内容正文:
专题2
化学反应速率与化学平衡
第1讲 描述运动的基本概念
第一单元 化学反应速率
基础过关练
第1课时 化学反应速率的表示方法
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 化学反应速率的概念及简单计算
1.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,其数值之比等于化学方程式中对应物质
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
B
第1讲 描述运动的基本概念
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,故A错误;化
学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定,故C错误;反应过程中,反应物浓度逐渐变小,
用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值,故D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2025河南部分学校联考]已知反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)。若各物质反应速率分别用v(A)、
v(B)、v(C)、v(D)表示,且同一时间段内,存在关系v(A)=v(C)、3v(C)=2v(D)、5v(A)=4v(B)。则该反应的
化学方程式为( )
A.4A+5B 4C+6D
B.5A+4B 4C+6D
C.4A+5B 6C+4D
D.5A+4B 5C+6D
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 在同一个化学反应中,用不同物质表示反应速率时,速率之比等于相应物质的化学计量数之
比,根据题给信息可知 = = 、 = ,得v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=4∶5∶4∶6,则该反应的化学
方程式为4A+5B 4C+6D,A正确。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[易错题][2026北京第五十五中学期中]一定条件下,在2 L密闭容器中发生反应:2A(s)+3B(g)
2C(g)+4D(g),测得5 min内,A的物质的量减少了10 mol,则0~5 min内该反应的平均反应速率为( )
A.v(A)=1 mol/(L·min)
B.v(B)=0.025 mol/(L·s)
C.v(C)=2.0 mol/(L·min)
D.v(D)=0.5 mol/(L·min)
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 A是固体,不能用其浓度表示反应速率 ,A错误;由题给化学方程式可知,当A的物质
的量减少10 mol时,B的物质的量减少15 mol,则v(B)= = 1.5 mol/(L·min)=0.025 mol/(L·s) ,
B正确;同理,v(C)= =1 mol/(L·min)、v(D)= =2 mol/(L·min),C、D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2026吉林长春实验中学期中]将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下
发生如下反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(s),经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L-1,则下列说法中不正确的
是( )
A.0~2 s内,用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.0~2 s内,用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时,物质A的转化率为30%
D.用A、B、C表示的反应速率之比为2∶1∶3
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)
3C(g)+4D(s),经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L-1,依据三段式列式计算:
2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(s)
起始/mol 4 2 0
转化/mol 1.2 0.6 1.8
2 s时/mol 2.8 1.4 1.8
0~2 s内,用物质A表示的平均反应速率= = =0.3 mol·L-1·s-1,A正确;D为固体,不能用其浓度变化
表示反应速率,B错误;2 s时,物质A的转化率= ×100%=30%,C正确;同一化学反应中,用不同物质表
示反应速率时,反应速率之比等于化学计量数之比,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
5.某温度时,在2 L密闭容器中,某一反应中A、B气体(该反应只涉及A、B两种物质)的物质的量随时间
变化的曲线如图所示。
(1)在4 min末时,A、B的物质的量浓度c(A)______(填“>”“<”或“=”)c(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________________。
2A(g) B(g)
0.05 mol/(L·min)
=
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题图可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=0.4 mol,又因体积相等,所以c(A)=c(B)。
(2)从反应开始至4 min时,v(A)= = =0.05 mol/(L·min)。
(3)由题图可知,反应达平衡时,A、B均有剩余,则该反应为可逆反应;从反应开始至4 min末时,反应物和
生成物的化学反应速率之比v(A)∶v(B)= ∶ =2∶1,化学计量数之比等于各组分表示
的化学反应速率之比,则该反应的化学方程式为2A(g) B(g)。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 化学反应速率的比较
6.[2026江苏苏州中学期中]实验表明,一定条件下,反应2NO(g)+2H2(g) 2H2O(g)+N2(g)的速率与浓度
的关系为v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关。采用下列数据进行反应,反应速率最快
的是 ( )
A.c(NO)=0.4 mol·L-1;c(H2)=0.4 mol·L-1
B.c(NO)=0.5 mol·L-1;c(H2)=0.3 mol·L-1
C.c(NO)=0.6 mol·L-1;c(H2)=0.2 mol·L-1
D.c(NO)=0.7 mol·L-1;c(H2)=0.1 mol·L-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关,将各组数据代入公式计算,可得
到A、B、C、D项的速率,其中速率最大的为B,故选B。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2026湖南邵阳第二中学入学考]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)=0.25 mol/(L·s),②v(B)=27 mol/(L·min),③v(C)=0.4 mol/(L·s),④v(D)=36 mol/(L·min)。下列有
关反应速率的比较中正确的是 ( )
A.④>②>③>① B.①>④>②>③
C.①>②>③>④ D.④>①>③>②
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 ①v(A)=0.25 mol/(L·s)=15 mol/(L·min);②v(A)= v(B)= ×27 mol/(L·min)=9 mol/(L·min);
③v(A)= v(C)= ×0.4 mol/(L·s)=12 mol/(L·min);④v(A)= v(D)= ×36 mol/(L·min)=18 mol/(L·min),
则反应速率快慢为④>①>③>②。
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026江苏扬州中学期中]在1 L的容器中,用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2
的体积随时间的变化关系如图所示(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段表示的平均反应速率最快
B.OE、EF、FG三段中,EF段收集到的CO2的量最多
C.EF段,用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
D.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
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 单位时间内生成的CO2越多,则反应速率越快。由于OE、EF、FG三段的时间间隔都为1 min,
则三段的平均反应速率之比等于每段产生CO2的体积之比,即224 mL∶(672-224) mL∶(784-672) mL=
2∶4∶1,A、D错误,B正确;EF段产生的CO2共 =0.02 mol,根据反应CaCO3+2HCl CaCl2+
CO2↑+H2O可知,该段消耗的n(HCl)=0.04 mol,稀盐酸的体积为0.1 L,时间为1 min,则用HCl表示EF段平
均反应速率为 =0.4 mol·L-1·min-1,C错误。
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 化学反应速率的测定
9.取500 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)。在常温常压下,测得O2
的放出量,转换成H2O2的浓度(c)如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列说法正确的是 ( )
A.反应20 min时,测得O2的体积为448 mL
B.40~60 min,消耗H2O2的平均速率为0.2 mol·L-1·min-1
C.第30 min的瞬时速率大于第50 min的瞬时速率
D.第100 min时,H2O2分解完全
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 常温常压下气体摩尔体积不等于22.4 L·mol-1,A项错误;40~60 min,消耗H2O2的平均速率v= =
=0.005 mol·L-1·min-1,B项错误;随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减小,所以
第30 min的瞬时速率大于第50 min的瞬时速率,C项正确;60~80 min,反应消耗H2O2的物质的量浓度为
0.050 mol·L-1,剩余的H2O2的物质的量浓度为0.050 mol·L-1,随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率
减小,所以在第100 min时,剩余的H2O2不可能分解完全,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
10.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 2H2O2 2H2O+O2↑ O2的体积变化
B Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ 溶液中c(H+)的变化
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
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 通过测量单位时间内O2的体积变化来计算参加反应的H2O2的物质的量变化,结合溶液体积可
求出用H2O2表示的化学反应速率,A不符合题意;通过测量单位时间内c(H+)的变化量来计算参加反应的
c(H2SO4)的变化量,从而求出用H2SO4表示的化学反应速率,B不符合题意;该反应反应前后气体分子数不
变,反应前后压强始终不变,不能通过压强变化测量化学反应速率,C符合题意;通过测量单位时间内沉
淀的质量变化,可计算CaCO3的物质的量的变化量,从而结合溶液体积可求出用Ca(OH)2或Na2CO3表示
的化学反应速率,D不符合题意。
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2026云南楚雄第一中学月考]某校化学活动社团为测定1 mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速
率,设计如图1装置。
(1)图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是_________。
分液漏斗
第1讲 描述运动的基本概念
(2)按照图1装置实验时,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)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验完毕待冷却后,该学生准备读取量气管上液面所
在处的刻度,发现量气管中液面高于干燥管中液面,应首先采取的操作是________________________
________。
液面相平
调节量气管的高度使得两侧
体积
收集到气体的
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)题图1中盛放H2SO4溶液的仪器是分液漏斗。(2)按照题图1装置实验时,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反应产生H2的体积。
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
第一单元 化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 化学反应速率的理解与应用
1.[2025江苏苏州月考]一定温度下,将3 mol A和1 mol B投入容积为2 L且容积不变的密闭容器中,发生
反应:3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g),2 min末,C和D浓度分别为0.2 mol/L和0.4 mol/L。下列叙述正确的是
( )
A.x=2
B.充入氦气压强增大,化学反应速率加快
C.0~2 min内v(B)=0.1 mol/(L·min)
D.此时A的转化率为40%
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题意,列三段式:
3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g)
起始/(mol/L) 1.5 0 0
转化/(mol/L) 0.6 0.2 0.4
2 min末/(mol/L) 0.9 0.2 0.4
由转化浓度之比=化学计量数之比可知,x=1,A错误;容积不变,充入氦气,各物质分压不变,化学反应速率
不变,B错误;B为固体,反应过程中浓度视为常数,则不能用其浓度表示反应速率,C错误;2 min末时,A的
转化率为 ×100%=40%,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.已知反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定条件下,将2 mol NO和2 mol Br2
通入2 L的恒容密闭容器中。反应进行10 s时,测得生成0.5 mol NOBr。下列说法正确的是 ( )
A.0~10 s内,v(Br2)=0.025 mol·L-1·s-1
B.第10 s时,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1
C.第10 s时,NO的浓度为0.75 mol·L-1
D.0~10 s内,NO(g)与Br2(g)反应放出的热量为a kJ
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 利用三段式分析:
2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
初始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s时/mol 1.5 1.75 0.5
0~10 s内,v(Br2)= = = =0.012 5 mol·L-1·s-1,A项错误;利用公式v(A)= 计算的是A
物质的平均速率而不是瞬时速率,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1表示的是0~10 s内的平均速率,不能表示第
10 s时NOBr的瞬时速率,B项错误;第10 s时,c(NO)= = =0.75 mol·L-1,C项正确;该可逆反应的
反应热表示2 mol NO(g)和1 mol Br2(g)完全反应生成2 mol NOBr(g)时,放出的热量为a kJ,0~10 s内,有
0.5 mol NOBr生成,放出热量为0.25a kJ,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 结合图像计算化学反应速率
3.[2026黑龙江黑河九校开学考]在恒温恒容条件下,发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),测得c(CO2)与时
间的关系如图,下列叙述错误的是 ( )
A.a~b段CO平均速率v(CO)=2.5×10-3 mol·L-1·s-1
B.其他条件不变,相对甲曲线,乙曲线加入了催
化剂
C.不同时刻均存在2v逆(CO2)=v逆(CO)
D.b点逆反应速率小于c点正反应速率
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 a~b段二氧化碳浓度的变化量为0.50 mol·L-1-0.35 mol·L-1=0.15 mol·L-1,则一氧化碳的平均速率
v(CO)=2v(CO2)= ×2=2.5×10-4 mol·L-1·s-1,A错误;乙曲线的反应速率大于甲曲线,平衡时二氧化
碳的浓度相等,则其他条件不变,相对甲曲线,乙曲线的改变条件为加入催化剂,B正确;由化学反应速率
之比等于化学计量数之比可知,不同时刻均存在2v逆(CO2)=v逆(CO),C正确;反应向正反应方向进行,c点
时,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,a点到c点的过程中逆反应速率增大,则b点逆反应速率小于c点
正反应速率,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
创新题型
创新点 从含氮物质的浓度变化角度考查化学反应速率
4.[2025河北部分学校阶段测试]污水处理厂常采用活性污泥法对氨氮废水进行生物脱氮。向某氨氮废水中持续通入空气,在活性污泥中某些细菌的作用下,依次发生转化N N N N2。某科研团队研究了不同pH对氨氮氧化速率的影响,实验结果如图所。
第1讲 描述运动的基本概念
A.pH=6.5条件下,氨氮氧化总反应的离子方程式为N +2O2 N +H2O+2H+
B.pH=7.0条件下,0~180 min反应①的平均速率v(N )=20 mg·L-1·h-1
C.pH=7.5条件下,0~90 min反应①和反应②的平均速率相等
D.由实验数据分析可知,增大pH有利于提高氨氮氧化速率
下列说法错误的是 ( )
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题图a可知,在反应过程中,c(N )≈0,即N 几乎全部转化成N ,则总反应的离子方程式
为N +2O2 N +H2O+2H+,A正确;根据题图b可知,在pH=7.0条件下,0~180 min,c(N )由60 mg·L-1
降至0,则反应①的平均速率v(N )= =20 mg·L-1·h-1,B正确;根据题图c可知,在pH=7.5条件下,0~
90 min反应①的c(N )变化量约为(65-5) mg·L-1=60 mg·L-1,而反应②的c(N )生成量约为30 mg·L-1,则两
反应的平均速率不相等,C错误;对比题给图像可知,pH适当增大时,氨氮完全氧化所需时间缩短,则增大
pH可使氨氮氧化速率提高,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
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