金教程高中化学苏教选修四练习：化学反应速率的表示方法b 含解析

04课后课时精练
1.已知某可逆反应在密闭容器中进行，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，且存在关系：v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)。

则此反应可表示为()
A．A＋B C B．2A＋2B3C
C．3A＋B2C D．A＋3B2C
解析：同一反应中不同物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

由题给条件可知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2，故该可逆反应的化学方程式为A＋3B2C。

答案：D
2. NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)
现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2, 4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()
A. v(N2)＝0.125 mol/(L·min)
B. v(H2O)＝0.375 mol/(L·min)
C. v(O2)＝0.225 mol/(L·min)
D. v(NH3)＝0.250 mol/(L·min)
解析：设4 min时，生成6x mol H2O(g)
4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)n(总) 起始量
(mol) 4 3 0 0 7
变化量(mol ) 4x 3x 2x 6x
4 min 末
量(mol ) 4－4x 3－3x 2x 6x 7＋x
据题意，则有：6x 7＋x
＝0.4，解得：x ＝0.5。

则4 min 内H 2O 的变化浓度为：Δc (H 2O)＝6×0.5 mol 2 L
＝1.5 mol/L ，v (H 2O)＝1.5 mol/L 4 min
＝0.375 mol/(L·min)。

再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为：v (N 2)＝0.125 mol/(L·min)，v (NH 3)＝0.250 mol/(L·min)，v (O 2)＝0.1875 mol/(L·min)。

答案：C
3. 将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L －1，现有下列几种说法：
①用物质A 表示的反应的平均速率为0.3 mol·L －1·s －1
②用物质B 表示的反应的平均速率为0.6 mol·L －1·s －1
③2 s 时物质A 的转化率为70%
④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1
其中正确的是( )
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ③④
解析：解题时先利用所给条件列出“三段式”：
2A(g) ＋ B(g)2C(g)
起始浓度(mol·L －1) 42＝2 22
＝1 0 2 s 内变化浓度(mol·L －1) 0.6 0.3 0.6
2 s 时浓度(mol·L －1) 1.4 0.7 0.6
利用算出的数据，就可以对①～④说法进行分析。

①v (A)＝0.6 mol·L －1
2 s
＝0.3 mol·L －1·s －1 ②v (B)＝0.3 mol·L －1
2 s
＝0.15 mol·L －1·s －1 ③物质A 的转化率为α(A)＝0.6 mol·L －1
2 mol·L
－1×100%＝30% ④2 s 时B 的浓度为0.7 mol·L －1
检查4个选项，只有①④正确，即B 项正确。

答案：B
4. 反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是( )
A ．v (D)＝0.4 mol·(L·s)－1
B ．v (C)＝0.5 mol·(L·s)－1
C ．v (B)＝0.6 mol·(L·s)－1
D ．v (A)＝0.15 mol·(L·s)－1
解析：比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢，应选用同种物质作标准。

故首先利用化学反应速率之比等于化学方程式中各
物质的化学计量数之比，求出不同情况下，用同一种物质表示的化学反应速率，再进行比较。

若选用v(A)作为标准，则：v A(A)＝1
v A(D)
2
＝0.2 mol·(L·s)－1；v B(A)＝1
v B(C)＝0.25 mol·(L·s)－1；v C(A)＝13v C(B)
2
＝0.2 mol·(L·s)－1；v D(A)＝0.15 mol·(L·s)－1，可见B项中v(A)最大。

答案：B
5.在一定温度时，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1。

下列叙述中不正确的是()
A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·L－1·min－1
B．5 min时，容器内D的浓度为0.2 mol·L－1
C．该可逆反应随着反应的进行，容器内压强逐渐增大
D．5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
解析：根据题意，可以计算v(B)＝0.04 mol·L－1·min－1，则v(C)＝0.02 mol·L－1·min－1，A正确；5 min时，c(C)＝0.1 mol·L－1，则c(D)＝0.2 mol·L－1，B正确；该反应为气体物质的量增加的反应，随反应的进行，容器内压强增大，C正确；5 min时，Δn(B)＝0.2 mol·L －1×5 L＝1 mol，Δn(C)＝0.5 mol，Δn(D)＝1 mol，因此气体的物质的量为2 mol－1 mol＋0.5 mol＋1 mol＝2.5 mol，D说法错误。

答案：D
6. 用纯净的CaCO3与稀HCl反应制CO2，实验过程记录如右图所示。

根据分析、判断，正确的是()
A．OE段表示的反应速率最大
B．EF段表示的反应速率最大，收集的CO2最多
C．FG段收集的CO2最多
D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大
解析：单位时间内收集CO2越多，反应速率越大。

分析图象知：EF段反应速率最大，收集到的CO2最多，B项正确。

FG段反应速率又变小，故D项不正确。

答案：B
7. 2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋z D(g)。

若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 mol·L－1·s－1，下列推断正确的是()
A．v(C)＝v(D)＝0.2 mol·L－1·s－1
B．z＝3
C．B的转化率为75%
D．反应前与2 s后容器的压强比为4∶3
解析：A的起始量为2 mol，转化50%即转化1 mol，根据反应关系知B转化1.5 mol，生成C 1 mol，又因为v(D)＝0.25 mol·L－1·s －1，可计算出2 s时D的生成量为0.25 mol·L－1·s－1×2 L×2 s＝1 mol，故知z＝2，B错；v(C)＝v(A)＝v(D)＝0.25 mol·L－1·s－1，故A错；B 的转化率为1.5
2×100%＝75%，C正确；反应达2 s时，容器内总物质的量为n(A)＋n(B)＋n(C)＋n(D)＝1 mol＋0.5 mol＋1 mol＋1 mol ＝3.5 mol。

故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5，压强比为4∶3.5，故D错。

答案：C
8.在2 L的密闭容器中有如下图所示的反应，看图按要求回答下列问题：
(1)上图中，Ⅰ中反应物是________，Ⅱ中反应物是________。

(2)写出反应方程式：
Ⅰ___________________________________________________，Ⅱ___________________________________________________。

(3)在上图Ⅱ中，以0～10 s 内的平均反应速率计算，t ＝6 s 时A 的浓度是________mol·L －1。

解析：在图Ⅰ和图Ⅱ中，都是物质A 的浓度随反应的进行不断减少至不变，物质B 、C 的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以物质A 为反应物，物质B 、C 为生成物。

不同的是图Ⅰ中A 的最终浓度为0，图Ⅱ中A 的最终浓度不为0，所以图Ⅰ中的反应是不可逆反应，图Ⅱ中的反应是可逆反应。

图Ⅱ中，0～10 s 内，物质A 的反
应速率为v (A)＝(1.2－0.8) mol·L －1
10 s
＝0.04 mol·L －1·s －1，所以6 s 内物质A 的浓度变化为Δc (A)＝v (A)·t ＝6 s ×0.04 mol·L －1·s －1＝0.24 mol·L －1，故t ＝6 s 时c (A)＝(1.2－0.24) mol·L －1·s －1＝0.96 mol·L －1。

答案：(1)A A (2)3A===2B ＋C A
B ＋2C
(3)0.96
9.把0.6 mol X 气体和0.6 mol Y 气体混合于2 L 的容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)===n I(g)＋2W(g)，5 min 末生成0.2 mol W ，若测得以I 的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L －1·min －1, 则化学反应方程式中n 的值为( )
A ．4
B ．3
C ．2
D ．1
解析：先求出以W 的浓度变化表示的平均反应速率，再根据化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比求出n 的值。

v (W)
＝0.2 mol 2 L ×5 min ＝0.02 mol·(L·min)－1，v (I )v (W )＝n 2＝0.01 mol·(L·min )－10.02 mol·(L·min )
－1＝12
，解得n ＝1。

答案：D
10. 反应速率v 和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。

化学反应H 2＋Cl 2===2HCl 的反应速率v 可表示为v ＝k[c (H 2)]m [c (Cl 2)]n ，式中k 为常数，m 、n 值可用下表中的数据确定。

由此可推得m 、n 值正确的是( )
c (H 2)/mol·L －1
c (Cl 2)/mol·L －1 v /mol·L －1·s －1 1.0
1.0 1.0k
2.0
1.0
2.0k 2.0
4.0 4.0k C ．m ＝0.5，n ＝1 D ．m ＝1，n ＝0.5
解析：由于v ＝k[c (H 2)]m [c (Cl 2)]n ，代入第二组数据，2.0k ＝k2.0m ·1.0n ，得m ＝1；代入第三组数据，4.0k ＝k2.0m ·4.0n ，得n ＝0.5。

答案：D
11.一定条件下，向2 L 密闭容器中加入2 mol N 2和10 mol H 2，发生反应N 2＋3H 22NH 3,2 min 时测得剩余N 2为1 mol ，此时表示化学反应速率不正确的是( )
A. v (N 2)＝0.25 mol·L －1·min －1
B. v (H 2)＝0.75 mol·L －1·min －1
C. v (NH 3)＝1 mol·L －1·min －1
D. v (NH 3)＝0.25 mol·L －1·min －1
解析：解法一(模式法)：求化学反应速率，需先求物质的量浓度的变化量和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量：
N2＋3H22NH3
起始量/mol 2 10 0
2 min末量/mol 1 (10－3) 2
变化量/mol (2－1) 3 2
则v(N2)＝(2－1) mol/(2 L×2 min)＝0.25 mol·L－1·min－1，
v(H2)＝3 mol/(2 L×2 min)＝0.75 mol·L－1·min－1，
v(NH3)＝2 mol/(2 L×2 min)＝0.5 mol·L－1·min－1。

解法二(规律法)：
v(N2)＝(2－1) mol
2 L×2 min
＝0.25 mol·L－1·min－1。

因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，则v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1。

答案：CD
12.在物理学的匀速直线运动中，常用如下图Ⅰ所示坐标来分析速度、时间和位移的关系。

时间t时，质点的位移相当于图中阴影部分所占的面积。

在容积固定为2 L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，以Y的浓度变化表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如下图Ⅱ所示。

已知v的单位为mol·L－1·s－1，则图中阴
影部分的面积可以表示()
A．X的浓度减少量B．Y的浓度减少量
C．Z的浓度减少量D．X的物质的量减少量
解析：图中阴影的面积表示v与t的乘积，即浓度变化量。

答案：B
13. 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．从反应开始到10 s末，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．从反应开始到10 s末，用X表示的反应速率为0.79 mol·L－1·s －1
C．从反应开始到10 s末，Y的转化率为79.0%
D．该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===Z(g)
解析：据曲线图可判断出X、Y为反应物，Z为生成物，且该反应为可逆反应。

从反应开始到10 s末，Δn(X)＝1.20 mol－0.41 mol ＝0.79 mol，Δn(Y)＝1.00 mol－0.21 mol＝0.79 mol，Δn(Z)＝1.58 mol，所以化学方程式为X＋Y2Z，D错误；0～10 s内，v(Z)＝1.58 mol
2 L×10 s ＝0.079 mol·L－1·s－1，所以v(X)＝1
v(Z)＝0.0395 mol·L－1·s－1，Y的
2
转化率为0.79 mol
1.00 mol×100%＝79.0%，故A、B项错误，C项正确。

答案：C
14.近年来，随着人们大量开发利用化石资源，不仅使得煤、石油、天然气的储量大大减少，而且造成严重的环境污染。

如何实现化石燃料的综合利用，提高燃料的利用率，减少环境污染等逐渐被提上了日程。

为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇。

某实验员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)。

测定的部分实验数据如下：
t/s 0 500 1000
c(H2)/mol·L－1 5.00 3.52 2.48
c(CO)/mol·L－1 2.50
(1)2
(2)在1000 s内用CO表示的化学反应速率是________，1000 s
时CO 的转化率是________。

(3)在500 s 时生成的甲醇的浓度是________mol/L 。

解析：(1)在500 s 内，v (H 2)＝5.00 mol·L －1－3.52 mol·L －1
500 s ＝
2.96×10－3 mol·L －1·s －1。

(2)在1000 s 内，H 2的浓度减小了5.00 mol·L
－1－2.48 mol·L －1＝2.52 mol·L －1，则CO 的浓度减少了1
2
×2.52 mol·L
－1＝1.26
mol·L －1，用CO 表示的化学反应速率为v (CO)＝
1.26 mol·L －11000 s ＝1.26×10－3 mol·L －1·s －1，CO 的转化率为
1.26 mol·L －1
2.50 mol·L －1×100%＝50.4%。

(3)在500 s 内，H 2的浓度为减少了1.48 mol·L －1，则生成的CH 3OH 的浓度为1
2
×1.48 mol·L －1＝0.74 mol·L －1。

答案：(1)2.96×10－3 mol·L －1·s －1 (2)1.26×10－3 mol·L －1·s －1 50.4% (3)0.74
15.某温度时，在2 L 的密闭容器中气态物质X 和Y 反应生成气态物质Z ，它们的物质的量随时间的变化如表所示。

(1)根据下表中数据，在下图中画出X 、Y 、Z 的物质的量(n )随时间(t )变化的曲线。

10 0.55 0.10 0.90
14 0.55 0.10 0.90
(2)体系中发生反应的化学方程式是________。

(3)列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：____________________________。

解析：相同时间内各物质的变化量之比等于方程式中对应化学计量数之比。

答案：(1)见下图：
(2)X＋2Y2Z
(3)0.50 mol
2 L×
3 min
≈0.083 mol·L－1·min－1
16. 将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)x C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1。

求：
(1)此时A的浓度c(A)＝________mol·L－1，反应开始前容器中的
A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝________mol。

(2)B的平均反应速率v(B)＝________mol·L－1·min－1。

(3)x的值为________。

解析：(1)设起始时A、B的物质的量为a，则：
3A(g)＋B(g)x C(g)＋2D(g) 起始(mol) a a0 0
5 min 时(mol) a －1.5 a －0.5 x
2 0.5×2
依题意：a －1.5a －0.5＝3
5，
解得a ＝3，
即n (A)＝n (B)＝3 mol ，
则c (A)＝(3－1.5)mol
2 L
＝0.75 mol·L －1。

(2)v (B)＝3 mol －(3 mol －0.5 mol )
2 L ×5 min ＝0.05 mol·L －1·min －1。

(3)v (C)＝x 2
mol 2 L ×5 min ＝0.1 mol·L －1·min －1，x ＝2。

答案：(1)0.75 3 (2)0.05 (3)2。