1、第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率第1课时化学反应速率课后篇素养形成必备知识基础练1.对于反应CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2,下列说法正确的是()A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同,但所表示的意义相同B.不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率,但可用水来表示C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同D.用CaCl2浓度的减小表示其反应速率答案A2.在2 L密闭容器中加入4 mol A(g)和6 mol B(g),发生反应:4A(g)+6B(g)4C(g)+5D(g),若5 s后剩下的A的物质的量是2.5 mol,则用B表示的反应速率是()A.0.45
2、molL-1s-1B.0.15 molL-1s-1C.0.225 molL-1s-1D.0.9 molL-1s-1答案C解析5s内A减少的物质的量为4mol-2.5mol=1.5mol,故A的浓度变化量为1.5mol2L=0.75molL-1,所以v(A)=0.75molL-15s=0.15molL-1s-1;对于同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,所以v(B)=640.15molL-1s-1=0.225molL-1s-1。3.对于反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,在测量化学反应速率时,以下相关性质不可以利用的是(
3、)A.气体的体积和体系的压强B.溶液颜色的深浅C.固体物质的体积D.H+浓度的变化答案C解析与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用,包括能够直接观察的某些性质(如释放出气体的体积和体系压强),也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质(如颜色的深浅),故A、B、D三项可以利用。4.在反应N2+3H22NH3中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 molL-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 molL-1s-1,则此段时间是()A.1 sB.2 sC.44 sD.1.33 s答案B解析已知用H2表示的平均反应速率为0.45molL-1s-1,则
4、用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=23v(H2)=230.45molL-1s-1=0.3molL-1s-1,所以t=0.6molL-10.3molL-1s-1=2s。5.在2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入的A和B的物质的量都是4 mol,测得10 s内A的平均速率v(A)=0.12 molL-1s-1,则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是()A.1.6 molB.2.8 molC.3.2 molD.3.6 mol答案C解析10s内v(B)=13v(A)=0.04molL-1s-1,故10s内,B的物质的量减少了10s0.04molL-1s-1
5、2L=0.8mol,因此10s时,容器内n(B)=4mol-0.8mol=3.2mol。6.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中,发生反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min末生成0.2 mol W,若测得以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01 molL-1min-1,则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是()A.1B.2C.3D.4答案A解析利用条件可求:v(W)=0.2mol2L5min=0.02molL-1min-1,利用反应速率之比等于化学计量数之比的关系可得n=1。7.在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质,经一段时间后测得各物
6、质的物质的量如下表所示:时间各物质的物质的量XYQW10 min1.0 mol3.0 mol2.0 mol1.0 mol20 min0.5 mol1.5 mol1.0 mol2.0 mol上述容器中发生反应的化学方程式可能是()A.X+2Y2W+2QB.3X+Y+2W2QC.X+3Y+2Q2WD.X+2Y+3Q2W答案C解析从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少,而W的物质的量增加,说明X、Y、Q是反应物,W是生成物。在同一容器中,相同时间内,各物质的反应速率之比等于物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。v(X)v(Y)v(Q)v(W)=(1.0mol-0.5mol)(3.0mol-1.5
7、mol)(2.0mol-1.0mol)(2.0mol-1.0mol)=1322,所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1322,选C。8.(2020山西运城高二月考)在一个容积固定为2 L的密闭容器中,发生反应aA(g)+bB(g)pC(g)H=?,反应情况记录如表:时间c(A)(molL-1)c(B)(molL-1)c(C)(molL-1)0130第2 min末0.82.60.4第4 min末0.41.81.2第6 min末0.41.81.2请根据表中数据分析,然后回答下列问题:(1)a=,b=,p=(取最小正整数)。(2)第2 min末到第4 min末A的平均反应速率v(A)=。(3)若从开
8、始到第4 min末建立平衡时反应放出的热量为235.92 kJ,则反应aA(g)+bB(g)pC(g)的H=。答案(1)122(2)0.2 molL-1min-1(3)-196.6 kJmol-1解析(1)在前2min内,各物质的浓度的变化量之比为(1-0.8)(3-2.6)(0.4-0)=122,则反应的化学方程式为A(g)+2B(g)2C(g),则a、b、p的值分别为1、2、2。(2)第2min末到第4min末A的平均反应速率v(A)=ct=0.8molL-1-0.4molL-12min=0.2molL-1min-1。(3)设1molA完全反应时放出的热量为xkJ。A(g)+2B(g)2C
9、(g)H=-xkJmol-11molxkJ(1molL-1-0.4molL-1)2L235.92kJ11.2=x235.92,解得x=196.6,则该反应的H=-196.6kJmol-1。9.根据反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,请回答下列问题:(1)常选用哪些物质表示该反应的反应速率:。(2)当生成SO2的速率为0.64 molL-1s-1时,则消耗氧气的速率为。(3)开始时加入一定量反应物,若反应4 s后O2的浓度为2.8 molL-1,此时间段内SO2的反应速率为0.4 molL-1s-1,则开始时氧气的浓度为。答案(1)SO2、O2(2)0.88 molL-1s-1(3)
10、5.0 molL-1解析(1)一般不用固体和纯液体表示反应速率,所以可用O2、SO2表示该反应的反应速率。(2)用不同物质表示的反应速率和化学方程式中各物质化学计量数成正比,所以消耗氧气的速率为0.64molL-1s-1118=0.88molL-1s-1。(3)此时间段内SO2的反应速率为0.4molL-1s-1,则用氧气表示的反应速率为0.4molL-1s-1118=0.55molL-1s-1,所以氧气的浓度变化为0.55molL-1s-14s=2.2molL-1,则反应开始时氧气的浓度为2.8molL-1+2.2molL-1=5.0molL-1。关键能力提升练10.在四种不同条件下测得反应
11、2SO2+O22SO3的反应速率如下表所示:编号(1)(2)(3)(4)反应速率(molL-1min-1)v(SO2)v(O2)v(SO3)v(O2)0.40.250.50.3其中反应速率最大的是()A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)答案D解析由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得:12v(SO2)=v(O2)=12v(SO3),将所得数据作如下换算:(1)12v(SO2)=0.2molL-1min-1;(2)v(O2)=0.25molL-1min-1;(3)12v(SO3)=0.25molL-1min-1;(4)v(O2)=0.3molL-1min-1;单位相同,数值大者反应速
12、率大。11.(双选)化学反应速率是通过实验测定的,测量下列化学反应的速率时,测量依据不合理的是()选项化学反应测量依据(单位时间内)ACO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)压强变化BZn+H2SO4ZnSO4+H2H2体积C2NO2(g)N2O4(g)颜色深浅DCa(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOHCaCO3的浓度变化答案AD解析化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。A项,该反应是气体分子数不变(反应前后气体的化学计量数之和相等)的反应,反应前后压强不变,不合理;B项,单位时间内H2体积变化大,则化学反应速率大,合理;C项,2NO2(g)N
13、2O4(g),NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢,合理;D项,CaCO3为固体,不能用其浓度变化测定反应速率,不合理。12.将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应,生成气体C,一段时间后,测得c(A2)为0.58 molL-1,c(B2)为0.16 molL-1,c(C)为0.84 molL-1,则C的化学式为()A.ABB.A2BC.AB2D.A2B2答案C解析由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值,求出A2、B2、C三种物质的化学计量数比为122,结合质量守恒定律可知,C的化学式为AB2。13.甲、乙两个容器内都进行
14、AB的反应,甲容器内每分钟减少4 mol A,乙容器内每分钟减少2 mol A,则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率()A.快B.慢C.相等D.无法判断答案D解析由化学反应速率的表达式:v(A)=-c(A)t=-n(A)Vt,由于甲、乙两容器的容积大小未知,仅知道单位时间内A的物质的量的变化值,故不能比较两容器内反应速率的大小。14.已知某条件下,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的数据如下:物质N2H2NH3起始浓度/(molL-1)1.03.00.22s末浓度/(molL-1)0.61.81.04s末浓度/(molL-1)0.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的
15、化学反应速率时,下列说法错误的是()A.24 s内的平均反应速率为0.2 molL-1s-1B.前4 s内的平均反应速率为0.3 molL-1s-1C.前2 s内的平均反应速率为0.4 molL-1s-1D.2 s末的反应速率为0.4 molL-1s-1答案D解析化学反应速率是表示一段时间内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率,D项错误。15.某温度时,在2 L的容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。(1)由图中的数据分析,容器中发生反应的化学方程式为。(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率分别为、。(3)5 min后Z的生成速率与5 min末Z的
16、生成速率相比(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)3X+Y2Z(2)0.05 molL-1min-10.04 molL-1min-1(3)不变解析(1)根据图示,反应达到平衡时X减少了0.6mol,Y减少了0.2mol,Z生成了0.4mol,故X、Y、Z的物质的量变化之比为312,因5min后三者共存且物质的量不再变化,故反应的化学方程式为3X+Y2Z。(2)根据图中数据,依据反应速率计算公式可计算出反应速率,需注意Z的初始物质的量是0.1mol。(3)5min后Z的物质的量不再变化,与5min末Z的反应速率相等。16.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。
17、某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:t/s05001 000c(H2)/(molL-1)5.003.522.48c(CO)/(molL-1)2.50(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是。(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是,1 000 s时CO的转化率是。(3)在500 s内增加的甲醇的浓度是。答案(1)2.9610-3 molL-1s-1(2)1.2610-3 molL-1s-150.4%(3)0.74 molL-1解析(1)在500s内,v(H2)=-3.52molL
18、-1-5.00molL-1500s=2.9610-3molL-1s-1。(2)在1000s内,c(H2)=2.48molL-1-5.00molL-1=-2.52molL-1,则c(CO)=12c(H2)=-1.26molL-1,用CO表示此段时间内的平均速率为v(CO)=1.26molL-11000s=1.2610-3molL-1s-1,CO的转化率为1.26molL-12.50molL-1100%=50.4%。(3)在500s内,c(H2)=-1.48molL-1,则增加的甲醇的浓度为0.74molL-1。学科素养拔高练17.某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣,为此进
19、行了有关的实验探究,实验记录如下:实验目的测量锌和稀硫酸反应的速率实验用品锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 molL-1的H2SO4溶液、4 molL-1的H2SO4溶液。实验步骤甲同学取一套上图装置,加入40 mL 1 molL-1的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。乙同学取另一套同样的装置,加入40 mL 4 molL-1的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。回答下列问题:(1)Zn与硫酸反应的离子方程式为。(2)收集10 mL H2所需时间:甲(填“大于”“小于”或“等于”,下同)乙,反应速率:甲乙。(3)下列
20、说法正确的是(填字母)。A.本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同B.装置气密性要好C.40 mL的H2SO4溶液要迅速加入D.气体还可以用排水法收集E.若用98%的浓硫酸,则反应最快(4)测量Zn和稀硫酸反应的速率还可用的方法有:;。答案(1)Zn+2H+Zn2+H2(2)大于小于(3)ABCD(4)测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间测定单位时间内H2SO4溶液浓度的变化解析(1)Zn与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2+H2。(2)甲同学所用H2SO4溶液的浓度比乙同学所用H2SO4溶液的浓度小,故反应速率小,收集相同体积H2所用时间长。(3)本实验测定浓度对反应速率的影响,故要保证其他因素是相同的,如所用锌粒的表面积相同,A项正确;本实验是根据测定收集10mLH2所需的时间长短来判断反应速率的,故装置气密性要好,为减少实验误差,加入H2SO4溶液时要迅速,B、C项正确;氢气不溶于水,还可用排水法收集,D项正确;Zn与98%的浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O,反应的实质改变,E项错误。(4)还可利用等质量的Zn完全溶解所用时间以及单位时间内H2SO4溶液浓度的变化等来测定该反应的反应速率。
