高中专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率第1课时随堂练习题

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

基础巩固

1.下列说法中正确的是(　　)。

A.化学反应速率既有正值,又有负值

B.测定某化学反应从开始到2 s末的反应速率,指的是2 s末的瞬时速率

C.对于同一化学反应,选用不同的物质表示化学反应速率时,其数值一定不同

D.不能用固体和纯液体表示化学反应速率

答案:D

2.某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应,10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　)。

A.0.04 mol·L-1·s-1

B.3.6 mol·L-1·min-1

C.1.2 mol·L-1·min-1

D.0.02 mol·L-1·min-1

答案:C

解析:10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L-1,则v(H2SO4)==0.06mol·L-1·s-1,根据反应的化学方程式2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,v[Al2(SO4)3]=v(H2SO4)=×0.06mol·L-1·s-1=0.02mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·min-1。

3.一定条件下,将4.0 mol NH3充入容积为2 L的恒容密闭容器中,5 min后容器内剩余2.4 mol NH3。该分解反应中,v(NH3)应为(　　)。

A.0.32 mol·L-1·min-1

B.0.16 mol·L-1·min-1

C.0.8 mol·L-1·min-1

D.0.4 mol·L-1·min-1

答案:B

解析:5min内NH3的物质的量从4.0mol变为2.4mol,则5min内用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)==0.16mol·L-1·min-1。

4.反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少了0.6 mol·L-1。下列对此反应速率的正确表示是(　　)。

A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1

B.用B表示的反应速率是0.3 mol·L-1·min-1

C.2 min末时的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1

D.随着反应的进行,用B表示的反应速率的值是减小的,用C表示的反应速率的值逐渐增大

答案:B

解析:A是固体,不能用A的浓度变化量表示反应速率,A项不正确;在这2min内用B表示的平均速率是0.3mol·L-1·min-1,但2min末的反应速率小于0.3mol·L-1·min-1,B项正确,C项不正确;D项因v(B)∶v(C)=3∶2,随反应的进行,B的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,单位时间内生成的C也逐渐减少,D项不正确。

5.化学反应速率是通过实验测定的,下列化学反应速率的测量中,测量依据不可行的是(　　)。

答案:A

解析: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,反应速率快;C项,2NO2N2O4,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。

6.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)=0.45 mol·L-1·s-1、

②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1、③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1、④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1,该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为(　　)。

A.①>③=②>④

B.④>②=③>①

C.②>①=④>③

D.①>④>②=③

答案:D

解析:同一化学反应中,在单位相同条件下,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,将题中反应速率均改为用A物质表示,

①v(A)=0.45mol·L-1·s-1;

②v(A)=×0.6mol·L-1·s-1=0.2mol·L-1·s-1;

③v(A)=mol·L-1·s-1=0.2mol·L-1·s-1;

④v(A)=mol·L-1·s-1=0.225mol·L-1·s-1;

所以反应速率大小顺序为①>④>②=③。

7.某温度时,在2 L容器中,气体X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;反应开始至2 min,Z的平均反应速率为　　　　　　　　　　　　。 

答案:3X(g)+Y(g)2Z(g)　0.05 mol·L-1·min-1

解析:因X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增加,故X、Y为反应物,Z为生成物。

2min内,Δn(X)=(1.0-0.7)mol=0.3mol,Δn(Y)=(1.0-0.9)mol=0.1mol,Δn(Z)=0.2mol,故反应中X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2,即化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g),v(Z)==0.05mol·L-1·min-1。

能力提升

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,经过t min后,测得物质的浓度分别为c(X2)=0.4 mol·L-1,c(Y2)=0.8 mol·L-1,c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式可表示为              (　　)。

A.X2+2Y22XY2 B.2X2+Y22X2Y

C.3X2+Y22X3Y D.X2+3Y22XY3

答案:C

解析:tmin内,Δc(X2)=0.6mol·L-1,Δc(Y2)=0.2mol·L-1,Δc(Z)=0.4mol·L-1,所以Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)=3∶1∶2,故反应的化学方程式为3X2+Y22Z,据质量守恒定律知Z为X3Y。

2.(双选)已知某条件下,合成氨反应的数据如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

当用氨气浓度的增加量来表示该反应的化学反应速率时,下列说法错误的是(　　)。

A.2~4 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1

B.前4 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1

C.前2 s内的平均反应速率为0.4 mol·L-1·s-1

D.2 s末的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1

答案:AD

解析:2~4s内氨气的浓度变化是0.4mol·L-1,平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1,A项错误;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。

3.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H2(g)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

答案:B

解析:H2(g)+I2(g)2HI(g)为反应前后气体分子总数不变的可逆反应,则反应中的任意时刻总压不变,均为p0kPa,列三段式分析如下:

　　H2(g)+I2(g)2HI(g)

0min 4mol 4mol 0

10min 2mol 2mol 4mol

反应前H2(g)的分压为0.5×p0kPa,10min时H2(g)的分压为0.25×p0kPa,则10min内用H2(g)表示的反应速率为=0.025p0kPa·min-1。

4.T℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论中正确的是(　　)。

A.10 s时反应生成了0.2 mol C

B.该反应进行到10 s时,消耗了0.15 mol A

C.该反应的化学方程式为3A+B2C

D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1

答案:A

解析:10s时反应生成气体C的物质的量为0.4mol·L-1×0.5L=0.2mol,消耗A的物质的量为(0.5mol·L-1-0.3mol·L-1)×0.5L=0.1mol,A项正确,B项不正确;Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2mol·L-1∶0.6mol·L-1∶0.4mol·L-1=1∶3∶2,故化学方程式应为A+3B2C,C项不正确;10s内用B表示的反应速率为=0.06mol·L-1·s-1,D项不正确。

5.某温度下,在2 L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·mol-1(Q>0)。12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,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 mol·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:由图像分析可知,前12s内A的浓度变化为Δc(A)=0.8mol·L-1-0.2mol·L-1=0.6mol·L-1,反应速率v(A)=mol·L-1·s-1,A项错误;前12s内B的浓度变化为Δc(B)=0.5mol·L-1-0.3mol·L-1=0.2mol·L-1,反应速率v(B)=mol·L-1·s-1,依据题意v(C)=mol·L-1·s-1,用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,则3∶b∶c=,b=1,c=2,b∶c=1∶2,C项正确;由上述分析可知,该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g),其中A、B的化学计量数不同,12s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;3molA完全反应放出热量QkJ,12s内反应消耗的A的物质的量为(0.8mol·L-1-0.2mol·L-1)×2L=1.2mol,则消耗1.2molA反应放出的热量为0.4QkJ,D项错误。

6.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为物质的化学计量数。在0~3 min内,各物质的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,。

(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=　　　　,n(Q)=　　　　。 

(2)方程式中m=　　　,n=　　　,p=　　　　,q=　　　　。 

(3)用Z表示2 min内的反应速率为　　　　　　　　[已知某物质的转化率(α)=×100%]。 

(4)2 min末Q的转化率为　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3

(3)0.05 mol·L-1·min-1　(4)10%

解析:解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2min末的量,可知反应逆向进行。Δn(Q)=v(Q)·V·Δt=0.075mol·L-1·min-1×2L×2min=0.3mol。

对反应过程用“三段式”法分析如下:

　　mX　+　nY         pZ　+　qQ

起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)

转化/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)

2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7

故Δn(X)=0.8mol-0.7mol=0.1mol,Δn(Z)=1mol-0.8mol=0.2mol,n(Q)=0.3mol+2.7mol=3mol。

(1)因,Δn(Y)=0.4mol,n(Y)=2.7mol-0.4mol=2.3mol。

(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)=0.1mol∶0.4mol∶0.2mol∶0.3mol=1∶4∶2∶3。

(3),v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05mol·L-1·min-1。

(4)Q的转化率α(Q)=×100%=×100%=10%。