高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率精品习题

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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

1.了解化学反应速率的定义，会定量表示化学反应速率。
2.通过化学反应速率的简单计算，树立证据推理思想。
3.通过实验探究，学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的大小，培养科学探究和创新意识。

化学反应速率
1.化学反应速率的含义
化学反应速率可以用 、单位体积中反应物或生成物的 变化来表示。如果反应体系的体积是恒定的，通常是用 内 或 来表示。其数学表达式为。
(1)式中v表示 (取正值)；
Δc表示 ；
Δt表示 。 
(2)反应速率的单位： 或 或 等。 
2.化学反应速率与化学计量数之间的关系
对一个化学反应：mA+nB== pY+qZ，用不同物质表示的反应速率其关系是：
v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)= ，或= == 。
3.化学反应速率的测定
（1）测定原理
任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用。
（2）可测定的具体物理量
气体体积、 、 、光的吸收、 等。
【新知预习】答案：
1.单位时间 物质的量 单位时间 反应物浓度的减小 生成物浓度的增加
(1)反应速率
反应物浓度或生成物浓度的变化
反应时间的变化
(2) mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 mol·L-1·h-1
2.m∶n∶p∶q
3.（2）体系压强 颜色深浅 导电能力

探究任务一 化学反应速率的计算方法
1.化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式： υ=。
(2)利用速率之比=化学计量数之比=各物质浓度的变化量(△c)之比=各物质物质的量的变化量(△n)之比。
2.“三段式”法计算模板

计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)﹣c(转化)=c(某时刻)
②对生成物：c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
【典例1】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。下列反应速率的表示正确的是(　　)
A．用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B．用B表示的反应速率是0.3 mol/(L·min)
C．2 min末时的反应速率，用B表示为0.3 mol/(L·min)
D．在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大
【答案】B
【解析】2 min内B的浓度减小0.6 mol/L，则v(B)＝＝0.3 mol/(L·min)，B项正确；由于A为固体，不可用来表示反应速率，A项错误；化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率，C项错误；在同一时间内无论用反应物还是用生成物表示的反应速率其变化趋势是相同的，D项错误。
【变式训练1】(2023·湖南长沙高二检测)在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋xD(g)，5 s达到平衡。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol/L，下列判断正确的是(　　)
A．x＝1
B．B的转化率为20%
C．平衡时A的浓度为1.50 mol/L
D．B的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)
【答案】B
【解析】平衡时，n(D)＝0.5 mol/L×4 L＝2 mol。在相同时间内生成C和D的物质的量相等，因此x＝2，A错误；

α(B)＝×100%＝20%，B正确；平衡时，c(A)＝＝0.75 mol/L，C错误；v(B)＝ ＝＝0.05 mol/(L·s)，D错误。
探究任务二 比较化学反应速率大小的方法
对于同一化学反应速率用不同物质表示的数值可能不同，但比较反应速率的大小不能只看数值的大小，而要进行一定的转化，具体比较方法如下：
(1)归一法：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。
(2)比值法：比较同一物质化学反应速率或除以化学计量数之后的数值。数值越大，反应进行的越快。
如反应：aA＋bB===cC，比较与 ，若 ＞，则A的反应速率比B大。
【典例2】 对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下表示的反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol/(L·min)
B．v(B)＝1.2 mol/(L·s)
C．v(D)＝0.4 mol/(L·min)
D．v(C)＝0.1 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】本题可以采用归一法进行求解，将不同物质表示的反应速率折算成A表示的反应速率进行比较。B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2 mol/(L·min)；D项中对应的v(A)＝3 mol/(L·min)。
【变式训练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)＝0.15 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
该反应进行的快慢顺序为(　　)
A．④>②＝③>①　 B．④>②>③>①
C．①>②＝③>④ D．①>②>③>④
【答案】A
【解析】将各项换算成用A表示的反应速率分别为①0.15 mol·L－1·s－1、②0.2 mol·L－1·s－1、③0.2 mol·L－1·s－1、④0.225 mol·L－1·s－1，故④>②＝③>①。

1．（双选）下列说法正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应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通常由时间单位和物质的量浓度的单位决定
D．在化学反应过程中，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为负值
【答案】BC
【解析】化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示A项错误、C项正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，B项正确；反应速率均为正值，D项错误。
2.反应N2+3H22NH3在2 L密闭容器中进行，半分钟末有0.6 mol NH3生成。下列表示的化学反应速率正确的是(　　)
①v(NH3)=0.6 mol·L-1·min-1
②v(N2)=0.005 mol·L-1·s-1
③v(H2)=0.9 mol·L-1·min-1
④v(NH3)=0.02 mol·L-1·s-1
⑤v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1
⑥v(N2)=0.03 mol·L-1·s-1
A.①③⑥ B.②④⑤ C.①②③ D.④⑤⑥
【答案】C
【解析】已知半分钟末有0.6 mol NH3生成，可列式求算：
　　　 N2 　+　 3H2　　2NH3
　0.15　　0.45　　　　0.3
v(NH3)=0.6 mol·L-1·min-1或0.01 mol·L-1·s-1，v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1或0.005 mol·L-1·s-1，v(H2)=0.9 mol·L-1·min-1或0.015 mol·L-1·s-1。
3. 在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如下表所示：
编号
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率
[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是(　　)
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：v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)v(SO2)＝0.2 mol/(L·min)；(2)v(O2)＝0.25mol/(L·min)；(3)v(SO3)＝0.25mol/(L·min)；(4)v(O2)＝0.3 mol/(L·min)；单位相同，数值大者反应速率快。
4. （2023·广东惠州一中月考）反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是(　　)
A.用A表示的反应速率是0.8 mol·L-1·s-1
B.分别用B、C、D表示该反应的速率，其比值是3∶2∶1
C.在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
【答案】B
【解析】经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L-1，这2 min内的平均反应速率v(B)=0.3 mol·L-1·min-1，而不是2 min末时的反应速率，C项错误；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B项正确，A、D两项错误。
5.某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质物质的量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为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。反应开始至2 min末，Z的平均反应速率为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】X+3Y2Z　0.05 mol·L-1·min-1
【解析】反应开始，X、Y物质的量均为1.0 mol，Z为0，反应进行到2 min时，X的物质的量为0.9 mol、Y的物质的量为0.7 mol、Z的物质的量为0.2 mol。相同时间内，X、Y、Z物质的量的变化之比为1∶3∶2，故化学方程式为X+3Y2Z。Z的平均反应速率为v(Z)= =0.05 mol·L-1·min-1。
6. 对于反应：4FeS2＋11O2==2Fe2O3＋8SO2，试回答下列有关问题：
(1)常选用哪些物质浓度的变化来表示该反应的反应速率：________。
(2)4 s内生成SO2的速率为0.4 mol/(L·s)，则O2减少的速率是________。
(3)测得4 s后O2的浓度为2.8 mol/L，则开始时O2的浓度为________。
【答案】(1)O2或SO2　(2)0.55 mol/(L·s) (3)5 mol/L
【解析】(1)固体、纯液体一般不能用来表示化学反应速率，故可用O2、SO2的浓度变化来表示该反应的反应速率。
(2)v(O2)＝v(SO2)＝0.55 mol/(L·s)。
(3)4 s时O2消耗的浓度为0.55 mol/(L·s)×4 s＝2.2 mol/L，故O2的开始浓度为2.8 mol/L＋2.2 mol/L＝5 mol/L。







1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是(　　)
A．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为负值
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该时间内反应物和生成物每秒的浓度瞬时变化为0.5 mol·L－1
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
【答案】D
【解析】不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，一般不用固体或纯液体来表示反应速率，因为固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；该时间段内反应物和生成物的浓度变化平均每秒都为0.5 mol·L－1，C错误；化学反应速率指单位时间内反应物和生成物的浓度变化，D正确。
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
【答案】C
【解析】根据“同一反应中，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于化学计量数之比”可知：v(W)∶v(Z)＝1∶1⇒v(W)＝v(Z)，A项错；v(X)∶v(Z)＝2∶3⇒3v(X)＝2v(Z)，B项错；v(X)∶v(Y)＝1∶2⇒2v(X)＝v(Y)，C项正确；D项，v(W)∶v(X)＝3∶2⇒2v(W)＝3v(X)，D项错。
3．(2023·山东日照高二检测)某反应：2A(g)3B(g)的各物质的浓度随时间的变化如图所示，则有关反应速率的表示正确的是(　　)

A．v(A)＝0.1 mol/(L·min)
B．v(B)＝0.2 mol/(L·min)
C．v(A)＝v(B)＝0.5 mol/(L·min)
D．v(A)＝v(B)＝0.3 mol/(L·min)
【答案】A
【解析】根据图像：2 min时，A的浓度减少了0.2 mol/L，B的浓度增加了0.3 mol/L，故v(A)＝0.1 mol/(L·min)，v(B)＝0.15 mol/(L·min)。
4．反应2SO2＋O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为(　　)
A．0.1 s B．2.5 s
C．5 s D．10 s
【答案】C
【解析】因为SO3的浓度增加了0.4 mol/L，所以O2的浓度必定减少了0.2 mol/L，Δt＝＝＝5 s。
5．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 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为(　　)
A．AB B．A2B
C．AB2 D．A2B2
【答案】C
【解析】该时间段内，A2、B2两种物质按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应。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1∶2∶2，结合质量守恒定律可知C的化学式为AB2。
6.(2023·陕西西安模拟)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(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 mol·L-1·min-1 B.0.1 mol·L-1·min-1
C.0 mol·L-1·min-1 D.0.125 mol·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 mol，因此v(H2)==0 mol·L-1·min-1，根据化学反应速率之比等于化学式前的系数之比，v(CO2)=v(H2)=0 mol·L-1·min-1，故C项正确。
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质的物质的量如下表所示：

X
Y
W
Q
10 min
1.0 mol
3.0 mol
1.0 mol
2.0 mol
20 min
0.5 mol
1.5 mol
2.0 mol
1.0 mol
上述容器中发生反应的方程式可能是(　　)
A．X＋2Y2W＋2Q B．3X＋Y＋2W2Q
C．X＋3Y＋2Q2W D．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是产物。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变化量之比，等于化学计量数之比。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Q)∶Δn(W)＝(1.0 mol－0.5 mol)∶(3.0 mol－1.5 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。
8．某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

分析图中数据，回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)反应开始至2 min 末，X的反应速率为________。
(3)该反应是由________(填“正反应”“逆反应”或“正、逆反应同时”)开始反应的。
【答案】(1)Y(g)＋2Z(g)3X(g)　(2)0.067 mol/(L·min)　(3)正、逆反应同时
【解析】(1)反应开始时，X、Y、Z的物质的量分别为0.4 mol、1.2 mol、2.0 mol，3 min时X、Y、Z的物质的量分别为1.0 mol、1.0 mol、1.6 mol。在0～3 min 时间段内，X、Y、Z的物质的量变化为0.6 mol(增加)、0.2 mol(减少)、0.4 mol(减少)。即X、Y、Z转化的物质的量之比为n(X)∶n(Y)∶n(Z)＝3∶1∶2。根据各物质转化的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，得到化学方程式为Y(g)＋2Z(g)3X(g)。
(2)反应开始和2 min时，X的物质的量分别为0.4 mol、0.8 mol。即在0～2 min时间段内X增加的物质的量为0.4 mol。故X的反应速率为v(X)＝≈0.067 mol/(L·min)。
(3)由图中三条曲线均未通过原点可判断该反应是由正、逆反应同时进行的。

9．在密闭容器中发生反应mA(g)＋nB(g)===wC(g)，同一时间段内测得：A的浓度每分钟减少0.15 mol·L－1，B的浓度每分钟减少0.05 mol·L－1，C的浓度每分钟增加0.1 mol·L－1。则下列叙述正确的是(　　)
A．在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大
B．化学计量数之比是m∶n∶w＝3∶1∶2
C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol
【答案】B
【解析】由题意知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶1∶2。根据化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比可知，m∶n∶w＝3∶1∶2，A、C项均错误，B项正确。反应过程中，反应都不是等速率进行的，前10 s与前20 s内反应速率不同，D项错误。
10．（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)
A
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
压强变化
B
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
H2体积
C
2NO2(g) N2O4(g)
颜色深浅
D
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
溶液的碱性变化
【答案】AD
【解析】化学反应速率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(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)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，合理；D项，反应前后，c(OH-)几乎无变化，不合理。
11. (2023·北京西城区高二检测)将1 mol A和1 mol B充入V L某密闭容器内发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，2 min时，c(A)＝0.4 mol·L－1，平均反应速率v(C)＝0.8 mol·L－1·min－1，则该容器的体积V的值为(　　)
A．0.2　　　　 B．0.5
C．1 D．2
【答案】B
【解析】由化学方程式可得v(A)＝v(C)＝0.8 mol·L－1·min－1，则Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.8 mol·L－1·min－1×2 min＝1.6 mol·L－1，则c(A)始＝1.6 mol·L－1＋0.4 mol·L－1＝2 mol·L－1，故V＝＝＝0.5 L。
12．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)===NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2 min后，测知H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是(　　)
A．0.5 mol·L－1·min－1
B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1
D．1.25 mol·L－1·min－1
【答案】B
【解析】此题为连锁反应，即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解，故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量，即c(HBr)＝c(HBr)生成－c(HBr)分解，又知c(H2)＝0.5 mol·L－1，则c(HBr)分解＝1 mol·L－1，
所以c(HBr)生成＝c(HBr)＋c(HBr)分解＝5 mol·L－1，
c(NH3)＝c(HBr)生成＝5 mol·L－1，
v(NH3)＝＝2.5 mol·L－1·min－1。
13．在25 ℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸里放入5.6 g 纯铁粉(不考虑反应前后溶液的体积变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)H2，在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内，用FeCl2表示的平均反应速率是________。
(2)在后4 min内，用HCl表示的平均反应速率是________。
(3)前2 min与后4 min相比，________的反应速率较快。
【答案】(1)0.25 mol·L－1·min－1　(2)0.25 mol·L－1·min－1　 (3)前2 min
【解析】 　(1)Fe　＋　2HCl===FeCl2　＋　H2↑
Δn/mol 0.05 0.1 0.05 0.05
v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。
(2)　　　Fe＋　2HCl===　FeCl2＋H2↑
Δn/mol　0.05　　0.1　　　0.05
v(HCl)＝＝0.25 mol/(L·min)。
(3)后4 min：v(FeCl2)＝0.125 mol·L－1·min－1，后4 min慢。
14. 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，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下：
[实验目的]测量锌和硫酸反应的速率
[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 mol·L－1的H2SO4溶液、4 mol·L－1的H2SO4溶液。
[实验步骤]

①甲同学取一套上图装置，加入40 mL 1 mol·L－1的H2SO4溶液，测量收集10 mL H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置，加入40 mL 4 mol·L－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________乙(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，反应速率：甲________乙。
(3)下列说法正确的是________(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和硫酸反应的速率还可用的方法有：
①__________________________________________________________；
②__________________________________________________________。
【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　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10 mL H2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完全溶解所用时间不同以及单位时间内H2SO4溶液浓度的变化等来测定该反应的反应速率。