量数之比知，v(NO)小于2×0.1mol/(L·s)＝0.2mol/(L·s)，故6s末NO的浓度小于6s×0.2mol/(L·s)＝1.2mol/L。3．试验室有下列各组反应物，放出氧气的速率由快到慢排列正确的是(D)①0.2mol·L－1的H2O2溶液，25℃②0.2mol·L－1的H2O2溶液，MnO2,25℃③0.2mol·L－1的H2O2溶液，35℃④0.2mol·L－1的H2O2溶液，MnO2,35℃A．①②③④B．④③②①C．②①③④D．④②③①解析：一般来说，对于H2O2分解生成氧气的反应，反应物浓度增大、温度上升、加入催化剂等都可加快反应速率，则②④与①③相比较，加入催化剂，反应速率较快；②与④相比较，④温度较高，则反应速率最快，②次之；①与③相比较，③温度较高，反应速率较快，则①反应速率最慢，故反应速率由快到慢的依次为④②③①。4．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的物质的量与反应时间的关系如图所示，下列结论不正确的是(A)A．反应起先2min内平均反应速率最大B．反应速领先增大后减小C．反应在第2min到第4min内温度对反应速率的影响比浓度大D．反应在第2min到第4min内生成CO2的平均反应速率为前2min的2倍解析：由图像可知，2～4min时间内，生成的二氧化碳的物质的量比反应起先2min内大，故2～4min内平均反应速率比反应起先2min内快，A错误；由图像可知，0～2min内，生成二氧化碳0.1mol,2～4min内，生成二氧化碳0.2mol,4～6min内，生成二氧化碳0.05mol，则反应速领先增大后减小，B正确；随反应进行，氢离子浓度降低，氢离子浓度减小使反应速率降低，由图像可知，2～4min反应速率最快，说明2～4min温度对反应速率起主要作用，C正确；2～4min内，生成0.2molCO2,0～2min内，生成0.1molCO2，相同时间内CO2的生成速率与其生成的物质的量成正比，D正确。5.其他条件不变时，能使反应速率加快的是(C)A．对于反应Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，增大体系的压强B．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入ArC．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入N2D．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器气体压强不变时，充入Ar解析：此题着重考查压强对反应速率的影响。压强变更时，必需引起反应物浓度的变更，才能使反应速率发生变更，不能理解为“容器所受压强变更时反应速率就会发生变更”。6.在2L的密闭容器中进行反应：mX(g)pZ(g)＋qQ(g)在2秒钟内用X表示的平均反应速率为eq\f(0.3m,p)mol/(L·s)，则2秒钟内Q物质增加了(D)A.eq\f(0.6q,p)molB.eq\f(1.2p,m)molC.eq\f(1.2p,q)molD.eq\f(1.2q,p)mol解析：由题意可知v(X)∶v(Q)＝m∶q，∴v(Q)＝eq\f(q,m)v(X)＝eq\f(q,m)×eq\f(0.3m,p)＝eq\f(0.3q,p)mol/(L·s)则n(Q)＝v(Q)×V×t＝eq\f(0.3q,p)mol/(L·s)×2L×2s＝eq\f(1.2q,p)mol。7.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在肯定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，则下列几种说法正确的是(B)①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1A．①③B．①④C．②③D．③④解析：由题知2s时C的浓度为0.6mol·L－1，依据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变更浓度为0.3mol·L－1，进而确定B的浓度是1mol·L－1－0.3mol·L－1＝0.7mol·L－1；A的变更浓度为0.6mol·L－1，从而求得A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1，用B表示的反应的平均速率为0.15mol·L－1·s－1。比照各选项，符合题意的是B。8．肯定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质物质的量的变更如图所示，下列对该反应的推断合理的是(C)A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2CB．反应进行到1s时，v(A)＝v(D)C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol·L－1·s－1D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等解析：Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D错误。9．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在肯定可变体积的容器中进行，则下列条件的变更使其反应速率增大的是(B)A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半C．保持温度和容器体积不变，充入氦气D．保持温度和压强不变，充入氦气解析：因C为固体，当增加C的量时，其浓度不会变更，则不会对速率产生影响；将容器的体积缩小一半，气态物质的浓度均增大一倍，故反应速率增大，B项正确；当保持温度和容器体积不变，充入氦气时，原来各种物质的浓度没有发生变更，故速率不变，C项错误；当保持温度和压强不变，充入氦气时，容器的体积必定扩大，各物质的浓度减小，故反应速率变小，D项错误。10．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)eq\a\vs4\al(起始浓度/mol·L－1)1.03.00.2eq\a\vs4\al(2s末浓度/mol·L－1)0.61.81.0eq\a\vs4\al(4s末浓度/mol·L－1)0.41.21.4当用氨气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)A．2s末氨气的反应速率为0.4mol·(L·s)－1B．前2s时间内氨气的平均反应速率为0.4mol·(L·s)－1C．前4s时间内氨气的平均反应速率为0.3mol·(L·s)－1D．2s～4s时间内氨气的平均反应速率为0.2mol·(L·s)－1解析：A项不符合平均反应速率的定义，2s末的速率是瞬时速率，在本题条件下是不能求解的；氨气在0～2s时间内，浓度的增加值为1.0mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，故前2s氨气的平均反应速率＝0.8mol/L÷2s＝0.4mol/(L·s)，B项正确；前4s内氨气的平均反应速率＝(1.4－0.2)mol/L÷4s＝0.3mol/(L·s)，故C项正确；2s～4s时间内氨气的平均反应速率＝(1.4－1.0)mol/L÷(4－2)s＝0.2mol/(L·s)，故D项正确。11．下列说法中正确的是(D)A．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硫酸与2mol·L－1NaOH溶液反应速率相同B．大理石块和大理石粉与0.1mol·L－1盐酸反应的速率相同C．等量的Mg粉、Al粉和0.1mol·L－1盐酸反应速率相同D．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硝酸与相同形态和大小的大理石反应的速率相同解析：A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。12．少量铁粉与100mL0.01mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不变更H2的产量，可以运用如下方法的(C)①加H2O②滴入几滴浓HNO3③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体⑤加NaCl固体⑥上升温度(不考虑盐酸挥发)⑦改用10mL0.1mol·L－1盐酸A．①⑥⑦B．③⑤⑦C．③⑥⑦D．⑤⑥⑦解析：该反应的本质是：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，所以要加快反应速率同时不变更H2的产量可以实行上升温度、增大H＋浓度、增大接触面积、运用催化剂等措施。加入浓HNO3虽然增大了H＋浓度，但Fe与HNO3反应不会产生H2，会使H2的量削减；Na＋和Cl－不参加反应，故加NaCl固体对反应速率无影响。二、非选择题(共52分)13．(12分)将5.4g铝片投入500mL0.5mol·L－1的硫酸中，如图为反应产生氢气的速率与反应时间的关系。(1)下列关于图像的描述不正确的是③(填序号)。①a→c段产生氢气的速率增加较快可能是铝片表面的氧化膜渐渐溶解，加快了反应速率②a→c段产生氢气的速率增加较快可能是该反应放热，导致温度上升，加快了反应速率③c点以后，产生氢气的速率渐渐下降可能是铝片趋于消耗完全(2)书写O→a段所对应的离子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。(3)若其他条件不变，现换用500mL1mol·L－1盐酸，产生氢气速率普遍较运用500mL0.5mol·L－1硫酸溶液的快，可能的缘由是②④(填序号)。①盐酸中c(H＋)更大②Cl－有催化作用③SOeq\o\al(2－,4)有催化作用④SOeq\o\al(2－,4)有阻化作用⑤Al3＋有催化作用(4)依据所学，若要加快铝片与硫酸反应制H2的反应速率，小组成员提出一系列方案，比如：①加入某种催化剂；②滴加少量CuSO4溶液；③将铝片换成铝粉；④增加硫酸的浓度至18mol·L－1；⑤加入蒸馏水；⑥加入少量KNO3；其中，你认为不合理的方案有④⑤⑥。解析：(1)5.4gAl的物质的量为0.2mol,500mL0.5mol·L－1的硫酸溶液中含硫酸0.25mol，依据反应方程式：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑可知，二者反应的物质的量关系是n(Al)∶n(H2SO4)＝2∶3，可知Al过量，能够将硫酸反应完全。①曲线a→c段，产生氢气的速率增加较快可能是铝片表面的氧化膜渐渐溶解，加快了反应速率，正确；②曲线a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要缘由可能是该反应为放热反应，温度上升，反应速率加快，正确；③曲线在c点以后，产生氢气的速率渐渐下降的主要缘由为氢离子浓度减小，反应速率减慢，错误。(2)O→a段所对应的是氧化铝与酸发生的复分解反应，反应的离子方程式是Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。(3)其他条件不变，现换用500mL1mol·L－1盐酸，产生氢气速率普遍较运用500mL0.5mol·L－1硫酸溶液的快，因为两种溶液中H＋的物质的量浓度相等，可能是Cl－起了催化作用或SOeq\o\al(2－,4)有阻化作用(阻化作用会使反应速率变慢)。(4)①加入某种催化剂，可以加快反应速率，正确；②滴加少量CuSO4溶液，Al与CuSO4发生置换反应产生Cu，Cu、Al及硫酸溶液构成原电池，可以使化学反应速率加快，正确；③将铝片换成铝粉，增大反应物的接触面积，加快反应速率，正确；④增加硫酸的浓度至18mol·L－1，Al遇浓硫酸发生钝化，生成H2的速率减慢，错误；⑤加入蒸馏水，稀释溶液，氢离子浓度减小，反应速率减慢，错误；⑥加入少量KNO3后，在溶液中相当于产生了HNO3，HNO3与Al反应不产生H2，使生成H2的速率减慢，错误。故不合理的方案有④⑤⑥。14．(12分)Ⅰ.某温度下，在2L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变更曲线如图。反应在t1min时达到平衡，如图所示：(1)该反应的化学方程式是2X3Y＋Z。(2)若上述反应中的X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol氨气分解生成氮气和氢气要汲取46kJ的热量，则至t1min时，该反应汲取的热量为36.8_kJ；在t1min时间内，用H2表示反应的平均速率v(H2)为eq\f(0.6,t1)mol·L－1·min－1。Ⅱ.亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液里反应的化学方程式为5Na2SO3＋2KIO3＋H2SO4=5Na2SO4＋K2SO4＋I2＋H2O该反应过程和机理较困难，一般认为分为以下几步：①IOeq\o\al(－,3)＋SOeq\o\al(2－,3)→IOeq\o\al(－,2)＋SOeq\o\al(2－,4)(慢)②IOeq\o\al(－,2)＋2SOeq\o\al(2－,3)→I－＋2SOeq\o\al(2－,4)(快)③5I－＋6H＋＋IOeq\o\al(－,3)→3I2＋3H2O(快)④I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O→2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(快)(1)依据上述条件推想，此反应的反应速率由①步反应确定(填“①”“②”“③”或“④”)。(2)若预先加入淀粉溶液，由题述看，必需在SOeq\o\al(2－,3)消耗完时，才会有淀粉溶液变蓝的现象产生。解析：Ⅰ.(1)由图像可以看出，X的物质的量渐渐削减，则X为反应物，Y、Z的物质的量渐渐增多，Y、Z为生成物。当反应达到t1min时，Δn(X)＝0.8mol，Δn(Y)＝1.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，化学反应中，各物质的物质的量的变更值之比与化学计量数之比相同，所以反应的化学方程式为2X3Y＋Z。(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol氨气分解生成氮气和氢气要汲取46kJ的热量。至t1min时，由图像可知发生分解的氨气的物质的量为0.8mol，该反应汲取的热量为46kJ·mol－1×0.8mol＝36.8kJ。在t1min时间内，用H2表示的反应的平均速率v(H2)＝eq\f(0.6,t1)mol·L－1·min－1。Ⅱ.(1)慢反应确定整个反应过程的速率。反应经验四步，其中①步较慢，其他步特别快速，故反应速率由①步反应确定。(2)由反应④可知，SOeq\o\al(2－,3)的还原性强于I－，可被I2氧化，故须消耗完SOeq\o\al(2－,3)，才会生成I2，才会有淀粉溶液变蓝的现象产生。15．(12分)某试验小组通过铁与盐酸反应的试验，探讨影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形态一样，盐酸均过量)，设计试验如下表：试验编号盐酸浓度/(mol·L－1)铁的形态温度/K14.00块状29324.00粉末29332.00块状29342.00粉末313(1)若四组试验均反应进行1分钟(铁有剩余)，则以上试验须要测出的数据是反应进行1分钟时收集到的氢气的体积。(2)试验1和3(填试验编号)是探讨盐酸的浓度对该反应速率的影响；试验1和2是探讨固体表面积的大小(或者铁的形态)对该反应速率的影响。(3)测定在不同时间产生氢气体积V的数据，绘制出图甲，则曲线c、d分别对应的试验组别可能是1、3。(4)分析其中一组试验，发觉产生氢气的速率随时间变更状况如图乙所示。①其中t1～t2速率变更的主要缘由是铁与盐酸的反应是放热反应，温度上升，化学反应速率加快。②t2～t3速率变更的主要缘由是随着反应的不断进行，盐酸的浓度渐渐降低，化学反应速率减慢。(5)试验1产生氢气的体积如丙中的曲线a，添加某试剂能使曲线a变为曲线b的是D(填序号)。A．CuO粉末B．NaNO3固体C．NaCl溶液D．浓H2SO4解析：(1)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，若四组试验均反应进行1分钟(铁有剩余)，则试验须要测出的数据是反应进行1分钟时收集到的氢气的体积。(2)要探讨盐酸的浓度对该反应速率的影响须要保持其他条件不变，仅盐酸浓度变更，则依据表中数据可知试验1和3是探讨盐酸的浓度对该反应速率的影响；试验1和2中的变量是铁的形态，所以是探讨固体表面积的大小(或者铁的形态)对该反应速率的影响。(3)曲线c、d产生的氢气一样多，但d所须要的时间最多，说明反应速率最慢。由于上升温度、增大氢离子浓度、增大固体表面积均可以加快反应速率，因此依据表中数据可知曲线c、d分别对应的试验组别可