高中化学必修第二册第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．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－1HCl1020BAl0.13mol·L－1HCl1020CCu0.14mol·L－1H2SO41020DMg0.16mol·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．下列做法与调控化学反应速率无关的是()A．用冰箱冷藏以保鲜食物B．食盐中添加碘酸钾预防缺碘C．用煤粉代替煤块使炉火更旺D．食品包装内放置除氧剂延长保质期【答案】B8．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/mol3.01.0 0 0转化物质的量/mol1.20.4 0.8 0.810s末物质的量/mol1.80.6 0.8 0.8(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。9．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，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，你认为可行的是________(填字母)。A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液E．Na2CO3溶液【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)AB【解析】(2)在2～3min内，生成氢气的物质的量＝0.112L÷22.4L·mol－1＝0.005mol，则消耗盐酸的物质的量是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，氢离子浓度降低，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】锌和稀硫酸反应，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．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。12．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；碳是固体，增加碳的量，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。13．Na2S2O3溶液与稀H2SO4的反应方程式为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如表，请结合表中信息，回答有关问题：实验序号反应温度参加反应的物质Na2S2O3H2SO4H2O℃V/mLc/(mol·L)V/mLc/(mol·L－1)V/mLa20100.1100.10b2050.1100.15c20100.150.15d4050.1100.15(1)上述四组实验，能说明温度对该反应速率影响的组合是________(填实验序号)；实验a和b、a和c的组合比较，所研究的问题是_________________________________。(2)教材中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较该反应的速率，而一般不采用单位时间内收集SO2体积的大小进行比较的原因是_______________________________________。【答案】(1)bd浓度对化学反应速率的影响(2)SO2可溶于水，测定不精确(或实验装置较复杂，不易控制)课后测评一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(山东安丘一中检测)如图所示,a、b是地球表面上不同纬度上的两个点,如果把地球看作是一个球体,a、b两点随地球自转做匀速圆周运动,这两个点具有大小相同的()A.线速度 B.加速度C.角速度 D.轨道半径答案C解析a、b相对静止且绕同一转轴转动,所以它们的角速度相同,C正确。2.(广东佛山模拟)图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上转弯的情景,运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线,将运动员与自行车看成整体,下列说法正确的是()A.运动员转弯所需向心力由重力与地面对车轮的支持力的合力提供B.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力答案B解析转弯时的向心力为沿半径方向的合力,C错误;运动员转弯时,地面对车轮的摩擦力提供所需的向心力,故A错误,B正确;当Ff<mv2r,即静摩擦力不足以提供所需向心力时,就会发生侧滑,3.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个摆球在运动过程中,相对位置关系示意图正确的是()答案B解析小球做匀速圆周运动,对其受力分析如图所示,则有mgtanθ=mω2Lsinθ,整理得Lcosθ=gω2,则两球处于同一高度,故4.如图是自行车传动装置的示意图,其中Ⅰ是半径为R1的大链轮,Ⅱ是半径为R2的小飞轮,Ⅲ是半径为R3的后轮,假设脚踏板的转速为n(单位:r/s),则自行车后轮边缘的线速度为()A.πnR1RC.2πnR2答案D解析转速为单位时间内转过的圈数,所以ω=2πn,因为要测量自行车后轮Ⅲ边缘上的线速度的大小,根据题意知,轮Ⅰ和轮Ⅱ边缘上的线速度大小相等,据v=rω可知,R1ω1=R2ω2,已知ω1=2πn,则轮Ⅱ的角速度ω2=R1R2ω1=2πnR1R2。因为轮Ⅱ和轮Ⅲ共轴,所以转动的ω相等即ω3=ω2,根据v=rω可知,v3=R5.(北京交大附中检测)一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体质量分别为M和m(M>m),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的μ倍,两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起,如图所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直,要使两物体与圆盘不发生相对滑动,则圆盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均可看作质点,重力加速度为g)()A.μ(Mg-mgC.μ(Mg+mg答案D解析对乙,由牛顿第二定律得FT+μmg=mω2L,对甲,由平衡条件得FT=Ff,当FT=μMg时,FT最大,此时ω最大,此时ω=μ(Mg+mg6.(江苏苏州月考)家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。这块硬磁盘共有9216个磁道(即9216个不同半径的同心圆),每个磁道分成8192个扇区(每扇区为18192A.每个字节在磁道上所占用的磁道长度都相同B.不计磁头转移磁道的时间,计算机读完该硬盘所需时间约为77sC.读取每个字节所用时间都相同,约为2.0×10-11sD.该硬盘的容量约为4×1012个字节答案B解析每个磁道扇区数相同,每个扇区可记录字节数相同,即每个磁道上可记录字节数相同,但各磁道半径不同,所以不同磁道上每个字节所占用的磁道长度不同,A错误;电动机使磁盘以7200r/min的转速匀速转动,则每读取一个磁道所用时间为t=607200s=1120s,该硬磁盘共有9216个磁道,所以读完该硬盘共需要时间t总=9216t=77s,B正确;每个磁道分成8192个扇区,每个扇区可以记录512个字节,所以每个磁道共可以记录的字节数为n=8192×512=4194304,所以读取每个字节所用时间为t'=tn=2.0×10-9s,C错误;该硬盘所容纳字节个数为9216n=47.(山西汾阳中学高一下期中)如图所示,汽车在水平公路上做匀速圆周运动。已知图中双向四车道的总宽度为15m,内车道内边缘半径为105m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.75,g取10m/s2,则汽车()A.所受的合力可能为零B.所需的向心力由重力和支持力的合力提供C.速度不能超过30m/sD.速度不能超过41m/s答案C解析汽车在水平公路上做匀速圆周运动,所受合外力提供向心力,不可能为零;汽车在竖直方向受重力和支持力的作用,这两个力的合力为零,水平方向受摩擦力作用,提供汽车所需向心力,选项A、B错误。汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.75,即Ffm=0.75mg,汽车受最大静摩擦力时,根据牛顿第二定律有Ffm=mv2r,当r最大时,汽车有最大安全行驶速度vm,由题意rm=15m+105m=120m,则vm=Ffmrmm=0.75×10×120二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(浙江杭州模拟)如图所示,甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车场景,甲、乙两图的过山车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的过山车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成),把过山车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R,下列说法正确的是()A.甲图中,当过山车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力B.乙图中,当过山车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力C.丙图中,当过山车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力D.丁图中,过山车通过最高点的最小速度为gR答案BC解析当过山车以一定速度通过最高点时,mv2R=mg-FN,FN可以为0,故A错误;当FN≠0时最小速度应大于gR,故D错误;当过山车通过最低点时FN-mg=mv2R,FN=mg+mv2R>mg,F9.(山东安丘月考)公路转弯处外侧的郭先生家门口,连续发生了多起车辆侧翻事故。经交警调查,画出的现场示意图如图所示。为了避免车辆侧翻事故再次发生,很多人提出了建议,下列建议合理的是()A.提醒司机不要超速转弯 B.提醒司机以更小半径转弯C.增大车轮与路面间的粗糙程度 D.使弯道路面内侧低外侧高答案ACD解析汽车侧翻是提供的向心力小于它转弯时所需要的向心力,要避免侧翻减小F需,或增大F供,F需=mv2R,所以A合理,B不合理,F供可由摩擦力或弯道路面处重力的分力提供,所以C、10.飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外,还受到重力和机翼的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上。当飞机在空中盘旋时机翼的内侧倾斜(如图所示),以保证重力和机翼升力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成θ角,飞行周期为T,则下列说法正确的是()A.若飞行速率v不变,θ增大,则半径R减小B.若飞行速率v不变,θ增大,则周期T减小C.若θ不变,飞行速率v增大,则半径R减小D.若飞行速率v增大,θ增大,则周期T一定不变答案AB解析由于重力和机翼升力的合力提供向心力,如图所示,得mgtanθ=mv2R=m4π2T2R,解得v=gRtanθ,T=2πRgtanθ。若飞行速率v不变,θ增大,由v=gRtanθ知R减小,故A正确;若飞行速率v不变,θ增大,R减小,由T=2πRgtanθ知T减小,故B正确;若θ不变,飞行速率v增大,由v=gRtanθ知R增大,故C错误三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)用如图所示的装置可以做“探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验。(1)本实验采用的科学方法是。

(2)通过实验可以得到的结论是。

A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比答案(1)控制变量法(2)C解析(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,需先控制某些量不变,研究另外两个物理量的关系,该方法为控制变量法。(2)结合题图,根据F向=mω2r=mv2r可知,选项12.(10分)(湖北武汉高一期中)某同学做验证向心力大小与线速度关系的实验,装置如图所示,一轻质细线上端固定在力传感器上,下端悬挂一小钢球,钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下:①用游标卡尺测出钢球直径d;②将钢球悬挂并保持静止,记下此时力传感器示数F1,用米尺量出细线长L;③将钢球拉到适当高度处由静止释放,光电门、计时器测出钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2。已知当地的重力加速度大小为g,请用上述测得的物理量表示。(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v=,向心力表达式F向=mv2R=(2)钢球经过光电门时所受合力的表达式F合=。

(3)若在实验误差允许的范围内F向=F合,则验证了向心力大小与线速度的关系。该实验可能的误差有:。(写出一条即可)

答案(1)dtF1d2gt解析(1)钢球的直径为d,遮光时间为t,所以钢球通过光电门的速度v=dt;根据题意知,钢球做圆周运动的半径为R=L+d2,钢球质量m=F1g,则向心力表达式为F(2)钢球经过光电门时只受重力和细线的拉力,由分析可知,钢球通过光电门时,细线的拉力最大,大小为F2,故所受合力为F合=F2-F1。(3)根据向心力表达式知,可能在测量细线长度时存在误差。13.(10分)如图所示,直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕垂直纸面的轴O匀速转动(图示为截面)。从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒。若子弹在圆筒旋转时,在圆周上留下a、b两个弹孔,已知aO与bO之间夹角为θ,求子弹的速度(忽略子弹在空中的下坠)。答案ωd(2k解析子弹射出后沿直线运动,从a点射入,从b点射出,设子弹速度为v0,则子弹穿过圆筒的时间t=d此时间内圆筒转过的角度α=π-θ+2kπ(