【配套K12】高中化学 2.1 化学反应速率课时训练(含解析)新人教版选修4

化学反应速率
一、化学反应速率的概念
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,其数值之比等于反应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由浓度单位决定
D.在反应过程中,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
答案:B
2.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指反应进行1 s时某物质的浓度为0.8 mol/L
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
解析:反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,A项错;反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s内该物质浓度变化0.8mol/L,B项错;有些反应现象难以观察,例如NaOH与盐酸的中和反应,虽然反应很快,但现象并不明显,D项错。

答案:C
二、化学反应速率的计算
3.某一反应物的浓度是1.0 mol/L,经过20 s后,它的浓度变成了0.2 mol/L,在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为( )
A.0.04
B.0.04 mol/(L·s)
C.0.08 mol/(L·s)
D.0.04 mol/L
解析:v=-=0.04mol/(L·s),A项无单位,D项单位不正确。

答案:B
4.在化学反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)中,各物质的平均反应速率间的关系式中正确的是( )
A.v(A)=v(B)
B.v(A)=2v(C)
C.3v(B)=v(C)
D.v(B)=3v(D)
解析:根据不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,得,所以
v(B)=3v(D),D项正确。

答案:D
5.一定温度下,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.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C.反应开始到10 s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
解析:根据图像得起始时X、Y和Z的物质的量分别为1.20mol、1.00mol和0,10s时反应达到平衡,达到平衡时X、Y和Z的物质的量分别为0.41mol、0.21mol和1.58mol,则该反应的反应速率为
v(X)=-=0.0395mol/(L·s),v(Y)=-=0.0395mol/(L·s),v(Z)== 0.079mol/(L·s)。

反应开始到10s,X的物质的量浓度减小了-=0.395mol/L,Y的转化率为-×100%=79.0%。

速率之比等于化学计量数之比,反应的化学方程式为
X(g)+Y(g)2Z(g)。

答案:C
三、化学反应速率的大小比较
6.在2A+B3C+4D反应中,表示该反应速率最快的数据是( )
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)=1.0 mol/(L·s)
解析:可将四组数据全部转换成用某一物质来表示的速率,发现B项值最大,反应最快。

答案:B
四、化学反应速率的测定
7.某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛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的硫酸,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.用锌粒来表示10 s内该反应的速率为0.013 g/s
B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)
C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)
D.用H2来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol/s
解析:10s时产生的H2为0.002mol。

Zn + H2SO4ZnSO4+ H2↑
1 1 1 1
0.002mol 0.002mol 0.002mol 0.002mol
反应掉的m(Zn)=0.002mol×65g/mol=0.130g
v(Zn)==0.013g/s,
v(H+)==0.01mol/(L·s),
v(Zn2+)==0.005mol/(L·s)
v(H2)==0.0002mol/s。

答案:C
8.化学反应速率可通过实验测定。

要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。

如比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率,可通过测定收集等体积H2需要的来实现;在KMnO4与H2C2O4反应中,可通过观察单位时间内变化来测定该反应的速率;在Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O反应中,该反应的速率可通过来测定。

解析:有气体生成的反应可以通过测收集一定体积的气体需要的时间来测反应速率。

有颜色变化或沉淀出现的反应可以利用它们出现此现象的时间来确定反应速率。

答案:时间溶液颜色出现浑浊所需要的时间
(建议用时:30分钟)
1.下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示
C.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比
D.化学反应速率的常用单位有mol/(L·s)和mol/(L·min)
解析:化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量,用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化表示,在同一反应中各物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,常用单位为mol/(L·s)或mol/(L·min),故B项错误。

答案:B
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.0.02 mol/(L·min)
解
析:v(N2)=(1.8mol/L-0.8mol/L)÷10min=0.1mol/(L·min),v(NH3)=2v(N2)=0.2mol/(L·min )。

答案:B
3.在一定条件,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,发生反应:x A2(g)+y B2(g)2C(g)。

2 s内的反应速率:v(A2)=0.5 mol/(L·s),v(B2)=1.5 mol/(L·s),v(C)=1 mol/(L·s)。

则x 和y的值分别为( )
A.2和3
B.3和2
C.3和1
D.1和3
解析:同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)=1∶3∶2,因此x∶y∶2=1∶3∶2,则x=1,y=3。

答案:D
4.在2 L的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。

若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol/(L·s),则10 s时,容器中B的物质的量是( )
A.2.8 mol
B.1.6 mol
C.2.4 mol
D.1.2 mol
解析:在前10sB的平均反应速率为=0.06mol/(L·s),则转化的B的物质的量为
0.06mol/(L·s)×2L×10s=1.2mol,则10s时,容器中B的物质的量是4mol-1.2mol=2.8mol。

答案:A
5.某温度时,浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中发生可逆反应生成气体Z,充分反应后X2的浓度为0.4 mol/L,Y2的浓度为0.8 mol/L,生成的Z的浓度为0.4 mol/L,则该反应的化学方程式(Z用X、Y表示)是( )
A.X2+2Y22XY2
B.2X2+Y22X2Y
C.X2+3Y22XY3
D.3X2+Y22X3Y
解析:浓度的变化量之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。

答案:D
6.合成氨反应N2+3H22NH3,某段时间内的平均反应速率分别用v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示[单位均为mol/(L·s)]时,下列关系式中正确的是( )
A.v(H2)=v(NH3)
B.v(N2)=2v(NH3)
C.v(NH3)=v(H2)
D.v(H2)=3v(N2)
解析:根据以不同物质表示的反应速率与化学计量数的关系为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,可求出只有D项符合。

答案:D
7.在可逆反应2A(g)+3B(g)x C(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,B为3 mol/L,前2 min C的平均反应速率为0.5 mol/(L·min)。

2 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L。

则关于此反应的下列说法中正确的是( )
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
D.2 min末时A的消耗浓度为0.5 mol/L
解析:依题意2min末c(C)=0.5mol/(L·min)×2min=1mol/L,而c(D)=0.5mol/L,所以x=2。

2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)
c(起始)(mol/L) 5 3 0 0
c(变化)(mol/L) 1 1.5 1 0.5
c(2min末)(mol/L) 4 1.5 1 0.5 可知C正确。

答案:C
8.在容积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2,发生反应2SO2+O22SO3,当反应进行到4 min时,测得n(SO2)=0.4 mol。

若反应进行到2 min末时,容器中SO2的物质的量是( )
A.等于1.6 mol
B.等于1.2 mol
C.大于1.6 mol
D.小于1.2 mol
解析:由题意可求得4min内SO2的平均反应速率v(SO2)=-=0.2mol/(L·min)。

若按
照这个反应速率计算,2min末时转化的SO2的物质的量为0.2mol/(L·min)×2min×2L=0.8mol,但由于前2min比后2min的平均反应速率大,所以2min时,n(SO2)<2mol-0.8mol=1.2mol。

答案:D
9.在体积为2 L的密闭容器中合成氨,已知在时间t内,氨的物质的量增加了0.6 mol,在此时间内,用氢气表示的平均反应速率是0.45 mol/(L·s),则t是( )
A.0.44 s
B.1 s
C.1.33 s
D.2 s
解析:v(NH3)=v(H2)=0.30mol/(L·s),氨气的浓度变化量为=0.30mol/L,因此反应所需时间为t==1s,故选B。

答案:B
10.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如下图所示,计算反应在4~8 min间的平均反应速率,并推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5 μmol·(L·min)-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·(L·min)-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·(L·min)-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·(L·min)-1和3.0 μmol·L-1
解析:据图可知,4min 时化合物Bilirubin 的浓度为20μmol·L -1
,8min 时其浓度为10μmol·L -1
,因此4~8min 间的平均反应速率为
- - -
=2.5μmol·(L·min)-1。

由
图可知,0~4min 间,反应物的浓度变化为(40-20)μmol·L -1
=20μmol·L -1
,4~8min 期间,反应
物的浓度变化为(20-10)μmol·L -1=10μmol·L -1
,可知,每隔4分钟,浓度变化量降为原来的
一半,所以8~12min 浓度变化为5μmol·L -1,12~16min 浓度变化为2.5μmol·L -1
,所以16min
时浓度为10μmol·L -1-5μmol·L -1-2.5μmol·L -1=2.5μmol·L -1。

故选B 。

答案:B
11.某温度时,在2 L 容器中,某一反应中A 、B 的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,由图中数据分析得
:
(1)在4 min 末时,A 、B 的物质的量浓度c (A) c (B);0~4 min 内A 、B 的物质的量浓度变化量Δc (A) Δc (B)。

(以上填“>”“<”或“=”) (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 。

解析:(1)由图可以看出,在4min 末n (A)=n (B)=0.4mol,又因体积相等,所以
c (A)=c (B);0~4min 内Δc (A)=
-
=0.2mol/L,Δc (B)=
-
=0.1mol/L 。

(2)v (A)=
=0.05mol/(L·min)。

(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n (A)∶n (B)=0.4mol ∶0.2mol=2∶1。

答案:(1)= >
(2)0.05 mol/(L·min) (3)2A B 12.在2 L 密闭容器中进行反应:m X(g)+n Y(g)p Z(g)+q Q(g),式中m 、n 、p 、q 为化学计量数。

在0~3 min 内,各物质物质的量的变化如下表所示:
0.8
已知2 min内v(Q)=0.075 mol/(L·min),,
(1)试确定以下物质的相关量:
起始时n(Y)=,n(Q)=。

(2)方程式中m=,n=,p=,q=。

(3)用Z表示2 min内的反应速率为。

解析:本题考查化学反应速率的简单计算。

解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。

对比X的起始量和2min末的量,可知反应逆向进行。

Δn(Q)=v(Q)·V·Δt=0.075mol/(L·min)×2L×2min=0.3mol
对反应过程利用“三段式”法分析如下:
m X(g)+n Y(g)p Z(g)+q Q(g)
始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
变/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) 0.3
2min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 故Δn(X)=0.8mol-0.7mol=0.1mol
Δn(Z)=1mol-0.8mol=0.2mol
n(Q)=0.3mol+2.7mol=3mol
(1)因
故,v(Y)=0.075mol/(L·min)×
=0.1mol/(L·min)
Δn(Y)=0.1mol/(L·min)×2min×2L=0.4mol
n(Y)=2.7mol-0.4mol=2.3mol
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)=0.1mol∶0.4mol∶0.2mol∶0.3mol=1∶4∶2∶3
(3),v(Q)=0.075mol/(L·min),故v(Z)=0.05mol/(L·min)。

答案:(1)2.3 mol 3 mol
(2)1 4 2 3
(3)0.05 mol/(L·min)。