内容正文:
课时梯级训练(8) 化学反应速率
一 化学反应速率的表示方法
1.氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol,则用氨表示该反应的速率为( )
A.0.32 mol·L-1·s-1
B.0.16 mol·L-1·s-1
C.1.6 mol·L-1·s-1
D.0.8 mol·L-1·s-1
B 解析:v(NH3)==0.16 mol·L-1·s-1,B正确。
2.在一定温度下,密闭容器中发生反应:2NO2⥫⥬2NO+O2,经2 min后,测得混合气中NO2为0.06 mol·L-1,O2为0.12 mol·L-1,且各物质的浓度不再发生变化。
(1)NO2的起始浓度:____________。
(2)2 min时NO2的转化率:________。
(3)2 min内生成NO的化学反应速率:__________________________________。
答案:(1)0.3 mol·L-1 (2)80% (3)0.12 mol·L-1·min-1
解析:(1)设NO2的起始浓度为a,已知生成O2的浓度为0.12 mol·L-1,则由题意得:a-2×0.12 mol·L-1=0.06 mol·L-1,所以NO2的起始浓度为a=0.06 mol·L-1+2×0.12 mol·L-1=0.3 mol·L-1。
(2)α(NO2)=×100%=×100%=80%。
(3)v(NO)==0.12 mol·L-1·min-1。
二 化学反应速率的快慢比较
3.反应A(g)+3B(g)⥫⥬2C(g)+3D(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
则该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为( )
A.③=②>①=④ B.①>③=②>④
C.④>③>①>② D.④>③>②>①
A 解析:①、②、③、④的反应速率与其化学计量数之比为∶∶∶=0.15∶0.2∶0.2∶0.15,故反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为③=②>①=④。
4.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的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是( )
A.OE段表示的平均速率最大
B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
C.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
D.G点表示收集的CO2的量最多
D 解析:相同时间段内,收集到的CO2越多反应速率越大,EF段反应速率最大,A错误;EF段生成的V(CO2)=672 mL-224 mL=448 mL,n(CO2)= mol=0.02 mol,根据CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O可知,参加反应的氯化氢为0.04 mol,盐酸的浓度变化量为=0.4 mol·L-1,v(HCl)=0.4 mol·L-1·min-1,B错误;OE、EF、FG三段所用时间相同,而生成的二氧化碳的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL,用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C错误;G点表示从开始到G点收集的二氧化碳体积,共784 mL,D正确。
三 化学反应速率的测定方法
5.对于反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O在测量化学反应速率时,以下不可以利用的相关性质为( )
A.气体的体积和体系的压强
B.溶液颜色的深浅
C.固体物质的体积
D.H+浓度的变化
C 解析:由用于化学反应速率测量的基本性质及本反应的特征可知选C。
6.碘及其化合物在合成杀菌剂、药物方面具有广泛用途。反应: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:
反应时间/min
H2(g)/mol
I2(g)/mol
HI(g)/mol
0
4
4
0
5
2.5
10
2
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
B 解析:H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g)为反应前后气体总数不变的可逆反应,则反应中的任意时刻总压不变均为p0 kPa,列三段式:
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)表示的反应速率为=0.025p0 kPa·min-1。
7.一定温度下,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。下列叙述正确的是( )
A.反应开始到10 s末时,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末时,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s时,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 解析:反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为v(Z)== 0.079 mol·L-1·s-1,A错误;由图像可知反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1,B错误;反应开始到10 s时,Y的转化率为×100%=79%,C正确;由以上分析可知反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g),D错误。
8.一定温度下,10 L 0.40 mol·L-1的H2O2溶液发生催化分解,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/L
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列说法不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~4 min内的平均反应速率v(H2O2)=0.038 4 mol·L-1·min-1
B.6~10 min内的平均反应速率v(H2O2)<0.038 4 mol·L-1·min-1
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
C 解析:H2O2分解反应的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O,0~4 min内反应生成17.2 L(约0.768 mol)氧气,消耗H2O2的物质的量约为1.536 mol,平均反应速率v(H2O2)==0.038 4 mol·L-1·min-1,A正确;随着反应的进行,H2O2的浓度减小,反应速率减小,6~10 min内的平均反应速率v(H2O2)<0.038 4 mol·L-1·min-1,B正确;反应至6 min时,V(O2)=22.4 L(1 mol氧气),结合化学方程式2H2O2O2↑+2H2O 知,消耗的H2O2的物质的量为2 mol,剩余H2O2的物质的量为10 L×0.40 mol·L-1-2 mol=2 mol,易知反应至6 min时,c(H2O2)=0.20 mol·L-1,C错误;反应至6 min时,H2O2分解了×100%=50%,D正确。
9.在一定温度下的容积不变的容器中进行反应:2X(g)⥫⥬2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 mol·L-1增加到0.12 mol·L-1需18 s,那么由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1,需要反应的时间是( )
A.等于20 s
B.等于18 s
C.大于20 s
D.大于18 s
C 解析:如果两段时间内该反应的化学反应速率相同,则生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即所需时间为20 s;但后期反应物浓度变小,反应速率变小,因此实际所需时间应该大于20 s,C正确。
10.在可逆反应2A(g)+3B(g)⥫⥬xC(g)+D(g)中,已知:反应开始加入的物质只有A、B,起始浓度A为5 mol·L-1,B为3 mol·L-1,前2 min C的平均反应速率为0.5 mol·L-1·min-1,2 min末时,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,则关于此反应的下列说法正确的是( )
A.2 min末时A和B的浓度之比为5∶3
B.x=1
C.2 min末时B的浓度为1.5 mol·L-1
D.2 min末时A消耗的浓度为0.5 mol·L-1
C 解析:依题意知2 min末时,c(C)=0.5 mol·L-1·min-1×2 min=1 mol·L-1,而c(D)=0.5 mol·L-1,所以x=2。列三段式有:
,
C正确。
11.在一定条件下,将8 mol A和25.7 mol B两种气体通入容积为W L的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)===2C(g)。经t s,A、B、C的物质的量分别为7.5 mol,23.7 mol,1 mol。则m与n值应是( )
A.m=2,n=1
B.m=1,n=3
C.m=1,n=4
D.m=3,n=1
C 解析:经t s,A、B、C的物质的量分别为7.5 mol、23.7 mol、1 mol,则Δn(A)=8 mol-7.5 mol=0.5 mol,Δn(B)=25.7 mol-23.7 mol=2 mol,Δn(C)=1 mol,根据各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比知,m∶n∶2=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.5 mol∶2 mol∶1 mol=1∶4∶2,解得m=1,n=4,C正确。
12.将N2和H2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中,5 min后达到化学平衡测得NH3的浓度为0.2 mol·L-1,这段时间内用N2、H2、NH3的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A.v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.02 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.03 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.04 mol·L-1·min-1
D 解析:N2和H2合成NH3的化学方程式为N2+3H2⥫⥬2NH3,5 min后达到化学平衡时测得NH3的浓度为0.2 mol·L-1,则这段时间内,v(NH3)==0.04 mol·L-1·min-1,根据反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=v(NH3)=×0.04 mol·L-1·min-1=0.02 mol·L-1·min-1,v(H2)=3v(N2)=3×0.02 mol·L-1·min-1=0.06 mol·L-1·min-1,D正确。
13.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为3B(g)+4D(g)⥫⥬6A(g)+2C(g)
B.反应进行到1 s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等
C 解析:根据图知,B、C是反应物而A、D是生成物,6 s内Δn(A)=(1.2-0) mol=1.2 mol、Δn(B)=(1.0-0.4) mol=0.6 mol、Δn(C)=(1.0-0.2) mol=0.8 mol、Δn(D)=(0.4-0) mol=0.4 mol,相同时间内A、B、C、D的化学计量数之比等于其物质的量之比=1.2 mol∶0.6 mol∶0.8 mol∶0.4 mol=6∶3∶4∶2,该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)⥫⥬6A(g)+2D(g),A错误;同一段时间内,各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,则1 s时,v(A)=3v(D),B错误;反应进行到6 s时,v(B)== mol·L-1·s-1=0.05 mol·L-1·s-1,C正确;反应达平衡状态时,各物质速率之比等于其化学计量数之比,各物质的化学计量数不等,所以各物质的化学反应速率不等,D错误。
学科网(北京)股份有限公司
$$