第2章 第3节 第1课时 化学反应的历程和速率-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（鲁科版2019）

化学 选择性必修1(鲁科) 第3节　化学反应的速率 第1课时　化学反应的历程和速率 核心素养 学业要求 1.能从化学反应快慢的角度认识化学反应，丰富对化学反应的认识思路。 2.能利用实验测定一定条件下的反应的速率 1.了解化学反应是有历程的，知道反应历程的差别会造成反应速率的不同。 2.能进行化学反应速率的简单计算 一、化学反应是有历程的 1．大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应，如H2和O2反应生成水的基元反应有H＋O2―→OH＋O、O＋H2―→OH＋H等；基元反应构成的反应序列称为反应历程。 2．有一些化学反应是反应物一步直接转化为反应产物的，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应。 3．反应不同，反应历程就不相同；同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 二、化学反应速率 1．定义：对于反应体系体积不变的化学反应，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。 2．数学表达式：v(A)＝，单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)。 3．对于一个具体的化学反应，如aA＋bB===dD＋eE，用不同的反应物或反应产物表示的化学反应速率的数值往往不同，用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。为了统一，将化学反应速率定义为v＝·＝·＝·＝·。 4．化学反应速率的物理测定法 物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在的函数关系，因此人们常利用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用的测定化学反应速率的物理方法有量气法、比色法、电导法等。 探究一　化学反应速率的特点与测量 1．化学反应速率的特点 (1)在某一个化学反应中无论是用反应物还是用反应产物表示化学反应速率，其值均为正值。 (2)化学反应速率表示的均是某一段时间内的化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。 (3)一个确定的化学反应涉及反应物、反应产物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示的。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，数值可能相同，也可能不同，但表示的实际意义却完全相同，即一种物质的化学反应速率代表了整个化学反应的反应快慢。各物质表示的化学反应速率的数值之比等于该反应方程式中各物质的系数之比。 2．化学反应速率的测定方法 (1)利用能够直接观察的性质测定 如通过测量释放出一定体积气体的时间，或测定一定时间内气体体积的变化来测定反应速率。 (2)利用科学仪器测量物质的性质 溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 [知识拓展]　测量锌与稀硫酸反应速率的实验设计 (1)设计测量锌与硫酸溶液反应速率的装置图如下 (2)设计测定过程 1．下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率通常用反应物或反应产物的物质的量浓度变化来表示 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系数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定 D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 答案：B 解析：化学反应速率通常用单位时间内反应物或反应产物的物质的量浓度的变化来表示，A错误；化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定，C错误；反应过程中反应物浓度逐渐变小，用反应物或反应产物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值，D错误。 2．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(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积变化 C CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量变化 答案：C 解析：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)反应前后气体分子数相等，一定温度下压强是恒量，不能通过测量压强变化测定反应速率，C不可行。 探究二　化学反应速率的计算与比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)根据化学反应速率的数学表达式v＝计算。 (2)采用“三段式”法，即结合化学方程式找出“起始浓度”“转化浓度”和“某时刻浓度”三者之间的关系，进而结合v＝进行计算。 对于反应：mA＋nB===pC＋qD，起始时A、B的浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，反应至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则有 mA　＋　nB　===pC　＋　qD 起始浓度/mol·L－1 a b 0 0 转化浓度/mol·L－1 x 最终浓度/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)根据化学方程式的系数进行换算。 2．化学反应速率大小的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)，来定性判断化学反应的快慢。 (2)定量比较(统一单位) ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 3．在10 L密闭容器里发生反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，反应半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的速率v(X)可表示为(　　) A．v(NH3)＝0.010 mol/(L·s) B．v(O2)＝0.010 mol/(L·s) C．v(NO)＝0.0010 mol/(L·s) D．v(H2O)＝0.045 mol/(L·min) 答案：C 解析：由已知，用水蒸气表示的反应速率v(H2O)＝0.45 mol÷10 L÷0.5 min＝0.090 mol/(L·min)；根据用不同物质表示的化学反应速率数值之比等于系数之比，则v(NH3)＝v(NO)＝v(H2O)＝0.060 mol/(L·min)＝0.0010 mol/(L·s)；v(O2)＝v(H2O)＝×0.090 mol/(L·min)＝0.075 mol/(L·min)＝0.00125 mol/(L·s)。 4．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。 下列有关反应速率的比较中正确的是(　　) A．④>③＝②>① B．①>②>③>④ C．①>④>②＝③ D．④>③>②>① 答案：C 解析：由v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝1∶3∶2∶2可得。①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1；②3v(A)＝v(B)，v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1；③2v(A)＝v(C)，v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1；④2v(A)＝v(D)，v(A)＝0.225 mol·L－1·s－1。综上所述，①>④>②＝③。 1．不足量的锌粉与100 mL 0.1 mol·L－1的稀硫酸反应，反应速率太小。为了增大此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　) ①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④加CH3COONa固体　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液　⑦升高温度 ⑧改用10 mL 1 mol·L－1硫酸 A．①②⑥⑦ B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．④⑤⑦⑧ 答案：C 解析：本题要求增大反应速率但不能改变H2的产量，即与稀硫酸反应的锌的量不能改变，故排除⑥；从影响反应速率的外界因素考虑，升高温度和增大H＋的浓度，都能增大该反应的速率，③⑦⑧可行，而①②④⑤均是减小硫酸的浓度，故只有选项C可行。 2．在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 答案：D 解析：以SO2为标准，并将单位统一，A、B、C、D选项换算成以SO2为标准的反应速率后分别为A项，v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1；B项，v(SO2)＝2v(O2)＝6 mol·L－1·min－1；C项，v(SO2)＝(0.1×60) mol·L－1·min－1＝6 mol·L－1·min－1；D项，v(SO2)＝2v(O2)＝(2×0.1×60) mol·L－1·min－1＝12 mol·L－1·min－1。 3．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为(　　) A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C C．3A＋2B===3C D．A＋B===C 答案：C 解析：由3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)可推出：＝，＝，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶2∶3，速率之比等于化学计量数之比。 4．化学反应是有历程的，下列有关叙述错误的是(　　) A．所有的化学反应都由多个基元反应构成 B．化学反应不同，反应历程就不相同 C．反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程 D．由多个基元反应构成的化学反应中，其快慢取决于反应历程中的慢反应 答案：A 解析：某些反应是由多个基元反应构成的而还有一些反应其本身就是1个基元反应，A错误；每个化学反应都有自己独特的反应历程，反应历程互不相同，B正确；反应物的结构和反应条件共同决定该反应的反应历程，C正确；慢反应由于反应时间较长，决定着由多个基元反应构成的化学反应的反应时间，D正确。 5．某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.0002 mol·s－1 答案：C 解析：0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑反应可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝Δn(H2)＝0.002 mol；Δm(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.0002 mol·s－1，故C错误。 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．某温度下，反应2N2O54NO2＋O2开始时，c(N2O5)＝0.0408 mol/L。1 min后，c(N2O5)＝0.0300 mol/L。则该反应的反应速率为(　　) A．v(N2O5)＝1.8×10－2 mol/(L·s) B．v(N2O5)＝1.8×10－4 mol/(L·s) C．v(NO2)＝1.8×10－4 mol/(L·s) D．v(O2)＝1.8×10－4 mol/(L·s) 答案：B 解析：v(N2O5)＝＝＝1.8×10－4 mol/(L·s)。根据同一反应中，用各物质表示的反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，则v(NO2)＝2v(N2O5)＝3.6×10－4 mol/(L·s)，v(O2)＝v(N2O5)＝9×10－5 mol/(L·s)。 2．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)(mol·L－1·s－1)表示，且v(A)、v(B)、v(C)之间有如下所示关系：v(B)＝3v(A)；3v(C)＝2v(B)。则此反应可表示为(　　) A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C C．3A＋B2C D．A＋3B2C 答案：D 解析：化学反应速率之比等于系数之比，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2，因此反应方程式为A＋3B2C。 3．在1 L密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，一定条件下发生反应：N2＋3H22NH3，1 min后测得生成0.06 mol NH3，下列判断不正确的是(　　) A．v(NH3)＝0.06 mol·L－1·min－1 B．v(NH3)＝2v(N2) C．v(NH3)＝0.12 mol·L－1·min－1 D．v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 答案：C 解析：v(NH3)＝＝＝0.06 mol·L－1·min－1，A正确，C错误；同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，故v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，v(NH3)＝2v(N2)，B、D正确。 4．已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI(g)―→H2(g)＋2I·(g)；2I·(g)―→I2(g)，下列图像最符合上述反应历程的是(　　) 答案：A 解析：碘原子结合形成碘分子是化学键形成的过程，属于放热过程，由碘化氢分解吸热可知，碘化氢分解生成氢气和碘原子的反应为吸热反应，则符合第一步吸热、第二步放热、总反应吸热的图示为图A。 5．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol/(L·s) B．v(B)＝0.3 mol/(L·s) C．v(C)＝0.8 mol/(L·s) D．v(D)＝1 mol/(L·s) 答案：B 解析：根据反应速率之比等于系数之比，都转化为D物质表示的速率进行比较。A项，v(A)＝0.5 mol/(L·s)，故v(D)＝2v(A)＝1 mol/(L·s)；B项，v(B)＝0.3 mol/(L·s)，故v(D)＝4v(B)＝1.2 mol/(L·s)；C项，v(C)＝0.8 mol/(L·s)，故v(D)＝v(C)＝×0.8 mol/(L·s)≈1.1 mol/(L·s)；D项，v(D)＝1 mol/(L·s)，故反应速率：B>C>A＝D。 6．一定温度下，浓度均为1 mol·L－1的A2和B2两种气体，在密闭容器中反应生成气体C，反应达到平衡后，测得：c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，则该反应的正确表达式为(　　) A．2A2＋B22A2B B．A2＋B22AB C．A2＋B2A2B2 D．A2＋2B22AB2 答案：D 解析：起始时A2和B2两种气体的浓度均为1 mol·L－1，在密闭容器内反应生成气体C，达平衡后，测得c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，故Δc(A2)＝1 mol·L－1－0.58 mol·L－1＝0.42 mol·L－1，Δc(B2)＝1 mol·L－1－0.16 mol·L－1＝0.84 mol·L－1，Δc(C)＝0.84 mol·L－1，故A2、B2、C的化学计量数之比为0.42 mol·L－1∶0.84 mol·L－1∶0.84 mol·L－1＝1∶2∶2，故该反应可表示为A2＋2B22C，根据原子守恒可知，C为AB2，即该反应的表达式为A2＋2B22AB2，故D正确。 7．为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是(　　) A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 B．若图甲实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好 C．用图乙所示装置测定反应速率，需要记录反应产生的气体体积及反应时间 D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位 答案：B 解析：反应越剧烈，产生气泡越快，说明反应速率越大，A正确；若图甲所示实验中反应速率为①>②，则只能说明氯化铁比硫酸铜对H2O2分解反应的催化效果好，因题图甲两试管中所加试剂所含的阴离子不同，故不能证明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好，若要证明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好，还要使选择的试剂中阴离子的种类相同，B错误；可利用题图乙中装置，通过记录一定时间内注射器活塞的位置变化，即反应生成的气体体积来测定反应速率，C正确；检查题图乙装置的气密性的操作：关闭A处活塞，将注射器的活塞拉出一定距离，过一段时间后再松开活塞，如活塞回到原位，说明气密性良好，否则漏气，D正确。 8．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断正确的是(　　) 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 答案：C 解析：反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0) mol∶(1.0－0.4) mol∶(1.0－0.2) mol∶(0.4－0) mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B(g)＋4C(g) 6A(g)＋2D(g)，A错误；由A项中化学方程式可知，A和D的化学计量数不同，所以任何时刻都不可能出现v(A)＝v(D)，B错误；6 s时，Δn(B)＝1.0 mol－0.4 mol＝0.6 mol，v(B)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，C正确；由A项分析可知，各物质的反应系数不同，所以反应进行到6 s时，各物质的反应速率不可能相等，D错误。 9．在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)C(g)＋D(g)，测得A(g)、B(g)和C(g)的浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．0～4 min内，用D表示的化学反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 B．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线 C．a＝8.0 D．A和B的平衡转化率相等 答案：B 解析：在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g) C(g)＋D(g)，曲线Ⅲ代表C(g)，浓度的变化量与化学计量系数成正比，因此曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示A(g)、B(g)的浓度随时间的变化曲线。由图可知，0～4 min内，用D表示的化学反应速率为v(D)＝v(C)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，故A错误；由分析可知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线，故B正确；A、B的起始浓度均为4.0 mol·L－1，容器的容积为0.5 L，因此a＝2.0，故C错误；A和B的初始浓度相等，浓度变化量之比为1∶3，平衡转化率不相等，故D错误。 10．在一定容积容器中发生反应：2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)，15分钟内测得反应速率用HCN表示为v(HCN)＝0.36 mol·L－1·min－1，该段时间内下列表示正确的是(　　) A．15分钟内反应消耗氨气5.4 mol B．该时间内可用水蒸气表示反应速率为v(H2O)＝1.08 mol·L－1·min－1 C．各物质的速率关系有：2v(CH4)＝2v(NH3)＝3v(O2) D．15分钟内氧气浓度下降到8.1 mol·L－1 答案：B 解析：15分钟内测得反应速率用HCN表示为v(HCN)＝0.36 mol·L－1·min－1，可知生成c(HCN)为0.36 mol·L－1·min－1×15 min＝5.4 mol·L－1，由反应可知15分钟内反应消耗氨气的浓度为5.4 mol·L－1，体积未知不能计算其物质的量，故A错误；速率之比等于化学计量数之比，则该时间内可用水蒸气表示反应速率为v(H2O)＝0.36 mol·L－1·min－1×＝1.08 mol·L－1·min－1，故B正确；速率之比等于化学计量数之比，则3v(CH4)＝3v(NH3)＝2v(O2)，故C错误；生成HCN为0.36 mol·L－1·min－1×15 min＝5.4 mol·L－1，氧气与HCN的化学计量数之比为3∶2，则15分钟内氧气浓度减少5.4 mol·L－1×＝8.1 mol·L－1，初始浓度未知，不能确定15 min时浓度，故D错误。 11．在100 mL N2O5/CCl4溶液中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2，在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表，下列说法不正确的是(　　) t/s 0 600 1200 1710 2220 2820 x c(N2O5)/ (mol·L－1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 A.600～1200 s，生成NO2的平均速率为1×10－3 mol·L－1·s－1 B．反应2220 s时，放出的O2体积约为1.18 L(标准状况) C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2) D．推测上表中的x为3930 答案：C 解析：600～1200 s内平均速率v(N2O5)＝＝5.0×10－4 mol·L－1·s－1，v(NO2)＝2v(N2O5)＝2×5.0×10－4 mol·L－1·s－1＝1.0×10－3 mol·L－1·s－1，故A正确；0～2220 s内N2O5的浓度变化为1.40 mol·L－1－0.35 mol·L－1＝1.05 mol·L－1，Δn(N2O5)＝1.05 mol·L－1×0.1 L＝0.105 mol，则n(O2)＝n(N2O5)＝0.105 mol×＝0.0525 mol，V(O2)＝nVm＝0.0525 mol×22.4 L·mol－1≈1.18 L，故B正确；反应达到平衡时，2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，故C错误；由表中数据可知，剩余N2O5的浓度：0.96 mol·L－1→0.48 mol·L－1→0.24 mol·L－1，所需时间为1110 s，所以剩余N2O5的浓度由0.24 mol·L－1→0.12 mol·L－1所需时间为1110 s，即x＝2820 s＋1110 s＝3930 s，故D正确。 12．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，下列有关说法正确的是(　　) 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0.50 mol·L－1 C．由x＋1＜3＋2可知x为小于4的正整数 D．平衡时，容器内压强为原来的0.75 答案：A 解析：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，C错误；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) 起始量/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错误；平衡时，容器内压强为原来的＝0.875，故D错误。 二、非选择题 13．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为该反应的化学计量数。在0～3 min内，各物质物质的量的变化如下表所示： 物质 X Y Z Q 起始量/mol 0.7 1 2 min时量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min时量/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。 (1)试确定：起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。 (2)方程式中m＝________，n＝________，p＝________，q＝________。 (3)用Z表示2 min内的平均反应速率为________________。 答案：(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L－1·min－1 解析：2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，则Δn(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.3 mol，根据表中数据可知，2 min内X的物质的量变化为Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Z的物质的量变化为Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，根据v(Z)∶v(Y)＝1∶2可知，Y的物质的量的变化为Δn(Y)＝2Δn(Z)＝0.4 mol，反应中各物质的Δn之比等于其在化学方程式中的化学计量数之比，则m∶n∶p∶q＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3，所以m＝1、n＝4、p＝2、q＝3，反应方程式是X(g)＋4Y(g) 2Z(g)＋3Q(g)。 (1)2 min内生成0.1 mol X，根据X(g)＋4Y(g) 2Z(g)＋3Q(g)可知，生成Y的物质的量是0.4 mol，则起始时Y的物质的量为2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol；Q在2 min内减少了0.3 mol，所以Q的起始物质的量是2.7 mol＋0.3 mol＝3 mol。 14．某学生设计如图1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。请回答： (1)装置图1中盛放硫酸溶液的仪器名称是________。 (2)按照图1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1装置中的气体收集装置改为图2，实验完毕待冷却后，该学生准备读取水准管上液面所在处的刻度数，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__________________________________________________。 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 解析：(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。 15．Ⅰ.某温度时，在2 L容器中，某一化学反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得： (1)在4 min时，A、B的物质的量浓度c(A)________(填“>”“<”或“＝”，下同)c(B)，在0～4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)。 (2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为______________________。 (3)该反应的化学方程式为_______________________________________________________ _________________。 Ⅱ.将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。经5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 mol/(L·min)。则： (1)x＝________。 (2)前5 min内B的反应速率v(B)＝________。5 min时A的转化率为________。 答案：Ⅰ.(1)＝　＞ (2)0.05 mol/(L·min) (3)2AB Ⅱ.(1)2　(2)0.05 mol/(L·min)　50% 解析：Ⅰ.(1)根据图像可知，在4 min时，A、B的物质的量相等，均是0.4 mol，所以其浓度c(A)＝c(B)，在0～4 min内物质的量浓度变化量Δc(A)＝＝0.2 mol/L>Δc(B)＝＝0.1 mol/L。 (2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为＝0.05 mol/(L·min)。 (3)根据变化量之比是相应的系数之比可知，该反应的化学方程式为2AB。 Ⅱ.(1)经5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L，而C的浓度为0.1 mol/(L·min)×5 min＝0.5 mol/L，所以根据变化量之比是相应的系数之比可知，x＝2。 (2)反应速率之比是相应的系数之比，则前5 min内B的反应速率v(B)＝＝0.05 mol/(L·min)。这说明消耗B的浓度是0.25 mol/L，消耗A的浓度是0.75 mol/L。设起始时A和B的浓度均是x mol/L，则＝，解得x＝1.5，所以5 min时A的转化率为×100%＝50%。 16．内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。 内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol/L盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq) B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol/L时，A的转化率随时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为________mol/L。 (2)v正(t＝50 min)________v逆(t＝∞ min)(填“>”“＜”或“＝”)。 (3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol/L，平衡时B的转化率为________。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是________________________________________________。 答案：(1)0.45a　(2)>　(3)不变　(4)3　25%　(5)盐酸是催化剂，催化剂能改变反应速率但不影响化学平衡 解析：(1)由表知，反应进行到100 min时，A的转化率为45.0%，则根据化学方程式A(aq) B(aq)，B的浓度为0.45a mol/L。 (2)一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度在不断减小，所以v正(t＝50 min)>v逆(t＝∞ min)＝v正(t＝∞ min)。 (3)设A的转化率为α，列三段式： 　　　　　 A(aq) B(aq) 起始(mol/L) c 0 转化(mol/L) cα cα 平衡(mol/L) c－cα cα K＝＝，温度一定时，K是常数，则增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将不变。 (4)由表知，该温度下，A在t＝∞ min时转化率为75%，则平衡常数K＝＝＝＝3；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol/L，则 　　　　　　A(aq) B(aq) 起始(mol/L) 0 a 转化(mol/L) x x 平衡(mol/L) x a－x 则K＝＝3，得x＝0.25a，平衡时B的转化率为×100%＝25%。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$