高中化学必修第2册第6章 第2节 第2课时

第六章第二节第2课时A组·基础达标1．下列说法正确的是()A．化学反应速率通常只能用反应物浓度的减少量表示B．加入反应物可使反应速率增大C．在研究反应速率变化的实验中，同时改变两个变量一定能更快得出有关结论D．对于反应2H2O2=2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率【答案】D【解析】生成物浓度增加也可表示反应速率，A错误；加入固体或纯液体，对反应速率无影响，B错误；同时改变两个量不容易判断影响速率的主要因素，C错误。2．已知CaCO3和盐酸反应的化学方程式为CaCO3(s)＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与盐酸接触面积改变的影响)()A．加大CaCO3的量 B．加大盐酸的浓度C．加大盐酸的量 D．减小CaCl2的浓度【答案】B【解析】增大反应物的量不一定影响化学反应速率，改变反应物的浓度才影响化学反应速率，由于给定的反应是不可逆反应，因此，此化学反应的速率和生成物的浓度无关。3．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是()A．加热 B．加入少量Na2SO4固体C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉【答案】B【解析】加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积，都能加快反应速率。加少量Na2SO4固体，c(H＋)不变，反应速率不变。4．(2019·湖北黄冈检测)下列条件下的反应，放出氢气最快的是()选项金属(相同粉末状和物质的量/mol)酸的浓度和体积/mL反应温度AFe0.13mol·L－1HCl1020℃BAl0.13mol·L－1HCl1020℃CCu0.14mol·L－1H2SO41020℃DMg0.16mol·L－1HNO3(稀)1020℃【答案】B【解析】因决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质，在上述金属中镁的活泼性最强，但硝酸与金属反应得不到氢气，4mol·L－1H2SO4中氢离子的浓度为8mol·L－1，但Cu不与稀硫酸反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3mol·L－1HCl中氢离子的浓度为3mol·L－1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是Al。5．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如右图所示。最能影响该反应速率的两个因素是()①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④Cl－的浓度A．①④ B．③④C．①③ D．②③【答案】C【解析】镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，故该反应的反应速率与H＋浓度有关，与Cl－浓度无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，且由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，但随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减小。6．在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4(g)2NO2(g)，若N2O4的浓度由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1需要15s，那么N2O4的浓度由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间()A．等于5s B．等于10sC．大于10s D．小于10s【答案】C【解析】由题意可得：eq\f(0.1mol·L－1－0.07mol·L－1,15s)＝eq\f(0.07mol·L－1－0.05mol·L－1,t)，t＝10s，因为浓度减小，反应速率减慢，故所需时间大于10s。7．将气体A、B置于固定容积为2L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10s末，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，则：(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为______________。(2)反应前A的物质的量浓度是__________。(3)10s末，生成物D的浓度为__________。(4)若改变下列条件，生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成D的速率①降低温度②增大A的浓度③使用催化剂④恒容下充入Ne(不参与体系反应)【答案】(1)0.04mol·L－1·s－1(2)1.5mol·L－1(3)0.4mol·L－1(4)①减小②增大③增大(或减小)④不变【解析】3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)初始物质的量/mol3.01.000转化物质的量/mol1.20.40.80.810s末物质的量/mol1.80.60.80.8(1)v(C)＝eq\f(0.8mol,2L×10s)＝0.04mol·L－1·s－1。(2)c(A)＝eq\f(3.0mol,2L)＝1.5mol·L－1。(3)c(D)＝eq\f(0.8mol,2L)＝0.4mol·L－1。8．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：时间/min12345氢气体积/mL50120232290310(1)在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min各时间段中：反应速率最大的时间段是______________，主要的原因可能是______________________________；反应速率最小的时间段是________，原因是_______________________________。(2)在2～3min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为____________________。(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液E．Na2CO3溶液你认为可行的是________(填字母)。【答案】(1)2～3min该反应是放热反应，此时温度高4～5min此时H＋浓度小(2)v(HCl)＝0.1mol·L－1·min－1(3)A、B【解析】(2)在2～3min时间段内，生成氢气的物质的量＝0.112L÷22.4L·mol－1＝0.005mol，则消耗盐酸是0.01mol，浓度是0.01mol÷0.1L＝0.1mol·L－1，所以用盐酸的浓度变化表示的反应速率v(HCl)＝0.1mol·L－1÷1min＝0.1mol·L－1·min－1。(3)蒸馏水稀释盐酸，氢离子浓度降低，反应速率减小。但氢离子物质的量不变，生成的氢气量不变，A正确；Na2SO4溶液稀释盐酸，但氢离子物质的量不变，生成的氢气量不变，B正确；NaOH溶液消耗氢离子，H＋浓度降低，生成的氢气也减少，C错误；H2SO4溶液增大氢离子浓度，反应速率增大，生成氢气量增多，D错误；Na2CO3溶液消耗氢离子生成CO2，反应速率减小，生成的氢气也减少，E错误。B组·能力提升9．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到100mL。此时，X与盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最大的是()A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液D．10℃20mL2mol·L－1的X溶液【答案】B【解析】温度越高，反应速率越大；浓度越大，反应速率越大。由于溶液体积均为100mL，则加入的X的物质的量越大，浓度越大。10．将过量的两份锌粉a、b分别加入等体积等浓度的两份稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液，如图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是()ABCD【答案】B【解析】锌和硫酸反应，加入硫酸铜，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属锌和硫酸反应的速率，所以反应速率是：a＞b，速率越大，锌完全反应时所用的时间越短，所以a所用的时间小于b的时间；产生氢气的量取决于稀硫酸的量，则反应生成氢气的量相同，即a＝b。11．(2019·河南平顶山检测)用4g单质锌与5mL2mol·L－1的稀硫酸作用制备氢气时，下列四种情况下生成氢气速率大小顺序为()①锌粒＋硫酸②锌粉＋硫酸③锌粉＋硫酸＋少量CuSO4粉末④锌粒＋硫酸＋少量3mol·L－1盐酸A．②>③>④>① B．①>②>③>④C．③>②>①>④ D．②>①>③>④【答案】C【解析】用4g单质锌与5mL2mol·L－1的稀硫酸作用制备氢气时，锌粉的表面积大，反应速率快，则②③>①④；氢离子浓度越大，反应速率越快，则①>④；③中锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，③>②；因此生成氢气速率大小顺序为③>②>①>④，故选C。12．一定温度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.00.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A．0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反应到6min时，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D．反应到6min时，H2O2分解了50%【答案】C【解析】发生的反应为：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。0～6min产生的氧气的物质的量n(O2)＝eq\f(22.4×10－3L,22.4L·mol－1)＝0.001mol，分解的过氧化氢的物质的量为n(H2O2)＝2n(O2)＝0.002mol，v(H2O2)＝eq\f(0.002mol,10×10－3L·6min)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A正确；随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应速率减慢，6～10min的反应速率小于0～6min的反应速率，B正确；由A计算可知，反应至6min时c(H2O2)＝0.4mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.2mol·L－1，C错误，6min内Δc(H2O2)＝0.2mol·L－1，则H2O2分解率为：(0.2mol·L－1÷0.4mol·L－1)×100%＝50%，D正确。13．(2019·天津静海区检测)在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()①缩小容器的体积②增加碳的量③通入CO2④恒压下充入N2⑤恒容下充入N2⑥通入COA．①③⑤ B．②④⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥【答案】C【解析】缩小容器体积，压强增大，反应速率加快，①正确；C是固体，增加C的量，不影响反应速率，②错误；通入CO2，CO2浓度增大，反应速率加快，③正确；恒压下充入N2，体积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小，④错误；恒容下充入N2，参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，⑤错误；通入CO，气体浓度增大，反应速率增大，⑥正确。14．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/(mol·L－1)V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，完成下列问题：(1)实验4和5表明________________________对反应速率有影响，________________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有____________________(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有______________，其实验序号是________。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：_____________________________________________________。【答案】(1)固体反应物的表面积表面积越大1、2(2)1、3、4、6、8(或2、5)(3)反应温度6、7(或8、9)(4)因为所有反应中，金属的质量和硫酸溶液体积均相等，并且硫酸过量，产生的热量相等，所以溶液的温度变化值相近综合素养测评一、选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。1．据报道，人类拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2Oeq\o(=,\s\up7(激光))2H2↑＋O2↑，下列说法正确的是()A．水的分解反应是放热反应B．氢气是一次能源C．使用氢气作燃料将会增加温室效应D．在这一反应中，光能转化为化学能2．下列说法不正确的是()A．原电池负极被氧化B．任何化学反应都能设计成原电池C．化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变D．化学反应达到平衡状态时，只要条件不改变，各物质的浓度就不再改变3.在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的下列叙述不正确的是()A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子从a极到b极D．a极上发生了氧化反应4．如图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是()A．发生的反应可表示为2A(g)2B(g)＋C(g)B．前2minA的分解速率为0.1mol·L－1·min－1C．开始时，正、逆反应同时开始D．2min时，A、B、C的浓度之比为2315．下列图示变化为吸热反应的是()6．最新报道：科学家首次用X­射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程7．下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A．抗氧化剂B．调味剂C．着色剂D．增稠剂8．一定温度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A．0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol/(L·min)B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol/(L·min)C．反应至6min时，c(H2O2)＝0.30mol/LD．反应至6min时，H2O2分解了50%二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收能量为()A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ10．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()A．c(Z)＝0.3mol·L－1B．c(Y2)＝0.5mol·L－1C．c(X2)＝0.2mol·L－1D．c(Y2)＝0.6mol·L－111．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生还原反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡12．某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。下列有关该氢氧燃料电池的说法中，正确的是()A．H2在负极发生氧化反应B．供电时的总反应为2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OC．氢氧燃料电池中H2和O2燃烧放出的热量转变为电能D．氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池三、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(13分)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答下列问题。(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)已知拆开1molH—H键、1molI—I键、1molH—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中，是将________转化为________。(3)下列反应中，属于放热反应的是________(填序号，下同)，属于吸热反应的是________。①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的碳⑤食物因氧化而腐败⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑦铁粉与稀盐酸反应14．(13分)工业合成氨反应：N2＋3H22NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ。则：(1)若1molN2完全反应生成NH3可________(填“吸收”或“放出”)热量________kJ。(2)如果将1molN2和3molH2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是____________________________。(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10min后，生成10molNH3，则用N2表示的化学反应速率为________mol·L－1·min－1。(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。a．正反应速率和逆反应速率相等b．正反应速率最大，逆反应速率为0c．N2的转化率达到最大值d．N2和H2的浓度相等e．N2、H2和NH3的体积分数相等f．反应达到最大限度15．(13分)【实验目的】利用所学知识，设计原电池装置。【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。【其他】导线、金属夹、发光二极管、500mL烧杯。【实验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁；②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁；③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500mL的烧杯中，将发光二极管两端分别接在三种方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象，连接方式如图所示。【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。【实验结论】原电池把化学能转变为电能。回答问题：(1)连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________极上。(2)在方案①②中铜作电极情况：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在方案①③中镁作电极情况：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在方案②③中铁作电极情况：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在方案③中负极反应为________________________________________________________________________，正极反应为________________________________________________________________________，总电池反应方程式为______________________________