专题10 用“三段式”计算化学反应速率及速率大小的判断-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（鲁科版2019必修第二册）

专题10 用“三段式”计算化学反应速率及速率大小的判断 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1．化学反应速率 （1）定义：描述化学________的物理量。 （2）表示方法：用单位时间________的减少量(绝对值)或________的增加量来表示。 （3）表达式(A为反应物，D为生成物) v(A)＝或v(D)＝。 （4）单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 【特别提醒】(1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢。 (2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。 2．化学反应速率计算三方法 (1)定义式法 v(B)＝＝。 (2)比例关系式 化学反应速率之比等于化学计量数之比；如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中； v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或＝＝。 (3)三段式法 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式” ①写出有关反应的化学方程式；②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； ③根据已知条件列方程式计算。 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　　　mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a 　　 b 　　0 　　0 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 　 t1s时/(mol·L－1) a－x 　 b－ 　 　 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1， v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 ―→―→ 3.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量 C．用不同物质的浓度变化量表示同一段时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 D．某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就指在1 s内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 【例2】在N2＋3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1· s－1。则反应所经过的时间是(　　) A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min 【例3】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 1．一定温度下，在1L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol H2发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，是个放热反应。在10min末时，测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A． B． C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．加入适宜的催化剂，可使反应速率加快 2．在一个密闭容器中盛有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8 mol/L和5.4 mol/L，在一定的条件下它们反应生成NH3，10 min后测得N2的浓度是0.8 mol/L，则在这10 min内NH3的平均反应速率是 A．0.1 mol/(L·min) B．0.2 mol/(L·min) C．0.3 mol/(L·min) D．0.6 mol/(L·min) 3．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生可逆反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B． C．，各物质的反应速率相等 D．的平均反应速率为 4．在反应中（各物质均为气体），表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 5．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)=0.45mol·L-1·min-1；②v(B)=0.6mol·L-1·s-1；③v(C)=0.4mol·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．①>③=②>④ B．①>②=③>④ C．②>①=④>③ D．④>②=③>① 6．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．12s时，B的转化率为75% B．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 C．化学计量系数之比b∶c=1∶2 D．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 7．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 8．一定温度下，在1L恒容密闭容器中发生反应：2HI(g)=H2(g)＋I2(g)。测得2s内，HI 的物质的量由2mol减少到1.6mol，则用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为 A． B． C． D． 9．反应，经，F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是 A．用E表示的反应速率是 B．在内的反应速率，用G表示是 C．在末的反应速率，用F表示是 D．分别用F、G、H表示的反应速率之比是 10．一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 11．室温下，10L0.4mol/LH2O2溶液发生催化分解的反应为2H2O2=2H2O+O2↑，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表，已知反应至3min时，H2O2分解了50%，溶液体积变化忽略不计。 t/min 0 1 2 3 V(O2)/L 0.0 9.9 17.2 V 下列叙述正确的是 A．0~3min内，平均反应速率 B．0~1min内H2O2分解的平均反应速率比1~2min内慢 C．反应至3min时，产生V(O2)=29.7L D．反应至3min时， 12．将气体A、B置于容积为密闭容器中，发生反应：，反应进行到末，测得A为为为，则下列表示化学反应速率正确的是 A． B． C． D． 13．某温度下在4L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： (1)该反应的化学方程式是 ，达到平衡状态时X的浓度为 mol/L，0~5min内，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为 mol/(L·min)。 (2)5min时，Y的消耗速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)6min时Y的消耗速率 14．回答下列问题。 (1)某温度下，恒容密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。 ①从反应开始到内，用的浓度变化表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1，此时X的转化率为 。 ②该反应的化学方程式为 。 (2)取2mol FeS与2L一定浓度的硝酸反应，生成了Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、NO、NO2、N2O4和H2O。反应后的溶液中c(H+)= 1 mol/L，生成的 NO、NO2和N2O4的物质的量之比为1：1：1(溶液体积变化忽略不计)，请回答： ①反应后溶液中Fe3+的浓度为 。 ②参加反应的 FeS与HNO3的物质的量之比为 。 ③原硝酸的浓度为 。 15．某温度下，恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。 (1)该反应的化学方程式为 。 (2)内，用X表示反应速率 ；反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为 。 (3)反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 (填“变大”、“变小”或“相等”，下同)，混合气体密度比起始时 。 (4)下列措施能加快反应速率的是_______。 A．缩小体积，使压强增大 B．恒温恒容充入氦气 C．恒温恒压充入氦气 D．使用催化剂 16．可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1和3，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如下图所示。 (1)从3min到9min， 。 (2)平衡时的转化率为 。(提示：转化率) (3)平衡时混合气体中的体积分数是 。 (4)一定温度下，第9分钟时v逆 第3分钟时v正。(填“大于”、“小于”或“等于”) (5)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池如图所示，该燃料电池工作时，移向 (“电极1”或“电极2”)负极的电极反应式为 。 17．I．CO2转化成有机物可实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到9min，v(H2)= mol•L−1•min−1. (2)能说明上述反应达到平衡状态的是 (填编号)。 A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点) B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗3molH2，同时生成1molH2O D．v正(H2)=3v逆(H2O) E．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 (3)平衡时CO2的转化率为 ，CH3OH(g)的体积分数是 。 (4)一定温度下，第9分钟时v逆(CH3OH) (填“大于”、“小于”或“等于”)第3分钟时v正(CH3OH)。 Ⅱ．Na2S2O3可用于解毒西药和织物及纸浆漂白的脱氯剂等。在实验室，我们可以用硫代硫酸钠与稀硫酸的反应来探究影响反应速率的因素。某同学设计了如表系列实验： 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol•L−1) V/mL c/(mol•L−1) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 (5)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的离子方程式 。 (6)实验①、②可探究温度对反应速率的影响，则V1= 。 (7)实验 (填序号)可探究浓度对反应速率的影响，则V5= 。 18．某温度时，在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。 (1)由图中的数据分析可知，该反应的化学方程式为 。 (2)内X的平均反应速率为 ，内Z的平均反应速率为 。 (3)后Z的生成速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。 (4)反应前的压强与平衡时的压强之比为 。 (5)对于该反应，改变其中一个条件，则生成Z的速率怎样变化？(填“增大”、“减小”或“不变”) ①升高温度： 。 ②加入X： 。 ③增大容器容积： 。 (6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： (甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g) 当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ；能表明(乙)达到化学平衡状态是 。 ①混合气体的密度      ②反应容器中生成物的百分含量 ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 ④混合气体的压强 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总物质的量 19．利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：。请回答下列问题： (1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 (2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是 (填字母，下同)。 a．增加的浓度        b．选择高效催化剂        c．充入氦气        d．适当降低温度 (3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．        b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．的物质的量不再变化        d．三者的浓度之比为 (4)某次实验中，在容积为的恒温密闭容器中通入和，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①时， (填“>”“<”或“=”)。 ②用的浓度变化表示内反应的平均速率是 。 ③反应达到平衡时，的转化率为，则 。 20．某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。（已知：），设计实验方案如表： 实验序号 溶液 溶液 ① 溶液 溶液 ② 溶液 溶液 (1)图1装置中盛放A溶液的仪器名称是 。 (2)此实验探究的是 因素对化学反应速率的影响，若实验②在40s末收集了（标准状况下）则在40s内 。（忽略溶液混合前后体积的变化）。 (3)此实验中，除了通过测定单位时间内生成的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定 来比较化学反应速率。 (4)实验中，若将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先 ，再 ，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，量气管中的液体应为 。 A．    B．NaOH溶液 C．饱和NaCl溶液    D．饱和溶液 (5)同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是： ①产物（或）是反应的催化剂； ② 。 试卷第10页，共11页 试卷第9页，共11页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 用“三段式”计算化学反应速率及速率大小的判断 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1．化学反应速率 （1）定义：描述化学反应快慢的物理量。 （2）表示方法：用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物的浓度的增加量来表示。 （3）表达式(A为反应物，D为生成物) v(A)＝或v(D)＝。 （4）单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 【特别提醒】(1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢。 (2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。 2．化学反应速率计算三方法 (1)定义式法 v(B)＝＝。 (2)比例关系式 化学反应速率之比等于化学计量数之比；如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中； v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或＝＝。 (3)三段式法 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式” ①写出有关反应的化学方程式；②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； ③根据已知条件列方程式计算。 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　　　mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a 　　 b 　　0 　　0 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 　 t1s时/(mol·L－1) a－x 　 b－ 　 　 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1， v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 ―→―→ 3.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量 C．用不同物质的浓度变化量表示同一段时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 D．某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就指在1 s内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 【答案】D 【解析】给定化学反应的反应速率是用其中的某种物质来表示的，故给定的速率只能说明该时间段内这种物质浓度的变化量，至于其他物质浓度的改变量需要通过反应的化学计量数来确定，D项错误。 【例2】在N2＋3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1· s－1。则反应所经过的时间是(　　) A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min 【答案】A 【解析】NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，则消耗的氢气浓度为0.9 mol·L－1，v(H2)＝＝0.45 mol·L－1·s－1，则Δt＝＝2 s，答案为A。 【例3】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。 1．一定温度下，在1L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol H2发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，是个放热反应。在10min末时，测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A． B． C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．加入适宜的催化剂，可使反应速率加快 【答案】D 【详解】A．根据，A错误； B．化学反应速率之比等于反应系数之比，则，B错误； C．升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，C错误； D．加入适宜的催化剂，可使反应速率加快，D正确； 故选D。 2．在一个密闭容器中盛有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8 mol/L和5.4 mol/L，在一定的条件下它们反应生成NH3，10 min后测得N2的浓度是0.8 mol/L，则在这10 min内NH3的平均反应速率是 A．0.1 mol/(L·min) B．0.2 mol/(L·min) C．0.3 mol/(L·min) D．0.6 mol/(L·min) 【答案】B 【详解】，10min内氮气的浓度变化为1.8mol /L-0.8 mol /L=1.0 mol /L，根据合成氨反应的化学方程式：，氨气的浓度变化为1.0mol /L×2=2.0mol/L，所以用氨气表示的反应速率为，故选B。 3．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生可逆反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B． C．，各物质的反应速率相等 D．的平均反应速率为 【答案】D 【详解】A．由题图可知，反应达到平衡时A物质增加了物质增加了物质减少了物质减少了，所以为生成物，为反应物，的物质的量变化量之比为，故化学方程式为，A错误； B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故，B错误； C．根据可知，反应中各物质的化学计量数不同，而各物质的化学反应速率与化学计量数成正比，所以各物质的反应速率不相等，C错误； D.的物质的量的变化量为，容器容积为，所以，D正确。 4．在反应中（各物质均为气体），表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】单位换算一致后，将各反应速率换算为同一物质进行比较，假如都换算为A物质的速率，则 A项为：；则A项为； B项为； C项为； D项为。 故选B。 5．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)=0.45mol·L-1·min-1；②v(B)=0.6mol·L-1·s-1；③v(C)=0.4mol·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．①>③=②>④ B．①>②=③>④ C．②>①=④>③ D．④>②=③>① 【答案】D 【分析】根据速率之比等于计量系数之比，把不同物质表示的反应速率换算成同一物质的反应速率，注意在单位统一的情况下比较应进行的快慢。 【详解】①v(A) = 0.45mol·L-1·min-1=0.0075 mol·L-1·s-1； ②v(A)=v(B) =×0.6mol·L-1·s-1=0.2 mol·L-1·s-1； ③v(A)=v(C)=×0.4mol·L-1·s-1=0.2 mol·L-1·s-1； ④v(A) =v(D)=0.45mol·L-1·s-1=0.225 mol·L-1·s-1； 反应进行的快慢顺序为④>②=③>①，故选D。 6．某温度下，在3L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．12s时，B的转化率为75% B．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 C．化学计量系数之比b∶c=1∶2 D．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1 【答案】C 【详解】A．12s内，B的浓度由0.5mol/L变为0.3mol/L，12s时B的转化率为 ，故A错误； B．交点后，A的浓度还降低，图中两曲线相交时，反应没有达到平衡状态，A的消耗速率大于A的生成速率，故B错误； C．浓度变化量比等于化学计量数之比，12s内A、B、C的浓度变化分别为0.6mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L（），化学计量系数之比，故C正确； D．D是固体，不能用D的浓度变化表示反应速率，故D错误； 答案选C。 7．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【答案】B 【分析】由图像可知A的浓度变化为0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1，B的浓度变化为0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1，12 s时生成C的物质的量为0.8mol，则C的浓度变化为0.4 mol·L-1，则b=1，c=2。 【详解】A．D为固体，不能用于表示反应速率的大小，A选项错误； B．由以上分析可知化学计量数之比b：c=1：2，B选项正确； C．由图像可知，12 s时，A的转化率为×100%=75%，C选项错误； D．图中两曲线相交时，反应没有达到平衡状态，则A的消耗速率不等于A的生成速率，D选项错误； 故选B。 8．一定温度下，在1L恒容密闭容器中发生反应：2HI(g)=H2(g)＋I2(g)。测得2s内，HI 的物质的量由2mol减少到1.6mol，则用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】用HI的浓度变化表示2s内反应的平均速率为； 故选A。 9．反应，经，F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是 A．用E表示的反应速率是 B．在内的反应速率，用G表示是 C．在末的反应速率，用F表示是 D．分别用F、G、H表示的反应速率之比是 【答案】D 【详解】A．由方程式可知，E为浓度为定值的固体，不能用于表示反应的反应速率，故A错误； B．由题意可知，2min时，F的浓度减少0.6mol/L，由方程式可知，2min 内G的反应速率=0.2 mol/(L·min)，故B错误； C．化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，故C错误； D．由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，分别用F、G、H表示的反应速率之比是，故D正确； 故选D。 10．一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 【答案】D 【分析】2min时，剩余2.4molB，并测得C的浓度为0.32mol/L，则C的物质的量为3.2mol，列三段式： 【详解】A．根据转化物质的量之比=化学计量数之比，则x=2，A错误； B．0～2 min内，v(A)==0.24mol/(L⋅min)，B错误； C．消耗1.6molB，需时2min，若按同等速率，消耗3.6molB，需时4.5min，且随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减小，故剩余0.4 mol B，反应需要总时间必大于4 min，C错误； D．其他条件相同，缩小容器容积，反应物的浓度增大，反应速率加快，当剩余2.4 mol B时，消耗时间小于2min，D正确； 答案选D。 11．室温下，10L0.4mol/LH2O2溶液发生催化分解的反应为2H2O2=2H2O+O2↑，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表，已知反应至3min时，H2O2分解了50%，溶液体积变化忽略不计。 t/min 0 1 2 3 V(O2)/L 0.0 9.9 17.2 V 下列叙述正确的是 A．0~3min内，平均反应速率 B．0~1min内H2O2分解的平均反应速率比1~2min内慢 C．反应至3min时，产生V(O2)=29.7L D．反应至3min时， 【答案】A 【详解】A．由题干表中数据可知，0~3min内，H2O2分解了50%，平均反应速率，A正确； B．由题干表中数据可知，0~1min内产生O2的体积为9.9L，而1~2min内产生的O2的体积为：17.2-9.9=7.3L，故可知0~1min内H2O2分解的平均反应速率比1~2min内快，B错误； C．由题干信息可知，反应至3min时，H2O2分解了50%，则产生V(O2)=n(O2)Vm=×10L×0.4mol/L×50%×22.4L/mol=22.4L，C错误； D．由题干信息可知，反应至3min时，H2O2分解了50%，，D错误； 故答案为：A。 12．将气体A、B置于容积为密闭容器中，发生反应：，反应进行到末，测得A为为为，则下列表示化学反应速率正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】4s末，测得C为0.2mol，则v(C)==0.025mol/(L·s)，速率之比等于化学计量数之比，则v(A)=2v(C)=0.025 mol/(L·s)×2=0.05 mol/(L·s)=0.05 mol/(L·s)×60s/min=3mol/(L·min)，v(B)= v(C)=0.025 mol/(L·s)×=0.0125 mol/(L·s)； 故答案选B。 13．某温度下在4L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： (1)该反应的化学方程式是 ，达到平衡状态时X的浓度为 mol/L，0~5min内，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为 mol/(L·min)。 (2)5min时，Y的消耗速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)6min时Y的消耗速率 【答案】(1) 0.1 0.02 (2)等于 【详解】（1）根据图像，X、Y物质的量减少，Z物质的量增加，则X、Y是反应物，Z是生成物；X、Y、Z的物质的量变化分别是0.6mol、0.2mol、0.4mol，变化量比等于化学计量数比，该反应的化学方程式是 ； 根据图像，5min后反应达到平衡状态，达到平衡状态时X的浓度为mol/L； 0~5min内，5mi内反应生成0.4molZ，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为mol/(L·min)； （2）5min时反应达到平衡状态，5min时Y的消耗速率等于6min时Y的消耗速率。 14．回答下列问题。 (1)某温度下，恒容密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。 ①从反应开始到内，用的浓度变化表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1，此时X的转化率为 。 ②该反应的化学方程式为 。 (2)取2mol FeS与2L一定浓度的硝酸反应，生成了Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、NO、NO2、N2O4和H2O。反应后的溶液中c(H+)= 1 mol/L，生成的 NO、NO2和N2O4的物质的量之比为1：1：1(溶液体积变化忽略不计)，请回答： ①反应后溶液中Fe3+的浓度为 。 ②参加反应的 FeS与HNO3的物质的量之比为 。 ③原硝酸的浓度为 。 【答案】(1) 0.075 30% (2) 1∶7 【详解】（1）①从反应开始到，用X的浓度变化表示的平均反应速率为v(X)==0.075；X的变化量为，起始量为，转化率为30%； ②结合图像：X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，又知化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比，内，，则反应的化学方程式为； （2）①根据元素守恒可知，2molFeS中的全部转化为了，所以反应后溶液中的浓度为：； ②2molFeS参与反应，则溶液中生成的为mol，为mol，故起酸的作用的硝酸为2mol；设生成的NO的物质的量为amol，则有：，根据得失电子数相等有：，解得a=3mol，故起氧化剂的作用的硝酸为12mol，所以参加反应的硝酸为，则参加反应的FeS与的物质的量之比为1∶7； ③由②可知，参加反应的为14mol，所以消耗的，反应后的溶液中，即反应后溶液中的，所以总物质的量为16mol，则原硝酸的浓度为。 15．某温度下，恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。 (1)该反应的化学方程式为 。 (2)内，用X表示反应速率 ；反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为 。 (3)反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 (填“变大”、“变小”或“相等”，下同)，混合气体密度比起始时 。 (4)下列措施能加快反应速率的是_______。 A．缩小体积，使压强增大 B．恒温恒容充入氦气 C．恒温恒压充入氦气 D．使用催化剂 【答案】(1)3X+Y⇌2Z (2) 0.075 10:9 (3) 变大 相等 (4)AD 【详解】（1）2min内，X减少0.3mol，Y减少0.1mol，为反应物，Z增加0.2mol，为生成物，2min时，物质的量均没有变化，达到平衡状态，故化学方程式为3X+Y⇌2Z； （2）内，X的物质的量减小0.3mol，反应速率0.075，开始总的物质的量为2mol，平衡后物质的量为0.2+0.7+0.9=1.8mol，恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比为2:1.8=10:9； （3）根据，气体的总质量不变，物质的量减小，所以混合气体的平均相对分子质量变大；根据，质量和体积不变，密度保持不变； （4）A．缩小体积，使压强增大，浓度增大，反应速率加快； B. 恒温恒容充入氦气，浓度不变，反应速率不变； C. 恒温恒压充入氦气，体积增大，浓度减小，反应速率减小； D. 使用催化剂，降低反应活化能，反应速率加快； 答案选AD。 16．可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1和3，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如下图所示。 (1)从3min到9min， 。 (2)平衡时的转化率为 。(提示：转化率) (3)平衡时混合气体中的体积分数是 。 (4)一定温度下，第9分钟时v逆 第3分钟时v正。(填“大于”、“小于”或“等于”) (5)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池如图所示，该燃料电池工作时，移向 (“电极1”或“电极2”)负极的电极反应式为 。 【答案】(1) (2)75% (3)30% (4)小于 (5) 电极1 【详解】（1）根据图示，从3min到9min，甲醇的浓度增大0.25mol/L，则氢气的浓度降低0.75mol/L，。 （2）平衡时的转化率为； （3） 平衡时混合气体中的体积分数是； （4）一定温度下，第9分钟时反应达到平衡状态，第9分钟时v逆= v正；随反应进行，反应物浓度降低，第3分钟时v正>第9分钟时v逆，则第9分钟时v逆小于第3分钟时v正。 （5）根据图示，电极1氨气失电子生成氮气，电极1发生氧化反应，电极1是负极、电极2是正极，该燃料电池工作时，移向电极1，负极氨气失电子生成氮气和水，负极的电极反应式为。 17．I．CO2转化成有机物可实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到9min，v(H2)= mol•L−1•min−1. (2)能说明上述反应达到平衡状态的是 (填编号)。 A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点) B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗3molH2，同时生成1molH2O D．v正(H2)=3v逆(H2O) E．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 (3)平衡时CO2的转化率为 ，CH3OH(g)的体积分数是 。 (4)一定温度下，第9分钟时v逆(CH3OH) (填“大于”、“小于”或“等于”)第3分钟时v正(CH3OH)。 Ⅱ．Na2S2O3可用于解毒西药和织物及纸浆漂白的脱氯剂等。在实验室，我们可以用硫代硫酸钠与稀硫酸的反应来探究影响反应速率的因素。某同学设计了如表系列实验： 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol•L−1) V/mL c/(mol•L−1) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 (5)写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的离子方程式 。 (6)实验①、②可探究温度对反应速率的影响，则V1= 。 (7)实验 (填序号)可探究浓度对反应速率的影响，则V5= 。 【答案】(1)0.125 (2)DE (3) 75% 30% (4)小于 (5)+2H+=SO2↑+S↓+H2O (6)10.0 (7) ①、③ 6.0 【详解】（1）从图中可以看出，从3min到9min，CO2的浓度由0.50mol/L变为0.25mol/L，则H2的浓度变化量为3×0.25mol/L=0.75mol/L，v(H2)== 0.125mol•L−1•min−1。 （2）A．从图中可以看出，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)之后，二者的浓度继续发生改变，则未达到平衡状态，A不符合题意； B．在恒容密闭容器中，反应物和生成物都呈气态，则混合气体的密度始终不随时间的变化而变化，密度为恒量，反应不一定达平衡状态，B不符合题意； C．单位时间内消耗3molH2，同时生成1molH2O，虽然二者的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，但反应进行的方向相同，所以不一定达平衡状态，C不符合题意； D．v正(H2)=3v逆(H2O)，反应进行的方向相反，且速率之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，D符合题意； E．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，则表明正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，E符合题意； 故选DE。 （3）平衡时，CO2的变化量为(1.00-0.25)mol/L=0.75mol/L，起始量为1.00mol/L，则CO2的转化率为=75%；体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，达平衡时，CO2的浓度为0.25mol/L，则CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的平衡量依次为0.25mol、0.75mol、0.75mol、0.75mol。CH3OH(g)的体积分数是=30%。 （4）一定温度下，第3分钟时v正(CH3OH)大于第9分钟时v正(CH3OH)，而第9分钟时v正(CH3OH)等于第9分钟时v逆(CH3OH)，所以第9分钟时v逆(CH3OH) 小于第3分钟时v正(CH3OH)。 （5）硫代硫酸钠与稀硫酸反应，生成硫酸钠和硫代硫酸，硫代硫酸分解，生成硫、二氧化硫和水，依据电荷守恒和质量守恒，可得出发生反应的离子方程式为+2H+=SO2↑+S↓+H2O。 （6）实验①、②中，温度不同，可探究温度对反应速率的影响，则各物质的浓度对应相等，各溶液的体积对应相等，所以V1=10.0。 （7）实验①、③的温度相同，可探究浓度对反应速率的影响。依据控制变量法，稀硫酸的体积不同，则在混合溶液中的浓度不同，所以Na2S2O3溶液的体积相同，混合溶液的总体积相同，由此得出V4=10.0，则V5=20.0-10.0-4.0=6.0。 18．某温度时，在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。 (1)由图中的数据分析可知，该反应的化学方程式为 。 (2)内X的平均反应速率为 ，内Z的平均反应速率为 。 (3)后Z的生成速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。 (4)反应前的压强与平衡时的压强之比为 。 (5)对于该反应，改变其中一个条件，则生成Z的速率怎样变化？(填“增大”、“减小”或“不变”) ①升高温度： 。 ②加入X： 。 ③增大容器容积： 。 (6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： (甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g) 当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ；能表明(乙)达到化学平衡状态是 。 ①混合气体的密度      ②反应容器中生成物的百分含量 ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 ④混合气体的压强 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总物质的量 【答案】(1)3X(g)＋Y(g)⇌2Z(g) (2) 0.075 mol∙L-1∙min-1 0.040 mol∙L-1∙min-1 (3)等于 (4)21∶17 (5) 增大 增大 减小 (6) ①②③④⑤⑥ ①②③⑤ 【详解】（1）随着反应的进行，X、Y物质的量减小直至5min不变，Z物质的量增大直至5min不变，则X、Y为反应物，Z为生成物，反应为可逆反应，5min后达到平衡，X、Y、Z的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，为：0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2，则反应的化学方程式为，故答案为：。 （2）容器的体积为2L，则内X的平均反应速率v(X)==；内Z的平均反应速率v(Z)= =，故答案为：0.075 mol∙L-1∙min-1；0.040 mol∙L-1∙min-1。 （3）由图可知5min时各物质的物质的量不再改变，则5min时反应得到平衡状态，正逆反应速率相等且不再改变，则后Z的生成速率等于时Z的生成速率，故答案为：等于。 （4）恒温恒容条件下，气体的压强比=气体总物质的量之比，则反应前的压强与平衡时的压强之比=(1.0+1.0+0.1)mol∶(0.8+0.5+0.4)mol= 21∶17，故答案为：21∶17。 （5）①升高温度，反应速率增大，则生成Z的速率增大，故答案为：增大； ②加入X，X的浓度增大，反应物浓度增大，则生成Z的速率增大，故答案为：增大； ③增大容器容积，气体压强减小(或气体物质的量浓度减小)，反应速率减小，则生成Z的速率减小，故答案为：减小。 （6）由题可知，甲反应为：X(g)⇌2Y(g)+Z(s)， 乙反应为：A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g)， ①由于甲、乙反应都有固体参与，气体质量是变量，容器的容积不变，所以密度是变量，密度不变时甲、乙一定达到平衡状态； ②反应容器中生成物的百分含量不变时，说明生成物浓度不变，甲、乙一定达到平衡状态； ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，即正逆反应速率相等，甲、乙一定达到平衡状态； ④恒温时，甲反应气体物质的量增加，如果气体压强不再改变，说明甲达到平衡状态；乙是反应前后气体物质的量不变的可逆反应，压强始终不变，所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态； ⑤对于反应乙，气体质量是变量，气体物质的量不变，所以平均相对分子质量是变量，对于反应甲，正反应是气体质量减小且气体物质的量增加的方向，根据可知，混合气体平均相对分子质量是变量，所以平均相对分子质量不变时，可判断甲、乙反应一定达到平衡状态； ⑥反应甲混合气体的总物质的量是变量、反应乙混合气体的总物质的量是恒量，混合气体的总物质的量不变，说明甲达到平衡状态，但是不能判断乙是否达到平衡状态； 综上，能表明(甲)达到化学平衡状态是①②③④⑤⑥，能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤，故答案为：①②③④⑤⑥；①②③⑤。 19．利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：。请回答下列问题： (1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 (2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是 (填字母，下同)。 a．增加的浓度        b．选择高效催化剂        c．充入氦气        d．适当降低温度 (3)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．        b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．的物质的量不再变化        d．三者的浓度之比为 (4)某次实验中，在容积为的恒温密闭容器中通入和，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①时， (填“>”“<”或“=”)。 ②用的浓度变化表示内反应的平均速率是 。 ③反应达到平衡时，的转化率为，则 。 【答案】(1)放热 (2)ab (3)ac (4) > 0.8 8 【详解】（1）根据反应过程的能量变化如图可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应； （2）根据2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0和影响化学反应速率的因素可知： a．恒温恒容时，增加O2的浓度可以加快化学反应速率，故a符合题意； b．催化剂能加快化学反应速率，故b符合题意； c．恒温恒容充入氦气对反应物和生成物的浓度无影响，所以不会加快化学反应速率，故c不符合题意； d．适当降低温度会降低化学反应速率，故d不符合题意； 故选ab； （3）a．根据2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知：2v正(O2)= v逆(SO2)说明正逆反应速率相等，能够说明反应达到化学平衡状态，故a符合题意； b．根据2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知：混合气体的总质量是不变的，恒温恒容时，混合气体的密度是恒定不变的，所以恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到化学平衡状态，故b不符合题意； c．SO3的物质的量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，故c符合题意； d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2不能得出正逆反应速率相等，不能说明反应达到化学平衡状态，故d不符合题意； 故选ac； （4）①时，反应正在正向进行，故>； ②用SO3的浓度变化表示0-5min内反应的平均速率是； ③由图中可以读出平衡时二氧化硫减少8mol，化学反应中各组分物质的量变化之比等于对应化学计量数之比，因此氧气减少4mol，而转化率为50%，则氧气的起始量amol=8mol。 20．某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。（已知：），设计实验方案如表： 实验序号 溶液 溶液 ① 溶液 溶液 ② 溶液 溶液 (1)图1装置中盛放A溶液的仪器名称是 。 (2)此实验探究的是 因素对化学反应速率的影响，若实验②在40s末收集了（标准状况下）则在40s内 。（忽略溶液混合前后体积的变化）。 (3)此实验中，除了通过测定单位时间内生成的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定 来比较化学反应速率。 (4)实验中，若将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先 ，再 ，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，量气管中的液体应为 。 A．    B．NaOH溶液 C．饱和NaCl溶液    D．饱和溶液 (5)同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是： ①产物（或）是反应的催化剂； ② 。 【答案】(1)分液漏斗 (2) 反应物浓度 (3)收集相同体积所需要的时间 (4) 将气体冷却至室温 调节量气管高度使两液面相平（或向下移动量气管使两端液面相平） D (5)该反应放热，体系温度升高 【详解】（1）盛放A溶液的仪器名称为：分液漏斗； （2）由表中数据可知，只有草酸浓度不同，因此该实验探究的是草酸浓度对化学反应速率的影响；33.6mLCO2(标准状况下)的物质的量为：=0.0015mol，反应的离子方程式为：，则△n(KMnO4)=0.0015mol=0.0003mol，所以==0.00015mol/(L•s)= mol/(L•s)； （3）实验中，除了可以通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定收集相同体积CO2所需要的时间来比较反应速率； （4）实验完毕后，应先将气体冷却至室温，防止因温度升高导致气体体积偏大，然后调节量气管高度使两液面相平(或向下移动量气管使两端液面相平)，防止读出的体积不准确，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，CO2应该不溶于量气管中的溶液，CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，量气管中的液体应该是饱和的NaHCO3溶液； （5）在实验中发现反应速率加快，则速率变快的主要原因可能是：①产物锰离子有催化作用，溶液中钾离子和硫酸根离子浓度几乎不变，所以硫酸钾对反应速率无影响，②该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率。 试卷第20页，共20页 试卷第19页，共20页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$