人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 化学反应速率课后作业题

第二章　化学反应速率和化学平衡

第一节　化学反应速率

基础过关练

题组一　对化学反应速率的理解

1.下列说法不正确的是 (　　)

A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示

B.用不同物质表示同一反应的平均速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比

C.化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定

D.在反应过程中,反应物的浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率的数值为负值

2.对于反应:CaCO3+2HCl CaCl2+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

题组二　化学反应速率的计算和比较

3.(2021湖北宜昌示范高中高二期中)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g) nZ(g)+2W(g),5 min末生成0.2 mol W,若测知以Z浓度变化来表示的反应速率为0.01 mol/(L·min),则上述反应中n的值是              (　　)

A.1　　　　B.2　　　　C.3　　　　D.4

4.(2020河北衡水安平中学高二月考)对于反应A(g)+3B(g)4C(g)+2D(g),在相同时间内,用不同物质表示的化学反应速率如下,则化学反应速率最快的是              (　　)

A.v(A)=0.4 mol/(L·s)　　　　　　B.v(B)=0.8 mol/(L·s)

C.v(C)=1.2 mol/(L·s)　　　　　　D.v(D)=0.7 mol/(L·s)

5.(2020山西大同一中高二月考)对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率的关系中,正确的是              (　　)

A.v(W)=3v(Z)　　　　　　B.2v(X)=3v(Z)

C.2v(X)=v(Y)　　　　　　D.3v(W)=2v(X)

题组三　化学反应速率的测量

6. 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              (　　)

7.(2020安徽合肥高二期中)某温度下按下图安装好实验装置,在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸溶液,将产生的H2收集在一个注射器中,用时10 s时恰好收集到气体的体积为44.8 mL(已折合为标准状况下)。在该温度下,下列说法不正确的是              (　　)

A.用锌粒来表示10 s内该反应的速率为0.013 g/s

B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)

C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)

D.用H2来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol/s

8.(2021四川阆中中学高二期中)某校化学活动社团为测定1 mol/L的硫酸溶液与锌粒和锌粉反应的速率,设计如图1装置。

(1)图1中盛有硫酸溶液的仪器名称是　　　　。 

(2)按照图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是　　　　。 

(3)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验完毕待冷却后,该学生准备读取量气管上液面所在处的刻度,发现量气管中液面高于干燥管中液面,应首先采取的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

1. (2020辽宁师大附中高二开学考试,疑难2,)反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.8 mol/(L·min);②v(B)=0.75 mol/(L·s);③v(C)=

0.6 mol/(L·s);④v(D)=0.5 mol/(L·s)。该反应进行的快慢顺序为              (　　)

A.①>②>③>④　　　　　　B.③>②=④>①

C.①>③>②=④　　　　　　D.④>③>②>①

2.(2021四川成都外国语学校高二月考,)在其他条件不变时,10 ℃时以某物质表示的反应速率为3 mol/(L·s),已知温度每升高10 ℃反应速率是原来的2倍,则温度为50 ℃时,用该物质表示的反应速率为              (　　)

A.8 mol/(L·s)　　　　　　B.12 mol/(L·s)

C.24 mol/(L·s)　　　　　　D.48 mol/(L·s)

2. (疑难1,)某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后,测得X2为0.6 mol·L-1,用Y2表示的反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)为

0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式是 (　　)

A.X2+2Y2 2XY2

B.3X2+Y2 2X3Y

C.X2+3Y2 2XY3

D.2X2+Y2 2X2Y

3. (2021河南洛阳高二月考,疑难1、2,)将固体NH4Br置于2.0 L的密闭容器中,在某温度下发生如下反应:NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g)　2HBr(g) Br2(g)+H2(g),2 min时,测得H2为

1 mol,HBr为8 mol,则上述反应中生成NH3的反应速率为 (　　)

A.0.5 mol·(L·min)-1　　　　　　B.2 mol·(L·min)-1

C.2.5 mol·(L·min)-1　　　　　　D.5 mol·(L·min)-1

4. (2021清华大学附中高三月考,疑难1、2,)反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,在5 L密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol O2,2 min后NO的物质的量增加了

0.4 mol,下列说法正确的是 (　　)

A.2 min时反应放出的热量小于0.1a kJ

B.用氧气表示0~2 min的反应速率:v(O2)=0.05 mol·L-1·min-1

C.2 min内NH3转化了50%

D.2 min末c(H2O)=0.6 mol·L-1

6.(2021河北邢台高二月考,疑难2,)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物方面具有广泛用途。H2(g)+I2(g) 2HI(g)在1 L的恒温容器中进行,反应过程中部分数据见表:

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内用H2(g)表示的反应速率为　              (　　)

A.0.25p0 kPa·min-1　　　　　　B.0.025p0 kPa·min-1

C.0.005p0 kPa·min-1　　　　　　D.0.016p0 kPa·min-1

7.(2019河北衡水武邑中学高二测评,疑难2,)在一定条件下,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如下图,则下列叙述正确的是              (　　)

A.该反应的化学方程式为3A+B 2C

B.在t1~(t1+10)s内,v(A)=v(B)=0

C.t1s时反应物A转化了60%

D.0~t1 s内A的反应速率为v(A)= mol/(L·s)

8.(2020江西上饶“山江湖”协作体高二联考,疑难1、2,)在2 L密闭容器中进行反应mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:

已知:2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,=,试确定以下物质的相关量。

(1)起始时n(Y)=　　　　,n(Q)=　　　　。 

(2)方程式中m=　　　　,n=　　　　,p=　　　,q=　　　　。 

(3)2 min内,用Z表示的反应速率为　　　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.D　化学中通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示化学反应速率,A项正确;同一化学反应,用不同物质表示的反应速率不一定相等,但反应的速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,B项正确;根据v=可知,反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定,C项正确;无论是用反应物还是用生成物表示反应速率,化学反应速率的数值均为正值,D项错误。

2.A　CaCO3是固体,H2O为纯液体,它们的浓度为定值,不能用固体或纯液体来表示化学反应速率;CaCl2为生成物,应用其浓度的增加表示反应速率,故B、C、D项错误。在同一反应中,选用不同的物质表示反应速率,反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比,数值可能相同,也可能不同,但意义相同,故A项正确。

3.A　反应中生成n(Z)=5 min×0.01 mol/(L·min)×2 L=0.1 mol,由物质的量变化量之比等于化学计量数之比,可知n∶2=

0.1 mol∶0.2 mol,即n=1。

4.A　可将各物质表示的化学反应速率均转化为用物质A表示的化学反应速率,A项,v(A)=0.4 mol/(L·s),B项,v(A)≈0.267 mol/(L·s),C项,v(A)=0.3 mol/(L·s),D项,v(A)=0.35 mol/(L·s)。综上所述,A项反应速率最快。

5.C　对于化学反应3W(g)+2X(g) 4Y(g)+3Z(g),用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,故v(W)=v(Z),3v(X)=2v(Z),2v(X)=v(Y),2v(W)=3v(X)。

6.A　化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减少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的反应,反应前后压强不变;B项,单位时间内H2体积变化大,速率快;C项,2NO2(g) N2O4(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;D项,单位时间内产生的沉淀的质量越多,反应速率越快。

7.C　生成H2的物质的量n(H2)=0.002 mol,根据Zn+H2SO4 ZnSO4+

H2↑可知反应中消耗n(Zn)=n(H2)=0.002 mol,即反应中消耗m(Zn)=0.002 mol×65 g/mol=0.13 g,用Zn表示的反应速率为

0.13 g÷10 s=0.013 g/s,A项正确;反应中消耗n(H+)=

0.002 mol×2=0.004 mol,则v(H+)==0.01 mol/(L·s),B项正确;反应中v(Zn2+)==0.005 mol/(L·s),C项错误;用H2表示的反应速率为0.002 mol÷10 s=0.000 2 mol/s,D项正确。

8.答案　(1)分液漏斗　(2)收集到气体的体积　(3)调节量气管的高度使得两侧液面相平

解析　(1)题图1中盛放硫酸溶液的仪器是分液漏斗。(2)按照题图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是反应产生H2的体积。

能力提升练

1.B　将四种物质表示的反应速率均转化为用A表示的反应速率,且单位应统一,①可转化成v(A)≈0.013 mol/(L·s),②转化成v(A)=0.25 mol/(L·s),③转化成v(A)=0.3 mol/(L·s),④转化成v(A)=0.25 mol/(L·s)。综上分述,反应进行的快慢顺序为③>②=④>①,B项正确。

2.D　在其他条件相同时,温度每升高10 ℃反应速率变为原来的2倍,则从10 ℃升温至50 ℃,即升高了4个10 ℃,则反应速率变为原来的24倍,即50 ℃时用该物质表示的反应速率为3 mol/(L·s)×24=

48 mol/(L·s),D项正确。

3. D　2 min内Δc(X2)=(1-0.6) mol·L-1=0.4 mol·L-1,Δc(Y2)=

0.1 mol·L-1·min-1×2 min=0.2 mol·L-1,生成的c(Z)=0.4 mol·L-1,故X2、Y2、Z的化学计量数之比为0.4 mol·L-1∶0.2 mol·L-1∶

0.4 mol·L-1=2∶1∶2,即反应可表示为2X2+Y2 2Z,根据原子守恒可知Z为X2Y,则该反应的化学方程式为2X2+Y2 2X2Y,D项正确。

4.C　将题中反应分别记作①和②,根据2 min时生成的H2为1 mol,即②中发生反应的HBr为2 mol,再结合2 min时HBr为8 mol可知①中生成HBr的物质的量为8 mol+2 mol=10 mol,则生成的NH3也为10 mol,即该反应中v(NH3)==2.5 mol·(L·min)-1,故C项正确。

5.B　根据起始时加入1 mol NH3和1 mol O2,2 min后生成0.4 mol NO,结合“三段式”法得:

4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)

起始(mol):    1　   1　     0　   0

转化(mol):    0.4　  0.5　  0.4　  0.6

2 min末(mol): 0.6　  0.5　  0.4　  0.6

根据热化学方程式可知生成4 mol NO时放出a kJ热量,则生成0.4 mol NO时,放出热量为0.1a kJ,A项错误;根据反应中消耗0.5 mol O2,可知v(O2)==0.05 mol·L·min-1,B项正确;2 min内NH3转化量为0.4 mol,转化了40%,C项错误;2 min末n(H2O)=0.6 mol,容器体积为5 L,c(H2O)=0.12 mol·L-1,D项错误。

5. B　H2(g)+I2(g) 2HI(g)为反应前后气体分子数不变的可逆反应,则反应中的任意时刻总压均为p0 kPa,结合“三段式”法可知10 min时H2(g)、I2(g)和HI(g)的物质的量分别为2 mol、2 mol和4 mol,反应前H2(g)的分压为0.5×p0 kPa,10 min时H2(g)的分压为0.25×

p0 kPa,则10 min内用H2(g)的分压变化表示的反应速率为=0.025p0 kPa·min-1,故B项正确。

7.A　从题图中可看出0~t1时间内,消耗0.6 mol/L A和0.2 mol/L B,生成0.4 mol/L C,该反应的化学方程式为3A+B 2C,A项正确;在t1~(t1+10)s内,化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,即v(A)≠v(B)>0,B项错误;t1 s时反应物A转化了75%,C项错误;0~t1 s内v(A)= mol/(L·s),D项错误。

8.答案　(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3

(3)0.05 mol·L-1·min-1

解析　根据2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,可求得2 min内Δn(Q)=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol;根据Δn(Z)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol,并结合=,可求出Δn(Y)=0.4 mol,根据“三段式”法有:

　　　　　　　　mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)

n(起始)/mol:  0.7　　2.3　　　1　　 3

n(变化)/mol:　　0.1　　0.4　　 0.2　　0.3

n(2 min末)/mol: 0.8　  2.7　　 0.8　　2.7

(1)起始时n(Y)=2.3 mol,n(Q)=3 mol。

(2)根据X、Y、Z、Q的变化量之比为0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3,可知该方程式中m=1,n=4,p=2,q=3。

(3)2 min内消耗0.2 mol Z,则v(Z)==0.05 mol·L-1·min-1。