资源描述
第1课时 化学反应的速率及影响因素
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.化学反应速率的影响因素
1,2,3,4
12
2.化学反应速率图像
8
10
3.化学反应速率计算与大小比较
5,6
11,13
4.综合应用
7,9
14
[基本目标]
1．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法不正确的是( )
A．将肉类等食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．在化学工业中，使用催化剂在一定程度上能提高经济效益
C．夏天面粉发酵速率与冬天面粉发酵速率不同
D．茶叶等包装中加入的还原性铁粉，能显著延长茶叶储存时间
A 解析 A项，冷藏降温只能减慢肉类食品的变质速率；B项，催化剂的使用一般能加快化学反应速率，因此能在一定程度上提高经济效益；C项，夏天温度高，面粉发酵速率快；D项，还原性铁粉能与茶叶中的氧气反应，降低氧气浓度，从而显著延长茶叶储存时间。故A项错误。
2．下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是( )
A．金属的腐蚀 B．食物的腐败
C．塑料的老化 D．氨的合成
D 解析 氨气的合成需要加快反应速率，以满足工农业生产的需要，其余选项应该尽可能的降低反应速率，故选D。
3．为了探究影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( )
A．将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，二者速率一样大
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．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
A 解析 A项中Mg、Al性质不同，在相同外界条件下反应速率不同；B、C、D项均为外因影响因素，增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。
4．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是( )
甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2的反应
乙：500 ℃，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2 的反应
丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
丁：500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、甲、丙、丁 D．丁、丙、乙、甲、
B 解析 本题比较的是三种因素(催化剂、温度和浓度)影响化学反应速率的情况，甲、乙相比，不同的是乙中使用了催化剂，所以反应速率乙＞甲。甲、丁相比，丁中SO2的浓度小于甲中的浓度，所以反应速率甲＞丁。丙、丁相比，丙中的温度较低，故反应速率关系为丁＞丙。故反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙。
5．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲中v(H2)＝3 mol·(L·min)－1；乙中v(N2)＝2 mol·(L·min)－1；丙中v(NH3)＝1 mol·(L·min)－1。则三个容器中合成氨的速率( )
A．v(甲)＞v(乙)＞v(丙) B．v(乙)＞v(丙)＞v(甲)
C．v(丙)＞v(甲)＞v(乙) D．v(乙)＞v(甲)＞v(丙)
D 解析 N2、H2合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，三个容器中均转化为N2的反应速率：
甲v(N2)＝v(H2)＝1 mol·(L·min)－1；
乙v(N2)＝2 mol·(L·min)－1；
丙v(N2)＝v(NH3)＝0.5 mol·(L·min)－1；
即v(乙)＞v(甲)＞v(丙)。
6．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HIH2＋I2。若c(HI)由0.1 mol·L－1降到 0.07 mol·L－1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1时，所需反应的时间为( )
A．5s B．10s
C．大于10s D．小于10s
C 解析 随着反应不断进行：c(HI)逐渐减小，v正逐渐减小。所以，c(HI) 由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，所用时间应大于10 s。
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。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式是( )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
答案 C
8．用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2，反应过程中生成CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A．OE段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应是放热反应
B．EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol/(L·min)
C．在G点以后收集的CO2的量不再增多，原因是稀盐酸已反应完全
D．在F点收集到的CO2的体积最大
C 解析 由图可知，1 min时间内，EF段生成的二氧化碳的体积最多，故EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的二氧化碳体积为672 mL－224 mL＝448 mL，二氧化碳的物质的量为0.448 L÷22.4 L/mol＝0.02 mol，根据方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，Δn(HCl)＝2n(CO2)＝2×0.02 mol＝0.04 mol，浓度是0.4 mol/L，则用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol/L÷1 min＝0.4 mol/(L·min)，B项错误；6 g CaCO3的物质的量是0.06 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知完全反应生成二氧化碳应该是0.06 mol×22.4 L/mol＝1.344 L，而G点是784 mL，说明CaCO3未反应完，则盐酸完全反应，C项正确；曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积，由图可知G点收集的二氧化碳最多，D项错误。
9．某实验小组探究催化剂对双氧水分解的影响，其反应物的用量和反应停止的时间数据如表所示。
MnO2/g
时间/s
H2O2
0.1
0.3
0.5
10 mL 1.5%
223
67
56
10 mL 3.0%
308
109
98
10 mL 4.5%
395
149
116
分析表中数据回答下列问题：
(1)相同体积、相同浓度的双氧水的分解速率随着MnO2用量的增加而________(填“加快”或“减慢”)。
(2)从实验效果和经济效益的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入________g的MnO2为较佳选择，理由是__________________________________。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为当用相同质量的MnO2时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，即其反应速率越快，你认为上述结论________(填“正确”或“不正确”)。(提示：双氧水的密度可认为近似相等)
解析 (1)观察表中数据，当双氧水的体积和浓度一定时，MnO2的质量越大，H2O2完全分解所需的时间越短，反应速率越快，所以相同浓度的H2O2的分解速率随着二氧化锰用量的增加而加快。(2)H2O2浓度相同时，MnO2为0.1 g时，H2O2的分解速率较慢，当MnO2为0.3 g和0.5 g时，H2O2的分解速率相差不大，从节约药品角度来看，选择加入0.3 g MnO2更合适。(3)从表中数据可知，相同体积3.0% 的双氧水中的溶质含量是1.5% 的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，由反应速率计算公式v＝可得，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快。
答案 (1)加快 (2)0.3 使用0.1 g催化剂时H2O2的分解速率明显小于使用0.3 g和0.5 g催化剂时H2O2的分解速率；使用0.5 g催化剂和0.3 g催化剂时H2O2的分解速率相差不多，故使用0.3 g催化剂以节约药品 (3)不正确
[发展目标]
10．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物的浓度随反应时间的变化如图所示。计算反应4～8 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 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1
B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1
C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
B 解析 由图可知，4～8 min期间，反应物浓度变化为(20－10) μmol/L＝10 μmol/L，所以4～8 min期间，反应速率为10 μmol/L÷4 min＝2.5 μmol/(L·min)；由图可知，0～4 min期间，反应物浓度变化为(40－20)μmol/L＝20 μmol/L，4～8 min期间，反应物浓度变化为(20－10) μmol/L＝10 μmol/L，可知，每隔4分钟，浓度变化量降为原来的一半，所以8～12 min浓度变化为5 μmol/L，12～16 min浓度变化为2.5 μmol/L，所以16 min时浓度为10 μmol/L－5 μmol/L－2.5 μmol/L＝2.5 μmol/L；B项符合题意。
11．已知反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)中各物质浓度数据如下。
A
B
C
起始浓度(mol/L)
3.0
1.0
0.2
2 s时浓度(mol/L)
1.8
x
1.0
3 s时浓度(mol/L)
y
0.5
1.2
据此可推算出上述方程式中A、B、C三种物质的化学计量数之比是( )
A．9：3：4 B．3：1：2
C．2：1：3 D．3：2：1
B 解析 浓度的变化量之比等于化学计量数之比。a：c＝(3.0 mol/L－1.8 mol/L)：(1.0 mol/L－0.2 mol/L)＝3：2，b：c＝(1.0 mol/L－0.5 mol/L)：(1.2 mol/L－0.2 mol/L)＝1：2，综合可得A、B、C三种物质的化学计量数之比为3：1：2。
12．少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸
A．①⑥⑦ B．③⑤⑧
C．③⑦⑧ D．⑤⑦⑧
C 解析 ①加水，稀释了盐酸的浓度，故反应速率变慢；②加氢氧化钠，与盐酸反应，减少了盐酸的浓度，故反应速率变慢；③加浓盐酸，反应速率加快；④加醋酸钠固体与盐酸反应生成弱酸醋酸，反应速率减慢；⑤加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸浓度，反应速率变慢；⑥滴加硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量；⑦升高温度，反应速率加快；⑧盐酸的物质的量不变，改用浓度大的盐酸，反应速率加快。
13．将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)。反应进行到10 s末时，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：
(1)用C表示10 s内正反应的平均反应速率为_____________________________。
(2)反应前A的物质的量浓度是______________________________。
(3)10 s末，生成物D的浓度为___________________________________。
(4)10 s末时，若改变下列条件，生成D的速率如何变化？(用“增大”“减小”或“不变”填空)
编号
改变的条件
生成D的速率
①
增大A的浓度
②
使用催化剂
③
恒容下充入Ne(不参与体系反应)
解析 (1)v(C)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。
(2)根据化学方程式，10 s内A转化的物质的量n(A)＝n(C)＝1.2 mol，故反应前A的物质的量浓度是＝1.5 mol·L－1。
(3)根据化学方程式，10 s末n(D)＝n(C)＝0.8 mol，则c(D)＝＝0.4 mol·L－1。
(4)增大A的浓度，反应速率增大；使用催化剂，反应速率增大；恒容下充入Ne，虽然压强增大，但体系中各物质浓度不变，反应速率不变。
答案 (1)0.04 mol·L－1·s－1 (2)1.5 mol·L－1
(3)0.4 mol·L－1 (4)①增大 ②增大 ③不变
14．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一：甲同学利用Al、Fe、Mg和2 mol/L稀硫酸，设计实验方案探究影响反应速率的因素。
实验报告如表：
实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2 mol/L稀硫酸于三支试管中；
②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg
反应快慢：Mg＞Al＞Fe
反应物的性质越活泼，反应速率越快
(1)该同学的实验目的是____________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是____________________________________________________。
(2)乙同学为了更精确地探究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置在同温下进行定量实验。用大小、形状相同的Fe分别和0.5 mol/L、2.0 mol/L的足量稀硫酸反应。通过________________________可以说明浓度对化学反应速率的影响。
实验二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在开始一段时间内，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久溶液突然褪色，反应速率明显加快。
(3)针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是______________的影响。
(4)若用实验证明你的上述猜想，除酸性KMnO4溶液、草酸溶液外，可以在反应开始时加入________(填字母)。
A．K2SO4 B．MnSO4
C．MnCl2 D．水
解析 (4)MnCl2中也含Mn2＋，但不能选为催化剂，原因为Cl－易被酸性KMnO4溶液氧化且引入了Cl－。
答案 (1)比较反应物本身的性质对反应速率的影响 温度
(2)测定和比较相同时间内产生氢气的体积(或测定和比较产生相同体积氢气所需的时间)
(3)Mn2＋的催化作用(或催化剂) (4)B
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