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2025人教版化学必修第二册
分层作业10　化学反应的速率
A 级　必备知识基础练
题组1.化学反应速率的计算及比较
1.(2024·山西吕梁高一期中)在3X(g)+Y(g)2Z(g)+Q(g)的反应中,下列选项表示的化学反应速率最快的是(　　)
A.v(X)=0.6 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.25 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.1 mol·L-1·s-1
D.v(Q)=0.15 mol·L-1·min-1
2.(2024·陕西西安高一期中)恒容密闭容器中,A(g)与B(g)反应生成C(g),其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知:3v(B)=2v(A),3v(B)=2v(C),则此反应可表示为(　　)
A.3A(g)+2B(g)3C(g)
B.2A(g)+3B(g)2C(g)
C.3A(g)+B(g)2C(g)
D.A(g)+B(g)C(g)
3.(2024·四川南充高一期中)在一定条件下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)
A.x=2
B.0~2 min内用D表示的反应速率为0.2 mol·L-1·mi
C.3v(A)=v(B)
D.2 min时,A的物质的量为2.4 mol
4.(2024·山西吕梁高一期中)向5 L恒容密闭容器中充入一定量N2和CO2,发生反应N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g),其中N2、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0~10 min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为(　　)
A.0.04 mol·L-1·min-1
B.0.02 mol·L-1·min-1
C.0.004 mol·L-1·min-1
D.0.008 mol·L-1·min-1
题组2.影响化学反应速率的因素
5.(2024·吉林高一期中)在C(s)+CO2(g)2CO(g)的反应中,现采取下列措施:①缩小体积,增大压强;②增加碳的量;③通入CO2;④恒容下充入N2;⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是(　　)
A.②⑤ B.①②④
C.①③ D.③④⑤
6.(2024·江西吉安高一期中)影响化学反应速率的因素主要分两类——内因和外因,下列反应速率的变化是由内因引起的是(　　)
A.熔化的KClO3放出气体的速率很慢,加入少量二氧化锰后很快有气体产生
B.分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体的速率有快有慢
C.锌粉与碘混合后,无明显现象,当加入几滴水时,立即有紫红色气体产生
D.氯气和氢气在常温下缓慢反应,在强光照射下发生爆炸
7.(2024·山西晋城高一期中)某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,探究反应条件对速率的影响,下列有关说法正确的是(　　)
选项 反应温 度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL
① 25 10 0.1 10 0.1 0
② 25 5 0.2 10 0.1 x
③ 50 10 0.1 5 0.2 5
④ 50 10 0.1 10 0.1 0
A.可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
B.①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响
C.若x=0,②③两组实验可探究温度对反应速率的影响
D.若x=5,①②两组实验可探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
8.(2024·辽宁抚顺高一期末)某实验小组为探究外界条件对化学反应速率的影响进行如下实验:
实验1:探究常温下影响等质量金属与酸反应生成氢气速率的因素:
实验编号 金属 c(酸)/(mol·L-1) 溶液体积/mL
Ⅰ 铁粉 2 mol·L-1硫酸 10
Ⅱ 铁粉 2 mol·L-1盐酸 10
Ⅲ 铁块 2 mol·L-1硫酸 10
(1)实验Ⅰ、Ⅱ探究的是　　　　　　　对反应效率的影响。
(2)实验Ⅰ、Ⅲ及相应实验现象得到的结论是 　　　　　　　　。
(3)甲同学在进行实验Ⅲ时又加入了少量硫酸铜固体,发现生成气体速率明显加快,试分析其原因: 　　　　　　　　。
实验2:探究影响反应Cl+3SCl-+3S的因素。(编号Ⅳ为对照组)
实验 编号 0.1 mol·L-1 KClO3溶液的体积/mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液的体积/mL 水的 体积/mL 反应 温度/℃
Ⅳ 10 10 0 25
Ⅴ 10 5 a 25
Ⅵ ① ② ③ 60
(4)请写出表中a=　　　　　。
(5)实验Ⅵ研究“温度对该反应速率的影响”,请填写合理的数据。
①　　　　　;②　　　　　;③　　　　　。
B 级　关键能力提升练
9.(2024·四川成都高一期末)实验室利用如下方案探究影响化学反应速率的因素。下列有关说法错误的是(　　)
实验 编号 温度 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液
① 25 ℃ 0.01 mol·L-1、4 mL 0.1 mol·L-1、2 mL
② 25 ℃ 0.01 mol·L-1、4 mL 0.2 mol·L-1、2 mL
③ 25 ℃ 1 mol·L-1、4 mL 0.2 mol·L-1、2 mL
A.实验③反应速率最快,褪色时间最短
B.实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C.如果起始时向①中加入MnSO4固体,反应速率加快
D.该反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
10.(2024·广东江门高一期中)为了探究影响化学反应速率的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下四个实验,其中叙述不正确的是(　　)
A.将铜片放入稀硫酸中,无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液,一段时间后,由于形成原电池,可看到有氢气生成
B.将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应,前者速率大于后者
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下,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,向其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热两支试管,产生氧气的速率不同
11.(2024·黑龙江大庆高一期中)某化学小组欲测定KClO3与NaHSO3反应的化学反应速率,并探究影响其化学反应速率的因素。所用试剂为20 mL 0.3 mol·L-1 KClO3溶液和20 mL 0.9 mol·L-1 NaHSO3溶液,测得数据如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.AB段速率变化的原因可能为该反应放热
B.BC段速率变化的原因可能是反应物浓度减小
C.4~8 min的反应速率v(S)=0.022 5 mol·L-1·min-1
D.4~8 min的反应速率v(S)=0.067 5 mol·L-1·min-1
12.(2024·河北张家口高一期末)某研究小组为探究影响化学反应速率的因素,以反应2HI(g)H2(g)+I2(g)为研究对象设计如下实验:在恒容密闭容器中,改变实验条件,得到反应物HI的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示,已知初始时H2、I2的起始浓度为0。下列说法错误的是(　　)
A.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
B.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
C.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快
D.0~10 min内,实验②的平均反应速率v(H2)=0.04 mol·L-1·min-1
13.(2024·河北邢台高一期中)某化学兴趣小组利用图1装置及秒表,测定锌和硫酸溶液(100 mL)的反应速率。已知常温常压下,Vm≈24.5 L·mol-1,忽略反应前后溶液体积变化。请回答下列问题:
图1
(1)组装好仪器后,实验开始前,需要先进行的操作为　 　　　　　　　。
(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　。
(3)若10 s时,针筒内收集到29.4 mL(常温常压下)气体,v(H2)=　　　　　　　 mol·s-1,此时消耗Zn的质量为　　　 g。
(4)将图1装置中的50 mL针筒换成100 mL针筒,相同时间内,该反应在不同时间段内有如下变化:①锌的质量减少了0.1 g;②硫酸浓度由1 mol·L-1变为0.96 mol·L-1;③c(Zn2+)增大了0.018 mol·L-1;④生成了44.8 mL(标准状况)H2。对应的化学反应速率由大到小的顺序为　　　　　　　　　(填标号)。
(5)实验室测定锌与硫酸溶液的反应速率的装置如图2,相比图2装置,图1装置的优点是 　　　　　　　　(任写一条)。
图2
(6)在恒温条件下锌粒与足量1 mol·L-1硫酸溶液反应,测得n(H2)随时间的变化如图3曲线甲所示,若仅改变一个反应条件,对应得到曲线乙、丙,则曲线乙改变的反应条件可能是　　　　　　(填字母,下同),曲线丙改变的反应条件可能是　 　　　　　　　。
图3
A.将锌粒换成锌粉
B.将1 mol·L-1硫酸换成浓硫酸
C.向硫酸中加入少量CuSO4固体
D.将1 mol·L-1硫酸换成足量0.5 mol·L-1硫酸
C 级　学科素养拔高练
14.(2024·福建福州高一期中)某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
用三支试管各取5.0 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴入0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液,实验报告如下。
实验 编号 0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 水 反应 温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s
1 5.0 mL 5.0 mL 0 20 125
2 5.0 mL V 1.0 mL 20 320
3 5.0 mL 5.0 mL 0 50 30
分析实验设计方案和表格中的数据,回答下面的问题:
(1)实验1、3研究的是　　　　　对反应速率的影响。
(2)表中V=　　　　　 mL。
(3)实验3用KMnO4表示的反应速率为　　　　 mol·L-1·min-1。
(4)研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响,用不同浓度的硫酸进行酸化,其余条件均相同时,测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅,透光率越高)随时间变化如图所示,由此得出的结论是 　　　　　　　　。
答案：
1.C　解析 由化学反应速率之比等于化学计量数之比,均用Q的化学反应速率来表示A、B、C、D四个选项。A项中v(Q)=0.2 mol·L-1·min-1;B项中v(Q)=0.25 mol·L-1·min-1;C项中v(Q)=×60 s·min-1=3 mol·L-1·min-1;D项中v(Q)=0.15 mol·L-1·min-1,故C项的反应速率最快。
2.A　解析 根据化学反应速率与相应物质化学计量数的关系可得:,故v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶2∶3,故A、B、C的化学计量数之比为3∶2∶3,故反应可表示为3A(g)+2B(g)3C(g)。
3.B　解析 2 min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2 mol·L-1和0.4 mol·L-1,根据浓度的变化量之比是相应的化学计量数之比可知x=1,A错误;0~2 min内用D表示的反应速率为v(D)==0.2 mol·L-1·mi,B正确;由化学反应速率之比等于化学计量数之比,则有v(A)=3v(B),C错误;根据方程式可知,消耗B的物质的量为0.4 mol,则消耗A的物质的量为3×0.4 mol=1.2 mol,故2 min时A的物质的量为3 mol-1.2 mol=1.8 mol,D错误。
4.D　解析 从化学方程式可知,NO为生成物,则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大,则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况,0~10 min内,NO物质的量增大0.4 mol,则v(NO)==0.008 mol·L-1·min-1。
5.C　解析 ①缩小体积,增大压强,浓度增大,反应速率增大;②碳是固体,增加碳的量,反应速率不变;③通入CO2,反应物浓度增大,反应速率增大;④恒容下充入N2,反应物浓度不变,反应速率不变;⑤恒压下充入N2,容器容积增大,浓度减小,反应速率减小。
6.B　解析 内因是反应物本身的性质,外因包括浓度、温度、压强、催化剂、光照等。加入少量二氧化锰后很快有气体产生,二氧化锰作催化剂,属于外因,A错误;分别向同浓度、同体积的盐酸中放入大小相同的锌片与镁条,产生气体速率有快有慢,是由锌片、镁条的金属性不同造成的,属于内因,B正确;加入几滴水时,立即有紫红色气体产生,水作催化剂,属于外因,C错误;在强光照射下发生爆炸,光照是外因,D错误。
7.D　解析 SO2气体能溶于水,且在不同温度下SO2在水中的溶解度不同,故不能通过测定产生气体的体积判断反应的快慢,A错误;实验①和③的温度不同,根据“控制变量法”思想,不能探究硫酸浓度对反应速率的影响,B错误;若x=0,实验②③中c(H2SO4)不同,不能探究温度对反应速率的影响,C错误;若x=5,实验①②中温度相同,溶液总体积相同,但c(Na2S2O3)不同,故可探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响,D正确。
8.答案 (1)氢离子的浓度
(2)其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快
(3)铁置换出铜单质,生成的铜和铁形成了原电池,加快反应速率
(4)5
(5)①10　②10　③0
解析 (1)实验Ⅰ、Ⅱ中,铁粉相同,温度相同,相同浓度的盐酸和硫酸中氢离子浓度不同,所以探究氢离子的浓度对反应速率的影响;
(2)实验Ⅰ是铁粉,产生气体的速率较快,实验Ⅲ用铁块,产生气体的速率较慢,其他条件相同,探究接触面积对反应速率的影响,由实验现象得到的结论是:其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快;
(3)实验Ⅲ时又加入了少量硫酸铜固体,发生置换反应,铁置换出铜单质,生成的铜和铁形成了原电池,加快反应速率;
(4)在溶液中探究反应速率的影响因素时,需要溶液的总体积不变,故a=5;
(5)实验Ⅵ研究“温度对该反应速率的影响”,则实验中变量为温度,编号Ⅳ为对照组,则根据实验条件,可以使得实验Ⅳ和实验Ⅵ浓度相同,温度不同,探究温度对反应速率的影响,则①、②、③可以分别为10、10、0。
9.A　解析 据得失电子守恒可得关系式:2Mn~5H2C2O4,要使KMnO4溶液褪色,H2C2O4应当过量,实验③中KMnO4溶液过量,溶液并不会褪色,A错误;实验①②中温度、c(KMnO4)均相同,c(H2C2O4)不同,故实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响,B正确;向反应①中加入MnSO4固体,Mn2+可作此反应的催化剂,反应速率加快,C正确;根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可得,离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D正确。
10.A　解析 铜与稀硫酸不反应,铜不能置换出稀硫酸中的氢,A错误;将质量相同、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的盐酸反应,镁的活泼性大于铝,故前者速率大于后者,B正确;浓硝酸在光照条件下易分解,光照是影响化学反应速率的条件之一,C正确;催化剂能加快反应速率,在氯酸钾分解的实验中,二氧化锰起到催化剂的作用,D正确。
11.C　解析 KClO3和NaHSO3反应的离子方程式为Cl+3HSCl-+3S+3H+。根据图像可知,AB段反应速率逐渐增大,AB段速率变化的原因可能为该反应放热,溶液温度升高,温度越高反应速率越快,A正确;随反应进行,反应物浓度降低,浓度越小反应速率越慢,BC段速率变化的原因可能是反应物浓度减小,B正确;4~8 min内氯离子浓度增大0.09 mol·L-1,根据方程式可知S浓度增大0.27 mol·L-1,反应速率v(S)==0.067 5 mol·L-1·min-1,C错误,D正确。
12.D　解析 实验①②温度相同,时间相同,反应物浓度不同,浓度越大反应速率越快,故增大反应物浓度,化学反应速率加快,A正确;实验②③温度相同,时间相同,实验③速率快,则是使用了催化剂,B正确;实验②④对比,④温度高,先平衡,则升高温度,化学反应速率加快,C正确;0~10 min内,实验②的平均反应速率v(HI)==0.02 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于其化学计量数之比,则v(H2)=v(HI)=0.01 mol·L-1· min-1,D错误。
13.答案 (1)检查装置气密性
(2)Zn+2H+Zn2++H2↑
(3)0.000 12或1.2×10-4　0.078
(4)②④③①或②>④>③>①
(5)可以随时控制反应的开始和停止
(6)D　C
解析 (1)该装置为制取氢气的装置,故组装好仪器后,实验开始前,需要先进行的操作为检查装置的气密性;
(2)锥形瓶中锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑;
(3)若10 s时,针筒内收集到29.4 mL(常温常压下)气体,因常温常压下,Vm≈24.5 L·mol-1,故n(H2)==0.001 2 mol,则v(H2)==0.000 12 mol·s-1,此时消耗锌物质的量为0.001 2 mol,质量为0.001 2 mol×65 g·mol-1=0.078 g;
(4)对应的化学反应速率可取决于相同时间内生成氢气的物质的量,而根据化学方程式,消耗n(Zn)=n(H2SO4)=n(H2)。①锌的质量减少了0.1 g,n(Zn)=n(H2)=≈0.001 5 mol;
②硫酸浓度由1 mol·L-1变为0.96 mol·L-1,消耗n(H2SO4)=n(H2)=1 mol·L-1×0.1 L-0.96 mol·L-1×0.1 L=0.004 mol;
③c(Zn2+)增大了0.018 mol·L-1,消耗n(Zn)=n(H2)=0.018 mol·L-1×0.1 L=0.001 8 mol·L-1;
④生成了44.8 mL(标准状况)H2,n(H2)=≈0.001 82 mol,故对应的化学反应速率由大到小的顺序为②④③①;
(5)相比图2装置,图1装置的优点是能够通过控制铜丝随时控制反应的发生和停止;
(6)由曲线甲到曲线乙,产生氢气的量没有变,但是反应速率减慢,则可以减小硫酸的浓度来减慢反应速率,故改变的条件为将1 mol·L-1硫酸换成足量0.5 mol·L-1硫酸,答案选D;由曲线甲到曲线丙,反应速率加快,但产生氢气的量减小,故向硫酸中加入少量CuSO4固体,部分锌与硫酸铜反应生成铜单质,构成原电池,加快反应速率,与硫酸反应的锌的量减小,故产生氢气的量减小,答案选C。
14.答案 (1)温度
(2)4.0
(3)0.01
(4)其他条件相同时,硫酸浓度越大反应速率越快
解析 (1)实验1、3,除温度外,其他反应条件都相同,故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响。
(2)根据控制变量法,为使混合后酸性高锰酸钾溶液的浓度相同,实验1、2混合后总体积相等,故表中V=4.0 mL。
(3)由方程式2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O42MnSO4+K2SO4+8H2O+10CO2↑可知该实验中KMnO4完全反应,则实验3用KMnO4表示的反应速率为=0.01 mol·L-1·min-1。
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