苏教版 (2019)选择性必修1专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率第1课时课时作业

专题2　化学反应速率与化学平衡

第一单元　化学反应速率

第1课时　化学反应速率的表示方法

基础过关练

题组一　化学反应速率的概念及简单计算

1.学习化学反应速率时,我们可以用物理上的速率知识来大胆类推学习,二者在许多方面都是极其相似的。下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是              (　　)

A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量

B.化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示

C.在同一个反应中,用各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比

D.化学反应速率的常用单位有mol/(L·s)和mol/(L·min)

2.(2020北京延庆高二下期末)一定条件下,在10 L密闭容器中发生反应:A(g)+3B(g) 2C(g)+4D(g),测得5 min内,A的物质的量减小了10 mol,则5 min内该反应的化学反应速率是              (　　)

A.v(A)=2.0 mol·L-1·min-1

B.v(B)=0.2 mol·L-1·min-1

C.v(C)=0.2 mol·L-1·min-1

D.v(D)=0.8 mol·L-1·min-1

3.(2021山东聊城九校高二上开学联考)在一密闭容器中充入一定量的H2和N2,经测定反应开始后3 s内v(N2)=0.15 mol·L-1·s-1,则3 s末NH3的浓度为              (　　)

A.0.4 mol·L-1　　　　　　　　B.0.6mol·L-1

C.0.9 mol·L-1　　　　　　　　D.1.2 mol·L-1

4.(2020江苏江阴二中等四校高二上期中)某温度时,在2 L容器中,某一反应中A、B气体(该反应只涉及A、B两种物质)的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:

(1)在4 min末时,A、B的物质的量浓度c(A)　　　　c(B)。 

(2)从反应开始至4 min时,A的平均反应速率为　　　　　　。 

(3)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 

题组二　化学反应速率的比较

5.(2020江苏南京金陵中学高二上学情调研)反应3A(g)+B(g) 2C(g)在三种不同的条件下进行反应,在同一时间内,测得的反应速率用不同的物质表示为:①vA=1 mol/(L·min),②vC=0.5 mol/(L·min),③vB=0.5 mol/(L·min),三种情况下该反应速率大小的关系正确的是              (　　)

A.②>③>①　　　　　　　　B.①>②>③

C.③>①>②　　　　　　　　D.②>①>③

6.(2020湖北宜昌葛洲坝中学高二上月考)在四个不同的容器中,在不同条件下利用N2+3H2 2NH3反应来合成氨,根据下列在相同时间内测定的结果判断,合成氨的速率最大的是              (　　)

A.v(H2)=0.1 mol/(L·min)

B.v(N2)=0.01 mol/(L·s)

C.v(N2)=0.2 mol/(L·min)

D.v(NH3)=0.3 mol/(L·min)

题组三　化学反应速率的测定

7.某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛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-1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50 mL(若折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL),在该温度下,下列说法不正确的是              (　　)

A.可以通过测定锌粒减少质量来测定反应速率

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-1·s-1

C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应速率为0.01 mol·L-1·s-1

D.以mol·s-1为单位用H2来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1

能力提升练

题组一　化学反应速率的理解与应用

1.(2021广东深圳高二上调研,)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)。测得N2O5浓度随时间变化如下表。

下列说法错误的是 (　　)

A.0~5 min内容器中压强不断增大

B.0~2 min内的速率比2~4 min内的速率大

C.2 min时c(NO2)=1.00 mol·L-1

D.0~2 min内v(O2)=0.25 mol·L-1·min-1

2.(2020江西上饶高二上联考,)已知A、B、C、D四种物质都是气体,现在5 L的密闭容器中进行反应:4A+5B 4C+6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol。则下列有关叙述正确的是              (　　)

A.反应开始至30 s,v(A)=0.010 mol·L-1·s-1

B.30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 mol

C.30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6

D.反应开始至30 s,容器中A的物质的量增加了0.30 mol

3.(2021黑龙江哈尔滨第六中学高二上月考,)反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2+Cl2 2HCl的反应速率v可表示为v=·[c(Cl2)]n式中k为常数,m、n值可用下表中数据确定。由此可推得,m、n值正确的是              (　　)

A.m=1　n=1　　　　　　　　B.m=

C.m=1　n=　n=1

4.(2021吉林辽源高二上月考,)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g) 3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol,5 min末时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。回答下列问题。

(1)5 min末A的物质的量浓度为　　　　。 

(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为　　　　。 

(3)化学方程式中n值为　　　　。 

题组二　结合图像计算化学反应速率

5.(2020山东日照莒县高二上期中,)将6 mol CO2和8 mol 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。该反应在8~10 min内CO2的平均反应速率是              (　　)

A.0.5 mol·L-1·min-1　　　　　　　　B.0.1 mol·L-1·min-1

C.0　　　　　　　　D.0.125 mol·L-1·min-1

6.(2021安徽滁州定远育才学校高二上月考,)某温度时,在2 L容器中三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至2 min末Z的平均反应速率分别为              (　　)

A.X+3Y 2Z　0.1 mol·L-1·min-1

B.3X+Y 2Z　0.1 mol·L-1·min-1

C.X+3Y Z　0.05 mol·L-1·min-1

D.3X+Y 2Z　0.05 mol·L-1·min-1

7.(2021广东揭阳第三中学高二上阶段考,)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积表示标准状况下的体积)。下列分析正确的是              (　　)

A.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1

B.OE段表示的平均反应速率最快

C.F点收集到的CO2的量最多

D.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7

答案全解全析

基础过关练

1.B　化学反应速率是衡量一个化学反应进行快慢的物理量,A项正确;化学反应速率通常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,B项错误;在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时,其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,C项正确;化学反应速率的常用单位有mol/(L·s)和mol/(L·min),D项正确。

2.D　在10 L密闭容器中,5 min内,A的物质的量减小了10 mol,则用A表示该反应的化学反应速率为v(A)==0.2 mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可得v(B)=3·v(A)=3×0.2 mol·L-1·min-1=0.6 mol·L-1·min-1,v(C)=2·v(A)=2×0.2 mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1,v(D)=4·v(A)=4×0.2 mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1,D项正确。

3.C　3 s内v(N2)=0.15 mol·L-1·s-1,则3 s内N2浓度的变化为0.45 mol·L-1,根据反应方程式N2+3H2 2NH3,可知3 s末NH3的浓度为0.9 mol·L-1,C项正确。

4.答案　(1)=

(2)0.05 mol/(L·min)

(3)2A B

解析　(1)由题图可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=0.4 mol,又因体积相等,所以c(A)=c(B)。

(2)v(A)==0.05 mol/(L·min)。

(3)从反应开始至4 min末时,反应物和生成物的化学反应速率之比为Δv(A)∶Δv(B)==2∶1,化学计量数与各组分表示的化学反应速率成正比,则该反应的化学方程式为2A B。

5.C　都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。①vA=1 mol/(L·min);②vC=0.5 mol/(L·min),用A表示的反应速率vA=0.5 mol/(L·min)×=0.75 mol/(L·min);③vB=0.5 mol/(L·min),则用A表示的反应速率vA=0.5 mol/(L·min)×3=1.5 mol/(L·min)。显然③>①>②,C项正确。

6.B　反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越大,则对各个选项变为相同的单位,进行逐一分析、计算、比较,选项B反应最快,生成氨的速率最大,B项正确。

7.C　可以通过测定锌粒减少质量来测定反应速率,A项正确;H2的物质的量为0.002 mol,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 mol·L-1·s-1=0.01 mol·L-1·s-1,B项正确;消耗Zn的物质的量等于生成H2的物质的量为0.002 mol,忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应速率为v(Zn2+)=0.005 mol·L-1·s-1,C项错误;用H2来表示10 s内该反应的速率为 mol·s-1=0.000 2 mol·s-1,D项正确。

能力提升练

1.D　2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)是气体分子总数不断增大的反应,0~5 min内N2O5不断减少,容器中气体分子数、压强不断增大,A项正确;0~2 min内N2O5减少(1.00-0.50)mol·L-1=0.50 mol·L-1,2~4 min内N2O5减少(0.50-0.25)mol·L-1=0.25 mol·L-1,故前者速率大,B项正确;0~2 min内N2O5减少0.50 mol·L-1,则NO2浓度增加1.00 mol·L-1,2 min时二氧化氮的浓度为c(NO2)=1.00 mol·L-1,C项正确;0~2 min内N2O5减少0.50 mol·L-1,则0~2 min内v(N2O5)==0.25 mol·L-1·min-1,则v(O2)=v(N2O5)=×0.25 mol·L-1·min-1=0.125 mol·L-1·min-1,D项错误。

2.B　30 s后C的物质的量增加了0.30 mol,则A的物质的量减少0.30 mol,反应开始至30 s,v(A)==0.002 mol·L-1·s-1,A项错误;根据反应方程式,30 s后C的物质的量增加了0.30 mol,则生成0.45 mol D,则容器中D的物质的量至少为0.45 mol,B项正确;起始物质的量不确定,所以30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比不确定,C项错误;30 s后C的物质的量增加了0.30 mol,根据方程式可知反应开始至30 s,容器中A的物质的量减少0.30 mol,D项错误。

3.C　设三组数据编号分别为①②③,则由=2m,解得m=1;由=4n,解得n=,C项正确。

4.答案　(1)1.5 mol·L-1　(2)0.2 mol·L-1·min-1　(3)2

解析　根据化学反应列三段式计算可知:

　　　　　　　　A(g)+2B(g) 3C(g)+nD(g)

起始量(mol) 4 6 0 0

转化量(mol) 1 2 3

5 min末量(mol) 3 4 3

(1)故5 min末A的物质的量浓度为=1.5 mol·L-1。(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为=0.2 mol·L-1·min-1。(3)根据化学计量数之比等于转化量之比,则有,解得n=2。

5.C　由图可知,在8~10 min内,H2的物质的量都是2 mol,因此v(H2)==0,化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(CO2)=v(H2)=0,C项正确。

6.D　由图可知,Y、X的物质的量减小,Z的物质的量增加,则Y、X为反应物,Z为生成物,且Y、X、Z的Δn之比为(1-0.9)∶(1-0.7)∶(0.2-0)=1∶3∶2,2 min达到平衡,由物质的ΔH之比等于化学计量数之比可知,反应为3X+Y 2Z;反应开始至2 min末Z的平均反应速率为=0.05 mol·L-1·min-1,D项正确。

7.A　EF段产生的CO2为0.02 mol,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗n(HCl)=0.04 mol,t=1 min,所以用盐酸表示的EF段平均反应速率是=0.4 mol·L-1·min-1,A项正确;单位时间内反应生成的生成物多或反应物消耗的多,则速率快。EF段产生的CO2多,所以该段反应速率最快,不是OE段,B项错误;G点收集到的CO2的体积最大,C项错误;三段的速率之比等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,D项错误。