高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率第3节 化学反应的速率第1课时练习

课时分层作业(十一)　化学反应速率

 (建议用时：40分钟)

[合格过关练]

1．下列对化学反应速率的说法不正确的是(　　)

A．化学反应速率的大小，取决于所发生反应的基元反应的速率和外界条件

B．通常不用固体或纯液体表示化学反应速率

C．同一化学反应中，各物质表示的反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比

D．速率的大小与参加反应的物质的量有关

[答案]　D

2．在一个10 L的密闭容器中，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，起始加入H2的物质的量为2 mol，I2的物质的量为5 mol,5 s后，HI的物质的量为0.5 mol，则这5 s内H2的反应速率为(　　)

A．0.04 mol·L－1·s－1　　 B．0.005 mol·L－1·s－1

C．0.01 mol·L－1·s－1 D．0.1 mol·L－1·s－1

B　[生成HI 0.5 mol，需消耗H2 0.25 mol，则5 s内H2的反应速率为v(H2)＝＝0.005 mol·L－1·s－1。]

3．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率可表示为 (　　)

A．v(NH3)＝0.010 mol·L－1·s－1

B．v(O2)＝0.001 0 mol·L－1·s－1

C．v(NO)＝0.001 0 mol·L－1·s－1

D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1

C　[v(H2O)＝＝0.001 5 mol·L－1·s－1，

v(NH3)＝＝0.001 0 mol·L－1·s－1，

v(O2)＝＝0.001 25 mol·L－1·s－1，

v(NO)＝＝0.001 0 mol·L－1·s－1。]

4．已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

初始浓度/(mol·L－1)  1.0     3.0        0.2

2 s末浓度/(mol·L－1)  0.6    1.8        1.0

4 s末浓度/(mol·L－1)  0.4    1.2        1.4

当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法错误的是(　　)

A．2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1

B．前2 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1

C．前4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.3  mol·L－1·s－1

D．2～4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.2  mol·L－1·s－1

A　[前2 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.4 mol·L－1·s－1，前4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1,2～4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.2 mol·L－1·s－1，化学反应速率为平均速率，不是瞬时速率，故A项错误。]

5．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)中，表示该反应速率最快的是(　　)

A．v(A)＝0.5  mol·L－1·s－1

B．v(B)＝0.3  mol·L－1·s－1

C．v(C)＝0.8  mol·L－1·s－1

D．v(D)＝1  mol·L－1·s－1

B　[可将速率转化为用B表示的速率，然后比较大小即可。

A项：v(B)＝＝0.25 mol·L－1·s－1；

C项：v(B)＝≈0.27 mol·L－1·s－1；

D项：v(B)＝＝0.25 mol·L－1·s－1；

B项中速率最大。]

6．某温度下，浓度均为2 mol·L－1的两种气体X2和Y2在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z，经过t min后，测得各物质的浓度分别为c(X2)＝0.8 mol·L－1，c(Y2)＝1.6 mol·L－1，c(Z)＝0.8 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为(　　)

A．3X2(g)＋Y2(g)===2X3Y(g)

B．2X2(g)＋Y2(g)===2X2Y(g)

C．X2(g)＋4Y2(g)===2XY4(g)

D．2X2(g)＋3Y2(g)===2X2Y3(g)

A　[由题意可知，Δc(X2)＝1.2 mol·L－1，Δc(Y2)＝0.4 mol·L－1，Δc(Z)＝0.8

mol·L－1，则Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)＝3∶1∶2，故该反应的化学方程式为3X2＋Y2===2Z，根据质量守恒定律可知Z为X3Y，A项正确。]

7．在反应A2B中，A、B的浓度变化如图所示，则2 min内的平均反应速率为(　　)

A．vA＝9 mol·L－1·min－1

B．vA＝4.5 mol·L－1·s－1

C．vB＝18 mol·L－1·min－1

D．vB＝9 mol·L－1·min－1

D　[由题图可知2 min内Δc(A)＝18 mol·L－1－9 mol·L－1＝9 mol·L－1，Δc(B)＝18 mol·L－1，所以v(A)＝＝＝4.5 mol·L－1·min－1；v(B)＝＝＝9 mol·L－1·min－1，故D正确。]

8．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的正反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3) mol·L－1·min－1表示，逆反应速率分别用v′(SO2)、v′(O2)、v′(SO3)

mol·L－1·min－1表示。当反应达到化学平衡时，正确的关系是(　　)

A．v(O2)＝v(SO2)＝v(SO3)

B．v(SO3)＝v′(SO2)

C．v′(O2)＝v′(SO2)

D．v′(SO2)＝v′(SO3)＝v′(O2)

B　[当反应达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，用不同物质的浓度表示反应速率时，速率之比等于方程式中各物质化学式前的系数之比。]

9．在一定温度下，10 mL 0.4 mol·L－1H2O2溶液发生催化分解，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)

A．0～6 min内的平均反应速率：v(H2O2)＝3.3×10－2mol·L－1·min－1

B．6～10 min内的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2mol·L－1·min－1

C．反应到6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1

D．反应到6 min时，H2O2分解了50%

C　[反应方程式为2H2O22H2O＋O2↑。0～6 min产生氧气的物质的量n(O2)＝＝0.001 mol，消耗的H2O2的物质的量n(H2O2)＝2n(O2)＝0.002 mol，v(H2O2)＝≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A正确；0～6 min内生成氧气的平均速率为＝3.73 mL·min－1,6～10 min内生成氧气的平均速率为＝1.875 mL·min－1,3.73 mL·min－1＞1.875 mL·min－1，故单位时间内产生氧气的量：0～6 min大于6～10 min,6～10 min内的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2mol·L－1·min－1，B正确；反应到6 min 时，c(H2O2)＝0.4 mol·L－1－＝0.20 mol·L－1，C错误；反应到6 min时，H2O2的分解率为×100%＝50%，D正确。]

10．把4 mol A和2.5 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋2B(s)xC(g)＋D(g)，5 min后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，下列有关说法错误的是(　　)

A．A的平均反应速率为0.15 mol·L－1·min－1

B．平衡时，C的浓度为0.25 mol·L－1

C．B的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1

D．平衡时，容器内压强为原来的0.875

C　[5 min后反应达到平衡，容器内压强变小，则x＋1＜3，x＜2，故x＝1；D的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，则生成的n(D)＝2 L×5 min×0.05

 mol·L－1·min－1＝0.5 mol，则

3A(g)＋2B(s)C(g)＋D(g)　　　　

初始量/mol  4             0     0

转化量/mol  1.5           0.5    0.5

平衡量/mol  2.5           0.5    0.5

A的平均反应速率为3v(D)＝3×0.05 mol·L－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，故A正确；平衡时，C的浓度为＝0.25 mol·L－1，故B正确；B为固体，浓度不变，不能用B表示反应速率，故C错误；平衡时，容器内压强为原来的＝0.875，故D正确。]

11．(素养题)某学生设计如图Ⅰ装置，测定2 mol·L－1的硫酸溶液分别与锌粒、锌粉反应的速率。

　　　                图Ⅰ　　　　　　　图Ⅱ

请回答：

(1)装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是________。

(2)按照图Ⅰ装置实验时，已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)实验结束后，得到的结论是_____________________________________。

(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却后，该学生准备读取水准管上液面所处的刻度数，发现水准管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是__________________________________________________。

[解析]　(1)根据装置的特点可知，装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是分液漏斗。

(2)根据v＝可知，要测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。

(3)由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快。

(4)由于气体的体积受压强的影响大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节水准管的高度，使得两侧液面相平。

[答案]　(1)分液漏斗

(2)收集到气体的体积

(3)其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快

(4)调节水准管的高度使得两侧液面相平

12．已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，回答下列问题：

(1)若开始反应时只充入了A和B，则此时v正______(填“最大”或“最小”，后同)，而v逆________。

(2)若开始反应时只充入了C和D，则在达到平衡前都有v正________v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。

(3)若达到平衡过程中，c(A)增大了 mol·L－1，则在此过程中c(B)________(填“增大”或“减少”)了______mol·L－1；c(C)________(填“增大”或“减少”)了______mol·L－1；若反应时间为t秒，则用v(D)表示该反应的速率为________

mol·L－1·s－1，且v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝________。

[解析]　(1)开始反应时只充入了A和B，说明反应是向正反应方向开始的，刚开始时，v正最大，v逆最小，反应过程中v正逐渐减小，v逆逐渐增大。(2)开始反应时只充入了C和D，说明反应是向逆反应方向开始的，刚开始时，v正为零，v逆最大，在达到平衡前的过程中，始终存在v正＜v逆。(3)若c(A)增加了 mol·L－1，表示此过程中c(B)增大，c(C)、c(D)减小。由＝，可知Δc(B)＝·

mol·L－1＝ mol·L－1；由＝，可知Δc(C)＝· mol·L－1＝ mol·L－1；同理，Δc(D)＝· mol·L－1＝ mol·L－1，则v(D)＝＝ mol·L－1·s－1。用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比，故有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。

[答案]　(1)最大　最小　(2)＜　(3)增大　　减少　　　a∶b∶c∶d

13．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。

(1)反应从开始到12 s时，用A表示的平均反应速率为________。

(2)经测定前4 s内，用C表示的平均反应速率v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为___________________________________________________

___________________________________________________________________。

(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经过相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为

甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；

乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；

丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1。

则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为______________。

[解析]　(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·s－1。

(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2。由图像知，在0～12 s内，Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。

(3)甲容器中v(B)＝＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝＝＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。

[答案]　(1)0.05 mol·L－1·s－1　(2)3A(g)＋B(g)2C(g)　(3)乙＞甲＞丙

[素养培优练]

14．用纯净的CaCO3固体与100 mL稀盐酸反应制取CO2，反应过程中溶液体积变化忽略不计，实验过程中CO2的体积变化如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是(　　)

A．0E段表示的平均反应速率最大

B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为

0．04 mol·L－1·min－1

C．0E、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7

D．0～3 min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝0.23 mol·L－1·min－1

D　[由图可知EF段表示的平均反应速率最大，故A项错误；由图可知EF段生成的二氧化碳的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，所以二氧化碳的物质的量为0.448 L÷22.4 L·mol－1＝0.02 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参与反应的HCl的物质的量为0.04 mol，所以EF段用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04 mol÷0.1 L÷1 min＝0.4 mol·L－1·min－1，故B项错误；0E、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以0E、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，故C项错误；0～3 min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝≈0.23 mol·L－1·min－1，故D项正确。]

15．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　)

A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1　

B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1

C．反应开始到10 s，Y的转化率为79.0%

D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)

C　[由图像可知，X、Y的物质的量逐渐减少，为反应物，Z的物质的量逐渐增多，为反应产物。它们的物质的量变化分别为X：(1.20－0.41)mol＝0.79 mol；Y：(1.00－0.21)mol＝0.79 mol；Z：(1.58－0)mol＝1.58 mol。故该反应的化学方程式为X＋Y2Z，D项错误；A项，v(Z)＝＝＝0.079

mol·L－1·s－1，A项错误；B项，Δc(X)＝＝＝0.395 mol·L－1，B项错误；C项，Y的转化率＝×100%＝79.0%，C项正确。]

16．(双选)已知可逆反应mA＋nBxC(A、B、C均为气体)在t s内的平均反应速率为v(A)＝a mol·L－1·s－1，v(B)＝b mol·L－1·s－1，v(C)＝c mol·L－1·s－1。则x为

(　　)

A.　　　B.　　　C.　 D.

BC　[由m∶n∶x＝a∶b∶c，得x＝或。]

17．一定温度下，向2 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g)C(g)，经过一段时间后反应达到平衡状态。反应过程中测定的A的物质的量变化如表所示，下列说法正确的是 (　　)

A．前5 s的平均反应速率v(A)＝0.03 mol·L－1·s－1

B．前15 s内体系的熵值逐渐增大

C．保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%

D．保持温度不变，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.2 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v正＜v逆

D　[依据化学平衡三段式计算：

　　　　　 A(g)　＋　B(g)C(g)

初始量/mol  1.0      1.0      0

转化量/mol  0.20     0.20    0.20

平衡量/mol  0.80     0.80    0.20

此温度下该反应的K＝0.625 mol－1·L。A项，反应在前5 s的平均反应速率v(A)＝(1.0－0.85)mol÷2 L÷5 s＝0.015 mol·L－1·s－1，故A项错误；B项，前15 s内反应一直正向进行，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，则体系的熵值逐渐减小，故B项错误；C项，该情况等效于起始加入2.0 mol A和2.0 mol B，恒容条件下与原平衡相比，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，则平衡时A、B的转化率比原平衡高，故平衡时A、B的物质的量小于1.6 mol，C的物质的量大于0.4 mol，即保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的物质的量大于0.4 mol，参加反应的C的物质的量小于1.6 mol，其转化率小于80%，故C项错误；D项，Q＝＝50 mol－1·L＞K，说明反应逆向进行，则反应达到平衡前v正＜v逆，故D项正确。]

18．将等物质的量的A、B混合放入2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经5 min后反应达到平衡，此时测得D的浓度为0.5

mol·L－1，c平(A)∶c平(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 mol·L－1·min－1。则：

(1)x＝________。

(2)前5 min内用B表示的反应速率v(B)＝________。

(3)若升高温度，其他条件不变，平衡时测得D的浓度为1.5 mol·L－1，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

(4)平衡时A的转化率为________。

[解析]　(1)v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1＝v(C)，由此推知x＝2。(2)v(B)＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1。(3)若升高温度，其他条件不变，平衡时D的浓度为1.5 mol·L－1，则说明升高温度，平衡正向移动，故正反应为吸热反应。(4)设起始时A、B的浓度均为a mol·L－1，列出三段式如下：

　　　　　　　3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)

c始/(mol·L－1)     a     a       0      0

c转/(mol·L－1)    0.75   0.25     0.5    0.5

c平/(mol·L－1)  a－0.75  a－0.25  0.5    0.5

由题意可知(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5，解得a＝1.5。所以，平衡时A的转化率为αA＝×100%＝50%。

[答案]　(1)2　(2)0.05 mol·L－1·min－1　(3)＞　(4)50%