高考化学一轮复习讲练 第7章 第22讲 化学反应速率 (含解析)
展开考纲要求 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
1.含义
化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。
2.常用表示方法及计算
3.化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
4.化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
例如:反应 mA(g) + nB(g) pC(g)
起始浓度/ml·L-1 a b c
转化浓度/ml·L-1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
某时刻浓度/ml·L-1 a-x b-eq \f(nx,m) c+eq \f(px,m)
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显(×)
(2)对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率(×)
解析 对于一些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。
(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率
(×)
(4)化学反应速率为0.8 ml·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L-1(×)
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同(√)
(6)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快(×)
题组一 化学反应速率的计算与比较
1.(2019·郑州质检)对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 ml·L-1·min-1
B.v(B)=1.2 ml·L-1·s-1
C.v(D)=0.4 ml·L-1·min-1
D.v(C)=0.1 ml·L-1·s-1
答案 D
解析 本题可以采用归一法进行求解,通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率进行比较,B物质是固体,不能表示反应速率;C项中对应的v(A)=0.2 ml·L-1·min-1;D项中对应的v(A)=3 ml·L-1·min-1。
2.(2019·西安模拟)将6 ml CO2和8 ml H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8~10 min内CO2的平均反应速率是( )
A.0.5 ml·L-1·min-1
B.0.1 ml·L-1·min-1
C.0 ml·L-1·min-1
D.0.125 ml·L-1·min-1
答案 C
解析 由图可知,在8~10 min内,H2的物质的量都是2 ml,因此v(H2)=eq \f(2 ml-2 ml,2 L×2 min)=
0 ml·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(CO2)=eq \f(1,3)v(H2)=0 ml·L-1·min-1,
故C项正确。
3.硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:
O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH,两种反应物的初始浓度均为0.050 ml·L-1,15 ℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
(1)列式计算该反应在120~180 s与180~240 s区间的平均反应速率________________、
__________________。
(2)比较两者大小可得出的结论是________________________________________________。
答案 (1)v=eq \f(0.050 ml·L-1×41.8%-33.0%,180-120 s)≈7.3×10-5 ml·L-1·s-1
v=eq \f(0.050 ml·L-1×48.8%-41.8%,240-180 s)≈5.8×10-5 ml·L-1·s-1
(2)随反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢
解析 (1)注意“列式计算”的要求是既要列出规范的计算式,又要计算出结果。
(2)是要求考生进行比较分析,120~180 s时间段速率大是因为反应物浓度大,180~240 s时间段速率小是因为反应物浓度小,即随着反应进行,反应物浓度降低,反应速率减慢。
1.化学反应速率计算的一般方法
(1)定义式法:找出各物质的起始量、某时刻量,求出转化量,利用定义式v=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(Δn,V·Δt)来计算。
(2)用已知物质的反应速率,计算其他物质表示的反应速率——关系式法。
化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。
2.比较反应速率大小的常用方法
(1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值的大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较eq \f(vA,a)与eq \f(vB,b),若eq \f(vA,a)>eq \f(vB,b),则A表示的反应速率比B的大。
题组二 用其他物理量改变表示的化学反应速率
4.合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,
2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。
答案 30
解析 吸氢速率v=eq \f(240 mL,2 g×4 min)=30 mL·g-1·min-1。
5.在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)+eq \f(1,2)O2(g)H2O(g)+Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
计算2.0~6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以ml·min-1为单位,写出计算过程)。
答案 解法一 2.0~6.0 min时间内,Δn(Cl2)=5.4×10-3 ml-1.8×10-3 ml=3.6×10-3 ml,
v(Cl2)=eq \f(3.6×10-3 ml,4 min)=9.0×10-4 ml·min-1
所以v(HCl)=2v(Cl2)=2×9.0×10-4 ml·min-1=1.8×10-3 ml·min-1。
解法二 HCl转化的物质的量为n,则
2HCl(g)+eq \f(1,2)O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)×10-3 ml
解得n=7.2×10-3 ml,
所以v(HCl)=eq \f(7.2×10-3 ml,6.0-2.0 min)=1.8×10-3 ml·min-1。
6.工业制硫酸的过程中,SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步,550 ℃时,在1 L的恒温容器中,反应过程中部分数据见下表:
若在起始时总压为p0 kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,而气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数,则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)=____ kPa·min-1。
答案 eq \f(p0,30)
解析 列出“三段式”
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
初始/ml 4 2 0
转化/ml 2 1 2
10 min/ml 2 1 2
气体总压之比等于气体物质的量之比,所以10 min时体系总压p10 min满足eq \f(p0kPa,p10 min)=eq \f(6 ml,5 ml),即p10 min=eq \f(5,6) p0 kPa,p初始(SO2)=eq \f(2,3) p0 kPa,p10 min(SO2)=eq \f(5,6) p0×eq \f(2,5)=eq \f(1,3) p0 kPa,故v(SO2)=(eq \f(2,3) p0 kPa-eq \f(1,3) p0 kPa)÷10 min=eq \f(1,30) p0 kPa·min-1。
1.内因
反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。
2.外因
3.用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
4.理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:如图
图中:E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。(注:E2为逆反应的活化能)
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
[解疑释惑] 稀有气体对反应速率的影响
A(g)+B(g)C(g),恒温恒容,充入氦气,对反应速率有何影响?恒温恒压,充入氦气,对反应速率又有何影响?
理解应用
一定温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大:__________,原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)恒容充入N2:__________。
(3)恒容充入He:__________,原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)恒压充入He:__________。
答案 (1)增大 单位体积内,活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,因而反应速率增大 (2)增大 (3)不变 单位体积内活化分子数不变,因而反应速率不变 (4)减小
(1)催化剂都不参加化学反应(×)
(2)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大(√)
(3)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,滴入少量硫酸铜能够提高反应速率(√)
(4)已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的ΔH>0,升高温度可缩短达到平衡的时间(√)
(5)碳酸钙与盐酸反应的过程中,再增加CaCO3固体,可以加快反应速率(×)
(6)增大反应体系的压强,反应速率一定增大(×)
(7)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大(×)
(8)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大(√)
(9)100 mL 2 ml·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变(×)
题组一 影响化学反应速率的因素
1.10 mL浓度为1 ml·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
①K2SO4 ②CH3COONa ③CuSO4 ④Na2CO3
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
答案 A
解析 K2SO4溶液对盐酸起稀释作用,使反应速率降低,但不影响H+的总物质的量,故不影响生成H2的物质的量,①正确;CH3COONa溶液中的CH3COO-结合盐酸中的H+生成弱酸CH3COOH,降低了H+浓度,随着反应的进行,CH3COOH又逐渐电离出H+,不影响H+的总物质的量,故不影响生成H2的物质的量,②正确;CuSO4会与Zn发生置换反应,铜附着在Zn表面,形成原电池,加快产生氢气的速率,③错误;Na2CO3与HCl发生反应2H++COeq \\al(2-,3)===H2O+CO2↑,减小了H+的总物质的量,虽然能够降低反应速率,但同时也减少了氢气的总量,④错误。
2.某温度下,在容积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A.向容器中充入氩气,反应速率不变
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大
答案 A
解析 向恒容容器中充入氩气,各反应组分的浓度不变,反应速率不变,A项正确;W为固态,加入少量W,反应速率不变,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数,但活化分子百分数不变,D项错误。
3.下列表格中的各种情况,可以用对应选项中的图像表示的是( )
答案 C
解析 由于K比Na活泼,故大小相同的金属K和Na与水反应,K的反应速率更快,又由于Na、K与H2O反应均为放热反应,随着反应的进行,放出大量的热,反应速率逐渐加快,A项不正确;由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故其反应速率比甲中快,B项不正确;由于甲反应是在热水中进行的,温度高,故甲的反应速率大于乙,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C项正确;MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用,故乙的反应速率大于甲,D项不正确。
题组二 催化剂、活化能与转化效率
4.(2020·天津一中调研)已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为
H2O2+I-―→H2O+IO- 慢
H2O2+IO-―→H2O+O2+I- 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应速率与I-浓度有关
B.IO-也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98 kJ·ml-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
答案 A
解析 A项,将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O+O2↑,该反应中I-作催化剂,其浓度的大小将影响该反应的反应速率;B项,该反应中IO-是中间产物,不是该反应的催化剂;C项,反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量,分解1 ml H2O2放出98 kJ热量,不能据此判断该反应的活化能;D项,由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)。
5.(2019·山东临沂一模)已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-752 kJ·ml-1的反应机理如下:
①2NO(g)N2O2(g) (快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g) (慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g) (快)
下列有关说法错误的是( )
A.①的逆反应速率大于②的正反应速率
B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C.N2O2和N2O是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
答案 C
解析 ①为快反应,说明反应物的活化能和生成物的活化能都较小,反应更容易发生;②为慢反应,说明反应物的活化能和生成物的活化能都较大,②中反应物的活化能大于①中生成物的活化能,因此①的逆反应速率大于②的正反应速率,A项正确;②反应为慢反应,反应慢说明反应的活化能大,物质微粒发生碰撞时,许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B项正确;反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误;总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。
6.[2018·江苏,20(4)]将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_________________________
_______________________________________________________________________________;
当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是________________________。
答案 迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大 催化剂活性下降;NH3与O2反应生成了NO
解析 温度升高,反应速率增大,同时催化剂的活性增大也会提高反应速率。一段时间后催化剂活性增大幅度变小,主要是温度升高使反应速率增大。当温度超过一定值时,催化剂的活性下降,同时氨气与氧气反应生成NO而使反应速率减小。
绝大多数催化剂都有活性温度范围,温度太低时,催化剂的活性很小,反应速率很慢,随温度升高,反应速率逐渐增大,物质转化效率增大,温度过高又会破坏催化剂的活性。
1.下列叙述不正确的是( )
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率(2018·全国卷Ⅲ,10A)
B.向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象,不能达到探究浓度对反应速率的影响的目的(2018·全国卷Ⅱ,13D改编)
C.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快(2018·江苏,10D)
D.下图是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2)随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小(2018·江苏,13B)
答案 C
解析 可形成锌铜原电池,加快反应速率,A正确;反应的离子方程式为HSOeq \\al(-,3)+H2O2===SOeq \\al(2-,4)+H++H2O,这说明反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,B正确;温度过高可能使酶(一种蛋白质)变性,失去生理活性,C错误;根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,D正确。
2.(2019·浙江4月选考,22)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是( )
A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快
B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快
C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解
D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)
的碱的水解
答案 D
解析 体系温度升高,油脂水解反应速率加快,A正确;高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,增大了油脂分子与水分子的接触,水解反应速率加快,B正确;高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C正确;高温高压下的液态水,尽管具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),但仍然呈中性,c(H+)=c(OH-),与常温下在油脂水解时加入相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱不相同,D错误。
3.[2019·全国卷Ⅱ,27(3)]环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是____(填标号)。
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 ml·L-1
答案 CD
解析 由相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快可知,T1
采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
②在343 K下,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是________;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有________、________。
③比较a、b处反应速率大小:va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正 SKIPIF 1 < 0 -k逆 SKIPIF 1 < 0 ,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的eq \f(v正,v逆)=__________(保留1位小数)。
答案 ②及时移去产物 改进催化剂 提高反应物浓度
③大于 1.3
解析 ②在343 K时,要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是及时移去产物,使平衡向右移动;要缩短反应达到平衡的时间,需加快化学反应速率,可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。
③浓度相同时,温度越高,反应速率越快,a点温度为343 K,b点温度为323 K,故反应速率:va>vb。反应速率v=v正-v逆=k正 SKIPIF 1 < 0 -k逆 SKIPIF 1 < 0 ,则有v正=k正 SKIPIF 1 < 0 ,v逆=k逆 SKIPIF 1 < 0 ,343 K下反应达到平衡状态时v正=v逆,即k正 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,此时SiHCl3的平衡转化率α=22%,经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11,则有k正×0.782=k逆×0.112,k正/k逆=0.112/0.782≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α=20%,此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,则有eq \f(v正,v逆)= SKIPIF 1 < 0 =eq \f(k正,k逆)· SKIPIF 1 < 0 =eq \f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。
基础知识训练
1.以下是几位同学在学习化学反应速率理论后发表的一些看法,其中不正确的是( )
A.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率和生成物的产率
B.化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
C.影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,浓度、温度、催化剂、反应物颗粒大小等外部因素也会对化学反应速率产生影响
D.正确利用化学反应速率理论可提高化工生产的综合经济效益
答案 A
解析 化学反应速率理论研究的是化学反应进行的快慢问题,不能指导提高原料的转化率和生成物的产率。
2.下列说法正确的是( )
A.活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C.反应物用量增加后,有效碰撞次数增多,反应速率增大
D.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
答案 B
解析 活化分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应,A项错误;增加固体或纯液体的量,反应速率不变,C项错误;催化剂能降低反应的活化能,使原来不是活化分子的分子变成活化分子,提高了活化分子的百分数,加快了化学反应速率。
3.(2019·太原质检)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
答案 C
解析 增大固体的量、恒容时充入不参与反应的气体对化学反应速率无影响。
4.(2020·福建龙岩教学质量检查)某温度下,镍和镁分别在O2中发生反应,两种金属表面形成氧化膜厚度的实验记录如下:
表中a和b均为与温度有关的常数。
下列判断错误的是( )
A.可用氧化膜生成速率表示金属氧化速率
B.相同条件下,镁比镍耐氧化腐蚀
C.温度越高,a、b的值越大
D.金属氧化的本质为M-ne-===Mn+
答案 B
解析 结合数据可知,氧化膜的厚度随时间延长而增加,A项正确;因a、b关系不确定,无法比较,B项错误;温度升高,反应速率加快,C项正确;金属氧化的本质是金属失电子发生氧化反应,D项正确。
5.2SO2(g)+O2(g)eq \(,\s\up7(V2O5),\s\d5(△))2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,化学反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,生成SO3(g)的平均反应速率v=eq \f(|c2-c1|,t2-t1)
答案 D
解析 V2O5作为催化剂,能同等程度改变正、逆化学反应速率,A项错误;压强并不是影响化学反应速率的唯一因素,只有当其他条件不变时增大压强,化学反应速率才增大,B项错误;不管是吸热反应还是放热反应,降低温度化学反应速率均减小,使达到平衡所需的时间增多,C项错误;据v=eq \f(Δc,Δt)可知,Δc=|c2-c1|,Δt=t2-t1,D项正确。
6.A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应:aA(s)+bB(g)===cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
下列说法正确的是( )
A.0~t1内,平均反应速率v(B)=eq \f(0.04,t1) ml·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)=eq \f(0.20,t2) ml·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=6∶1
答案 C
解析 反应速率是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B项错误;t1~t2时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06 ml、0.1 ml,所以b∶d=3∶5,D项错误。
7.(2020·浙江宁波十校模拟)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)cC(g) ΔH=-Q kJ·ml-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 ml,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 ml·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
答案 C
解析 分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8-0.2) ml·L-1=0.6 ml·L-1,反应速率v(A)=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(0.6 ml·L-1,12 s)=0.05 ml·L-1·s-1,A项错误;分析图像,12 s内B的浓度变化为(0.5-0.3) ml·L-1=0.2 ml·L-1,v(B)=eq \f(0.2 ml·L-1,12 s)=eq \f(1,60) ml·L-1·s-1,速率之比等于化学计量数之比,3∶b=0.05∶eq \f(1,60),则b=1,3∶c=0.05∶eq \f(\f(0.8,2),12),则c=2,A、B的化学计量数不同,12 s后达到平衡状态,A的消耗速率不等于B的生成速率,B项错误,C项正确;消耗3 ml A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 ml·L-1×2 L=1.2 ml,消耗1.2 ml A放出的热量为0.4Q kJ,D项错误。
8.在2 L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应的反应物和生成物分别是_________________________________________,
反应方程式为____________________________________________________________。
(2)0~10 s的平均反应速率v(H2)=___________________________________________。
(3)能否用I2(s)的物质的量的变化量来表示该反应的速率?________(填“能”或“否”)。
答案 (1)H2和I2、HI H2(g)+I2(s)2HI(g)
(2)0.039 5 ml·L-1·s-1
(3)否t/s
0
120
180
240
330
530
600
700
800
α/%
0
33.0
41.8
48.8
58.0
69.0
70.4
71.0
71.0
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3 ml
0
1.8
3.7
5.4
7.2
反应时间/min
SO2(g)/ml
O2(g)/ml
SO3(g)/ml
0
4
2
0
5
1.5
10
2
15
1
图像
图像分析
(1)其他反应条件一定,化学反应速率随反应物浓度增大而增大
(2)其他反应条件一定,化学反应速率随温度的升高而增大
(3)有气体参加的反应,化学反应速率随着压强增大而增大
(4)有气体参加的反应,化学反应速率随着容器体积的增大而减小
(5)分别在较低温度和较高温度下反应,化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
Na
K
B
4 mL 0.01 ml·L-1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应
0.1 ml·L-1的H2C2O4溶液
0.2 ml·L-1的H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 ml·L-1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 ml·L-1 H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2粉末
加MnO2粉末
反应时间t/h
1
4
9
16
25
MgO层厚Y/nm
0.05a
0.20a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚Y′/nm
b
2b
3b
4b
5b
n(B)/ml
n(C)/ml
n(D)/ml
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
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