1、化学反应的快慢和限度1.(2020平顶山高一检测)反应mA+nBpC中,m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a molL-1,B每分钟减少1.5a molL-1,A每分钟减少0.5a molL-1,则mnp为()A.231 B.132C.233D.321【解析】选B。根据题目可知,A、B、C的反应速率之比为0.5a1.5aa=132,化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比,所以mnp为132。2.(2020郑州高一检测) 在一定条件下,向某密闭容器中投入一定量的氮气和氢气,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列关于从反应开始至达到化学平衡的过程中正、逆反应速率变
2、化情况的图象中,正确的是()【解析】选D。由题意知,开始反应时只有反应物,所以逆反应速率为0,随着反应的进行正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,平衡时正、逆反应速率相等。3.四位同学同时进行反应:A+3B2C+2D的速率测定实验,分别测得反应速率如下:v(A)=0.15 molL-1s-1v(B)=0.6 molL-1s-1v(C)=0.5 molL-1s-1v(D)=1.2 molL-1min-1其中反应最快的是()A.B.C.D.【解析】选C。比较同一反应中不同物质表示的反应速率时,要通过化学计量数转化为同一物质的反应速率,且单位要一致。中v(A)=0.2 molL-1s-1,中v(A
3、)=0.25 molL-1s-1,中v(D)=0.02 molL-1s-1,则v(A)=0.01 molL-1s-1,故反应速率。【加固训练】反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A.v(NH3)=0.010 molL-1s-1B.v(O2)=0.001 0 molL-1s-1C.v(NO)=0.001 0 molL-1s-1D.v(H2O)=0.045 molL-1s-1【解析】选C。v(H2O)=0.001 5 molL
4、-1s-1,再由v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546,得: v(NH3)=v(H2O)=0.001 5 molL-1s-1=0.001 0 molL-1s-1, v(O2)=v(H2O)=0.001 5 molL-1s-1=0.001 25 molL-1s-1,v(NO)=v(NH3)=0.001 0 molL-1s-1。4.(2020邯郸高一检测)可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是()用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221混合气体的颜色不改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质
5、量不再改变c(NO2)=c(NO)每消耗2 mol NO2的同时,也消耗2 mol NO每消耗4 mol NO2的同时又有4 mol NO2生成A.B.C.D.全部【解析】选A。错误,无论达到平衡与否,各物质化学反应速率之比都等于方程式化学计量数之比;正确,有色气体的颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;错误,体积固定,反应前后气体质量守恒,密度始终不变;正确,反应前后气体体积不等,压强不变,意味着各物质的含量不再变化;正确,由于气体的质量不变,则气体的平均相对分子质量不变时,气体中各物质的物质的量不变,说明反应达到平衡;错误,达平衡状态后,NO2、NO浓度保持不变,而不一定
6、相等;正确,符合v正=v逆;正确,符合v正=v逆。5.(2020湘潭高一检测)一定温度下,向容积为2 L的密闭容器通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是()A.该反应的化学方程式为3B+4D6A+2CB.反应进行到1 s时,v(A)=v(D)C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 molL-1s-1D.此反应达到平衡时,升高温度,化学平衡不会发生移动【解析】选C。由题中图示可知,B、C为反应物,A、D为生成物,根据各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比可得,n(B)n(C)n(A)n(D)=(1.0-0.4) mol(1
7、.0-0.2)mol(1.2-0)mol(0.4-0)mol=3462,所以化学方程式为3B+4C6A+2D,A项错误;不论在什么时刻,用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比,B项错误;温度升高,平衡一定移动,D项错误。【加固训练】某反应中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.反应为X+2ZYB.反应为X+Y2ZC.4 s时,反应达到平衡D.12 s时,反应不再进行【解析】选B。从图象可以看出反应进行到10 s时,达到了平衡状态,但是反应仍然在不断进行。在010 s内各物质的变化量为X减少了(1.20-0.40)mol=0.80 mol,Y减少了(1.0
8、0-0.20)mol=0.80 mol,Z增加了1.60 mol。所以此反应的化学方程式为X+Y2Z。6.已知N2O4(g)2NO2(g)H0,在100 时,将0.100 mol的N2O4气体充入1 L抽空的密闭容器中,隔一段时间对容器内的物质进行分析,得到如下数据:时间/s020406080100c(N2O4)/molL-10.100c10.050c3abc(NO2)/molL-10.0000.060c20.1200.1200.120请根据表中数据回答下列问题:(1)表中c2_(填“”“=(2)0.070 molL-10.001 5(3)深浅【加固训练】1.(2020宿州高一检测)为了研究碳
9、酸钙与稀盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况,绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题:(1)在Ot1、t1t2、t2t3各相同的时间段里,反应速率最大的是_时间段,收集到气体最多的是_时间段,由该图象说明此反应属于_(填“吸”或“放”)热反应。(2)若CO2的体积是在标准状况下测定,盐酸的体积为100 mL,则t2t3 min内用盐酸表示的平均速率为_ molL-1min-1(忽略盐酸体积变化,用字母表示)。(3)为了降低上述化学反应的反应速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是_。A.蒸馏水B.NaCl固体C.NaCl溶液D.浓盐酸(4)
10、除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来降低化学反应速率_。【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)化学反应速率的计算方法;(2)化学反应速率的影响因素。【解析】(1)从图上可看出,t1t2时间段收集的CO2气体最多。Ot1、t1t2、t2t3时间段时间相同,则t1t2时间段反应速率也最大,导致t1t2时间段内反应速率最快的原因只能是该反应放热,温度升高,加快反应速率。(2)由CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O 2 1 mol mol则v(HCl)= molL-1min-1。(3)和(4)减缓反应速率可采用降低反应物浓度、降低反应温度、减小固体表面积等措施。加蒸馏水和NaCl
11、溶液均降低c(H+),加NaCl固体不影响溶液。答案:(1)t1t2t1t2放(2)(3)AC(4)用块状大理石或降低温度等(答案合理即可)2.(2020咸阳高一检测)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_。(填分子式) (2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知O3的起始浓度为0.021 6 molL-1。pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是_。 在30 、pH=4.0条件下,O3的分解速率为_ molL-1min-1。 据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_
12、。(填字母代号) a.40、pH=3.0b.10 、pH=4.0c.30、pH=7.0【解析】(1)O3具有强氧化性,KI具有强还原性,二者反应的化学方程式为O3+2KI+H2OI2+O2+2KOH。(2)由表格分析知,溶液pH越大,O3分解速率越快,因此O3的分解应该与OH-有密切关系。30 、pH=4.0时,O3浓度减少一半的时间为108 min,根据公式计算:v=0.000 1 molL-1min-1。在40 、pH=3.0的条件下,所用时间介于31158 min;在10 、pH=4.0的条件下,所用时间大于231 min;在30 、pH=7.0的条件下,所用时间小于15 min。因此,
13、三种条件下,分解速率快慢顺序依次为bac,即分解速率依次增大的顺序为bac。答案:(1)O2I2(2)OH-0.000 1bac3.某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验,研究影响反应速率的因素(铁的质量相等,铁块的形状一样,盐酸均过量),甲同学设计实验如表:实验编号盐酸浓度/(molL-1)铁的状态温度/K14.00块状29324.00粉末29332.00块状29344.00块状313请回答:(1)若四组实验均以收集到500 mL(已转化为标准状况下)氢气为标准,则上述实验中还需要测定的数据是_。(2)实验_和_是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响(填实验编号,下同);实验_和_是研究温度对该
14、反应速率的影响;实验_和_是研究铁的状态对该反应速率的影响。(3)测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到图甲,则曲线c、d分别对应的实验组别可能是_。(4)根据实验数据,甲同学发现对于每一组实验,产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。则:其中t1t2速率变化的主要原因是_。t2t3速率变化的主要原因是_。(5)丙同学设计了下列一组实验:所用铁块的形状、质量均相同,所用酸的体积相同,其浓度如下,你认为产生氢气速率最快的是_。A.3.0 molL-1盐酸B.5.0 molL-1硝酸C.18.4 molL-1硫酸D.2.0 molI-1硫酸【解析】(1)可选取不同的物质来表示该反应
15、速率,本实验较容易测定生成物氢气的体积,只要再测出产生这些气体所需的时间,就可以求出该反应的速率。(2)在研究某一外界条件对速率影响时,其他条件应相同,这样才有可比性,所以研究盐酸浓度对该反应速率的影响时,温度、铁的状态等其他条件应一样,第1组与第3组符合要求;其余同理。(3)从图可知曲线d对应的实验速率最小,盐酸的浓度最小、温度最低、铁的状态为块状时速率最小,所以曲线d对应第3组,同理,曲线c对应第1组。(4)在反应开始时,虽盐酸的浓度最大,但速率不是最大,而在递增,说明还有其他因素影响速率,应该想到该反应放热,一旦浓度减小的影响大于温度升高的影响,反应速率将逐渐减小。(5)金属与硝酸反应一般不产生氢气,18.4 molL-1硫酸为浓硫酸,能使铁发生钝化反应,A项中c(H+)=3.0 molL-1,D项中c(H+)=4.0 molL-1,所以产生氢气速率最快的是D项。答案:(1)收集500 mL氢气所需的时间(2)131412(3)1、3(4)铁与盐酸反应放热,温度升高使反应速率加快盐酸浓度减小,反应速率减慢(5)D
