資源簡介

第二節　化學反應的速率與限度
課時1 化學反應的速率
(一)基礎鞏固
1.(2023·廣東學業水平考試)將0.5 mol PCl5充入容積為1 L 的密閉容器中發生反應:PCl5PCl3+Cl2,達到平衡后測得PCl5的濃度為0.3 mol·L-1,而且這段時間內的平均反應速率 v(PCl5)=0.4 mol·L-1·min-1,則這段時間為 (　　)
A.1.5 min B.2.5 min
C.30 s D.15 s
解析:起始時,c(PCl5)==0.5 mol·L-1,Δc(PCl5)=(0.5-0.3) mol·L-1=
0.2 mol·L-1,Δt===0.5 min=30 s。
答案:C
2.(2023·廣東學業水平考試)下列措施對增大反應速率明顯有效的是 (　　)
A.Na與水反應時,增大水的用量
B.Fe與稀硫酸反應制取氫氣時,將稀硫酸改用濃硫酸
C.在K2SO4與BaCl2兩溶液反應時,增大壓強
D.N2與H2合成氨時,增大體系的壓強
解析: 不能用固體或純液體表示化學反應速率,Na與H2O的反應速率大小與水的用量無關,故A項錯誤;濃硫酸中硫酸主要以H2SO4分子形式存在,導致c(H+)減小,而且在室溫下Fe與濃硫酸會發生鈍化而不能進一步發生反應,因此不能用濃硫酸與Fe混合制取H2,故B項錯誤;K2SO4與BaCl2兩溶液混合會發生離子反應產生BaSO4白色沉淀,反應為溶液中的離子反應,無氣體參加或生成,因此增大壓強,對化學反應速率無影響,故C項錯誤;N2與H2反應產生NH3,反應的化學方程式為N2+3H22NH3,該反應的反應物與生成物均為氣體,增大壓強,反應速率增大,故D項正確。
答案:D
3.(2022·廣東佛山)某反應2A(g)3B(g)的各物質的濃度隨時間變化如圖所示,則有關反應速率表示正確的是(　　)
A.v(A)=0.1 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.2 mol·L-1·min-1
C.v(A)=v(B) =0.5 mol·L-1·min-1
D.v(A)=v(B) =0.3 mol·L-1·min-1
解析:根據圖像可知,反應進行到2 min時,物質A、B的濃度都是0.3 mol·L-1,所以A的反應速率可表示為v(A)==0.1 mol·L-1·min-1,B的反應速率可表示為v(B)==0.15 mol·L-1·min-1,故選A項。
答案:A
4.(2022·廣東珠海)下列各組反應(表中物質均為反應物)剛開始時,放出H2的速率最大的是 (　　)
選項 金屬 (粉末狀) 酸的濃度 體積 反應 溫度
A 0.1 mol Mg 6 mol·L-1硝酸 10 mL 60 ℃
B 0.1 mol Mg 3 mol·L-1鹽酸 10 mL 60 ℃
C 0.1 mol Fe 3 mol·L-1鹽酸 10 mL 60 ℃
D 0.1 mol Mg 3 mol·L-1硫酸 10 mL 60 ℃
解析:硝酸與鎂反應不生成H2,故A項不符合題意;Mg比Fe活潑,與酸反應較劇烈,故C項不符合題意;B項和D項相比較,D項中氫離子濃度較大,反應速率較大,故D項符合題意。
答案:D
5.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中,產生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中,影響該反應速率的是 (　　)
①鹽酸的濃度　②溶液的溫度　③Cl-的濃度
A.①③　　 B.②③　　 C.①②　　 D.①②③
解析:鎂與鹽酸反應的離子方程式為Mg+2H+Mg2++H2↑,與H+有關,與Cl-無關。在鎂與鹽酸的反應中,剛開始時H+的濃度最大,反應速率應最大,但由于此反應為放熱反應,溫度升高,化學反應速率還會增大,隨著化學反應的進行,H+濃度逐漸減小,化學反應速率又逐漸減小。
答案:C
6.(2024·廣東廣州高一期中)反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一個密閉容器中進行,下列條件的改變對反應速率幾乎沒有影響的是 (　　)
A.保持容器的容積不變,充入氮氣使體系的壓強增大
B.升溫
C.將容器的容積縮小一半
D.保持容器的容積不變,增加H2O(g)的量
解析:保持容器的容積不變,充入氮氣后體系中各物質的濃度不變,反應速率不變,A項符合題意;溫度越高反應速率越大,所以升溫反應速率增大,B項不符合題意;將容器的容積縮小一半,反應體系中物質的濃度增大,則反應速率增大,C項不符合題意;因濃度越大,反應速率越大,所以增加H2O(g)的量,反應速率增大,D項不符合題意。
答案:A
7.(2024·廣東廣州三校聯考)用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應制取CO2,實驗過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標準狀況下的體積)。下列分析正確的是 (　　)
A.OE段的平均反應速率最大
B.EF段,用鹽酸表示該反應的平均反應速率為
0.2 mol·L-1·min-1
C.OE、EF、FG三段中,該反應用CO2表示的平均反應速率之比為
2∶4∶1
D.F點收集到的CO2的量最多
解析:斜率表示反應速率,斜率越大,反應速率越大,由題圖可知,EF段斜率最大,所以EF段反應速率最大,A項錯誤;由題圖可知,EF段生成的CO2的體積為672 mL-224 mL=448 mL,所以CO2的物質的量為=
0.02 mol,根據CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O可知,參加反應的HCl的物質的量為0.04 mol,所以鹽酸的濃度變化量為=0.4 mol·L-1,所以EF段用鹽酸表示該反應的平均反應速率為0.4 mol·L-1·min-1,B項錯誤;OE、EF、FG三段生成的CO2的體積分別為224 mL、448 mL、112 mL,OE、EF、FG三段中,所用時間都是1 min,則該反應用CO2表示的平均反應速率之比為224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C項正確;由題圖可知,G點收集784 mL氣體,反應結束,則G點表示收集的CO2的量最多,D項錯誤。
答案:C
(二)拓展提高
8.(1)在容積為2 L的密閉容器中,充入2 mol N2和 3 mol H2,在一定條件下發生反應,3 s后測得N2為1.9 mol,則以H2的濃度變化表示的反應速率為　　　　。
(2)將10 mol A和5 mol B放入容積為 10 L 的密閉容器中,某溫度下發生反應:3A(g)+B(g)2C(g),在最初 2 s內,消耗A的平均速率為0.06 mol·L-1·s-1,則在 2 s末時,容器中有　　　　 mol A,此時C的物質的量濃度為　　　　。
解析: (1)在2 L的密閉容器中,充入2 mol N2和 3 mol H2,在一定條件下發生反應,3 s后測得N2為1.9 mol,N2變化的物質的量為2 mol-1.9 mol=
0.1 mol,反應的H2物質的量為3×0.1 mol=0.3 mol,則以H2的濃度變化表示的反應速率為=0.05 mol·L-1·s-1。(2)在最初2 s內,消耗A的平均速率為0.06 mol·L-1·s-1,則消耗A的物質的量為0.06 mol·L-1·s-1×2 s×10 L=
1.2 mol,則容器中有A物質: 10 mol-1.2 mol=8.8 mol 。根據化學反應速率之比等于化學計量數之比,可得最初2 s內,v(C)= 0.04 mol·L-1·s-1,c(C)=
0.04 mol·L-1·s-1×2 s=0.08 mol·L-1。
答案: (1)0.05 mol·L-1·s-1
(2)8.8　0.08 mol·L-1
9.(2024·廣東揭陽階段練習)某小組以KMnO4和草酸(H2C2O4)的實驗,研究化學反應速率的影響因素,反應原理為:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
Ⅰ.甲小組設計如下實驗方案探究反應物濃度和溶液酸性對速率的影響。
【限選試劑和儀器】0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液、
0.05 mol·L-1 KMnO4溶液(未酸化)、5 mol·L-1 H2SO4溶液、試管、膠頭滴管、秒表。
序號
i 2.0 1.0 1.0 1.0
ii 1.0 2.0 a 1.0
iii 2.0 b 1.0 2.0
(1)表中a=　　　　,b=　　　　。
(2)為定量比較反應速率的大小,本實驗應測量　　　　　　　。　
(3)對比實驗　　　　和　　　　(填序號)可探究溶液酸性對反應速率的影響。
Ⅱ.乙小組利用色度傳感器(檢測溶液顏色的變化)探究草酸濃度對反應速率的影響,測得實驗①③的溶液透光率—時間曲線如圖所示。
注:溶液透光率可表征溶液顏色的深淺。顏色越淺,透光率越大。
(4)實驗①~③所用草酸的濃度由大到小的順序為　　　　　　(填序號)。
(5)a點和b點的速率大小關系:va　　　　(填“>”“<”或“=”)vb。
(6)根據曲線,該小組推測Mn2+能作該反應的催化劑,并設計了如下實驗:取與實驗①濃度和體積均相同的反應物,再加入　　　　,測量該條件下溶液透光率的變化情況,根據在更短的時間內溶液透光率達到最大,說明Mn2+能作該反應的催化劑。
解析: (1)比較實驗i、ii可知,為探究草酸濃度對反應速率的影響,則其他物質濃度要相同,故表中a=1.0;比較實驗i、iii可知,為探究稀硫酸濃度對反應速率的影響,則其他物質濃度要相同,故表中b=0。(2)由表格數據和物質濃度并結合化學方程式可知,高錳酸鉀完全反應,其溶液由紫紅色變為無色,故為定量比較反應速率的大小,本實驗應測量溶液褪色的時間。(3)實驗i、iii的變量為稀硫酸的濃度,故可探究溶液酸性對反應速率的影響。(4)高錳酸鉀溶液為紫紅色,完全反應后為無色,結合題圖可知,褪色時間越短則反應速率越大,對應物質的濃度越大,故實驗①~③所用草酸的濃度由大到小的順序為①>②>③。(5)由題圖可知,b點曲線的斜率更大,則反應速率更大,故a點和b點的速率大小關系:va答案: (1)1.0　0　(2)溶液褪色的時間　(3)i　iii
(4)①>②>③　(5)<　(6)硫酸錳(或MnSO4)
(三)挑戰創新
10.(2023·廣東佛山高二統考期末,改編)某學習小組進行Zn與稀硫酸反應的實驗,探究溫度、氯化鈉濃度對反應速率的影響。
實驗用品:相同規格的鋅片,0.5 mol·L-1稀硫酸100 mL(忽略NaCl固體對溶液體積的影響)。
實驗序號 1 2 3 4 5
溫度/℃ 25 25 25 35 35
NaCl質量/g 0 0.5 1.0 0.5 0
收集15 mL H2所需時間/s 63 32 20 21 59
H2產生速率/(mL·s-1) v1 v2 v3 v4 v5
回答下列問題。
(1)v1=　　　mL·s-1(結果保留兩位小數)。
(2)由實驗　　　　與　　　　或　　　　與　　　　(填實驗序號)得出升高溫度,化學反應速率增大。
(3)欲探究升高溫度時氯化鈉對反應速率的影響,某同學分析數據發現,<,說明　 。
(4)為驗證氯化鈉對反應速率的影響為氯離子,可采用等物質的量
的　　　　(寫化學式)重復上述實驗。
解析: (1)由表格數據可知,收集15 mL H2所需時間為63 s,則v1=≈
0.24 mL·s-1。(2)按照控制單一變量的原則,除了溫度不同,其他條件相同,則由實驗1和實驗5或實驗2和實驗4可得出,升高溫度,收集15 mL H2所需時間縮短,化學反應速率增大的結論。(3)<,說明升高溫度,加入氯化鈉的化學反應速率增大幅度大于沒加氯化鈉的化學反應速率的增大幅度,說明氯化鈉對化學反應速率的影響增強。(4)若要驗證氯化鈉對反應速率的影響為氯離子,與陽離子無關,則可選擇加入等物質的量的含氯離子的可溶性+1價鹽,如KCl 、LiCl等,重復上述實驗即可。
答案: (1)0.24　(2)1　5　2　4
(3)升高溫度,氯化鈉對化學反應速率的影響增強
(4)KCl(含氯離子的可溶性+1價鹽,如LiCl等均可)
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共47張PPT)
第六章　　化學反應與能量
2
2門世2有
3厚
課堂建構
溫度
含義
化學
濃度
表達式
反應
影響
因素
壓強
速率
計算和比較
催化劑
其他

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