高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率达标训练(含解析)新人教版选修4-新人

第一节化学反应速率
1．已知某条件下，合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的有关数据如下表所示：
项目N2H2NH3
起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/(mol·L－1) 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是( )
A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1
B．前2 s内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1
C．前4 s内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1
D．2～4 s内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1
解析：2 s末的速率是瞬时速率，本题条件下是无法求解的，A项错误；0～2 s内，Δc(NH3)＝1.0 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.8 mol·
L－1，故前2 s内v(NH3)＝0.8 mol·L－1÷2 s＝0.4 mol·L－1·s－1，B项正确；前4 s内v(NH3)＝(1.4 mol·L－1－0.2 mol·L－1)÷4 s＝0.3 mol·L－1·
s－1，C项正确；2～4 s内v(NH3)＝(1.4 mol·L－1－1.0 mol·L－1)÷(4 s－2 s)＝0.2 mol·L －1·s－1，D项正确。

答案：A
2．对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g), 下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最大的是( )
A．v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1
B．v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1
C．v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1
D．v(NO)＝9 mol·L－1·min－1
解析：首先将四个答案的单位变为相同单位，A为0.2×60＝12 mol·L－1·min－1，B为0.24×60＝14.4 mol·L－1·min－1。

再将四个速率都除以各自的方程式系数，比较大小。

答案：A
3．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－1、B为3 mol·
L－1，前2 min C的平均反应速率为0.5 mol·L－1·min－1，2 min末测得D的浓度为0.5 mol·L
－1。

则关于此反应的下列说法正确的是( )
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－1
D．2 min末时A的浓度减少了0.5 mol·L－1
解析：依题意，2 min末c(C)＝0.5 mol·L－1·min－1×2 min＝1 mol·L－1，而c(D)＝0.5 mol·L－1，所以x＝2。

2A（g）＋3B（g）2C（g）＋D（g）c起始/（mol·L－1） 5 3 0 0
c转化/（mol·L－1） 1 1.5 1 0.5
c2 min末/（mol·L－1） 4 1.5 1 0.5
综上可知C正确。

答案：C
4．已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：mol·L－1·s－1)表示，则正确关系是( )
A.4
5
v(NH3)＝v(O2)
B.5
6
v(O2)＝v(H2O)
C.2
3
v(NH3)＝v(H2O)
D.4
5
v(O2)＝v(NO)
解析：该反应中v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，根据上述关系分析选项，推知D项正确。

答案：D
5．根据如图所示图象填空：
(1)反应物是________，生成物是________。

(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为______________、______________、
______________。

(3)该反应的化学方程式是________________________。

解析：已知在反应过程中反应物的量减少，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物，由速率的定义不难得出：
v(A)＝[(8－2)÷2] mol·L－1·min－1＝3 mol·L－1·min－1，
v(B)＝[(8－4)÷2] mol·L－1·min－1＝2 mol·L－1·min－1，
v(C)＝(6÷2) mol·L－1·min－1＝3 mol·L－1·min－1，
故三者的化学计量数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B3C。

答案：(1)A、B C (2)3 mol·L－1·min－1 2 mol·L－1·min－1 3 mol·L－1·min－1 (3)3A＋2B3C
时间：40分钟
[A级基础巩固]
1．对于化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列说法正确的是( )
A．用HCl和CaCl2在单位时间内浓度的变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．可用CaCl2浓度的减少表示其反应速率
解析：同一反应中，用不同的物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应进行的快慢。

在同一反应中，各物质表示的反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，所以A正确。

答案：A
2．在密闭容器中，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2v(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＋B===C
解析：由2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，可知v A∶v B∶v C＝2∶3∶2，即A、B、C对应的化学计量数分别为2、3、2，故反应方程式为2A＋3B===2C。

答案：A
3．5.6 g 铁粉投入到盛有100 mL 2 mol·L －1
稀硫酸的烧杯中，2 min 时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是( )
A ．v (Fe)＝0.5 mol·L －1
·min －1
B ．v (H 2SO 4)＝1 mol·L －1
·min －1
C ．v (H 2SO 4)＝0.5 mol·L －1
·min －1
D ．v (FeSO 4)＝1 mol·L －1
·min －1
解析：铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A 错误；反应的铁粉是0.1 mol ，参加反应的H 2SO 4为0.1 mol ，所以v (H 2SO 4)＝0.5 mol·L －1
·min －1
，
v (FeSO 4)＝0.5 mol·L －1·min －1，B 、D 错误，C 正确。

答案：C
4．在一定条件下，对于反应：A 2(g)＋3B 2(g)2AB 3(g)，下列所表示的化学反应速
率中最大的是( )
A ．v (A 2)＝0.8 mol·L －1
·s －1
B ．v (A 2)＝60 mol·L －1
·min －1
C ．v (AB 3)＝1.0 mol·L －1
·s －1
D ．v (B 2)＝1.2 mol·L －1
·s －1
解析：首先比较A 、C 、D 项的大小，因为
v （A 2）1
＞
v （AB 3）2
＞
v （B 2）
3
，故A 项表示的反
应速率大；然后再比较A 、B 项，B 项中将v (A 2)除以60得到v (A 2)＝1.0 mol·L －1
· s －1
，故B 项表示的反应速率最大。

答案：B
5．已知反应2NO(g)＋Br 2(g)===2NOBr(g)的活化能为a kJ· mol －1
，其反应原理如下：
①NO(g)＋Br 2(g)===NOBr 2(g)(慢)； ②NO(g)＋NOBr 2(g)===2NOBr(g)(快) 下列有关该反应的说法正确的是( ) A ．反应速率主要取决于②的快慢 B ．NOBr 2是该反应的催化剂 C ．该反应的焓变等于a kJ·mol －1
D ．反应速率：v (NO)＝v (NOBr)＝2v (Br 2)
解析：反应速率主要取决于①的快慢，故A错误；NOBr2是该反应的中间产物，故B错误；该反应的焓变等于正反应的活化能和逆反应活化能的差，故C错误；速率比等于方程式计量数之比，反应速率：v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)，故D正确。

答案：D
6．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。

下列分析不正确的是( )
A．EF段表示的平均反应速率最大
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·
min－1
C．OE、EF、FG三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．G点收集的CO2的量最多
解析：A选项中，曲线斜率越大，平均反应速率越大，正确；B选项中，Δn(CO2)＝448 mL
＝0.02 mol，Δn(HCl)＝0.04 mol，Δc(HCl)＝0.4 mol·L－1，v(HCl)＝0.4 22 400 mL·mol－1
mol·L－1·min－1，正确；C选项中，反应速率之比为224∶448∶112＝2∶4∶1，错误；D选项中，由图可知，G点收集的CO2的量最多，正确。

答案：C
[B级能力提升]
7．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 mo·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)前5 min内用B表示的平均反应速率v(B)＝______mol·
L－1·min－1。

(3)化学反应方程式中x的值为________。

解析：C的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，则5 min后，C的浓度为0.5 mol·L －1。

所以根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，x＝2。

3A(g) ＋B(g)2C(g)＋2D(g)
起始浓度/(mol·L－1) a a 0 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5
5 min后浓度/(mol·L－1) a－0.75 a－0.25 0.5 0.5
由于c(A)∶c(B)＝3∶5
所以(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5
解得a＝1.5
(1)此时A的浓度c(A)＝1.5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·
L－1
反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝1.5 mol·
L－1×2 L＝3.0 mol；
(2)前5 min内用B表示的平均反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1÷5 min＝0.05 mol·L－1·m in－1。

答案：(1)0.75 3 (2)0.05 (3)2
8．在2 L的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0～2 min内，各物质的物质的量变化如下表所示：
物质X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。

(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。

对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。

Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075 mol·L－1 min－1×2 L×2 min＝0.3 mol。

对反应过程作“三段式”法分析如下：
m X(g)＋n Y(g)p Z(g)＋q Q(g)
起始 0.7 mol n(Y) 1 mol n(Q)
转化Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) 0.3 mol
2 min末 0.8 mol 2.7 mol 0.8 mol 2.7 mol
故Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，n(Q)＝0.3 mol＋2.7 mol＝3 mol。

(1)因Δn(Z)∶Δn(Q)＝v(Z)∶v(Q)＝2∶3，则v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1，又因为v(Z)∶v(Y)＝1∶2，则v(Y)＝0.1 mol·L－1·min－1，故Δn(Y)＝0.1 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.4 mol，n(Y)＝2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。

(2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。

(3)v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，
故v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1。

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