2020_2021学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡1化学反应速率课时作业含解析新人教版选修4

2020_2021学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡1化学反应速率课时作业含解析新人教版选修4

课时作业5　化学反应速率 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共48分)‎ ‎1．在恒温、恒容的容器中进行反应AB＋C，若A的浓度由0.1 mol·L－1降到0.06 mol·L－1需要20 s，那么由0.06 mol·L－1降到0.03 mol·L－1所需时间为(　C　)‎ A．等于10 s　B．等于15 s C．大于15 s D．小于15 s 解析：v(A)＝＝0.002 mol·L－1·s－1，若按照此速率，则由0.06 mol·L－1降到0.03 mol·L－1 所需时间为＝15 s，但随着反应的进行，反应物的浓度越来越小，速率越来越慢，所需时间应大于15 s。‎ ‎2．加热A2B5气体按A2B5(g)A2B3(g)＋B2(g)，A2B3(g)A2B(g)＋B2(g)方式分解。在容积为2 L的密闭容器中将4 mol A2B3加热至t ℃时，B2浓度为0.5 mol/L，A2B5浓度为0.7 mol/L，则t ℃时A2B3的浓度是(　A　)‎ A．0.1 mol/L B．0.2 mol/L C．0.9 mol/L D．1.5 mol/L 解析：若t ℃时c(A2B5)＝0.7 mol/L，就必须有0.7 mol/L的B2和0.7 mol/L的A2B3参加反应，而t ℃时c(B2)＝0.5 mol/L，就有(0.7 mol/L＋0.5 mol/L)的A2B3分解，所以t ℃时，c(A2B3)＝2 mol/L－1.2 mol/L－0.7 mol/L＝0.1 mol/L。‎ ‎3．一定温度下，向一个装有催化剂的容积为2 L的真空密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，发生如下反应：N2＋3H22NH3,3 min后测得密闭容器内的压强是起始时的，则在此段时间内用H2表示的化学反应速率v(H2)为(　C　)‎ A．0.2 mol·L－1·min－1 B．0.6 mol·L－1·min－1‎ C．0.1 mol·L－1·min－1 D．0.3 mol·L－1·min－1‎ 解析：3 min后容器内的压强是起始时的，则3 min后混合气体的总物质的量是起始时的，故反应后的混合气体的总物质的量为(1 mol＋3 mol)×0.9＝3.6 mol，反应前后气体的物质的量之差Δn＝0.4 mol，根据反应式可知，此段时间内生成NH3 0.4 mol，消耗H2 0.6 mol，故v(H2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。‎ ‎4．在2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)2C(g)，若最初加入A和B都是4‎ 8‎ ‎ mol，测得10 s内A的平均速度v(A)＝0.12 mol/(L·s)，则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是(　C　)‎ A．1.6 mol B．2.8 mol C．3.2 mol D．3.6 mol 解析：由题给信息可知：10 s内A减少的物质的量为：0.12 mol/(L·s)×10 s×2 L＝2.4 mol，则物质B在10 s内减少的物质的量为：2.4 mol÷3＝0.8 mol，故反应进行到10 s时容器中B的物质的量是4 mol－0.8 mol＝3.2 mol。‎ ‎5．在密闭容器中发生反应mA(g)＋nB(g)===wC(g)，同一时间段内测得：A的浓度每分钟减少0.15 mol·L－1，B的浓度每分钟减少0.05 mol·L－1，C的浓度每分钟增加0.1 mol·L－1。则下列叙述正确的是(　B　)‎ A．在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大 B．化学计量数之比是mnw＝312‎ C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加 D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol 解析：由题意知，v(A)v(B)v(C)＝312。根据化学反应中各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可知，mnw＝312，A、C项均错误，B项正确。反应过程中，反应都不是等速率进行的，前10 s与前20 s内反应速率不同，D项错误。‎ ‎6．某温度时，浓度均为1 mol·L－1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－1，Y2的浓度为0.8 mol·L－1，生成气体Z的浓度为0.4 mol·L－1。则该反应的化学方程式(Z用X、Y表示)是(　D　)‎ A．X2(g)＋2Y2(g)2XY2(g)‎ B．2X2(g)＋Y2(g)2X2Y(g)‎ C．X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)‎ D．3X2(g)＋Y2(g)2X3Y(g)‎ 解析：浓度的变化量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。‎ ‎7．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体并发生化学反应，反应中各物质的物质的量的变化如图所示，对该反应的推断合理的是(　C　)‎ 8‎ A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C 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 解析：各物质的物质的量的变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比，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＋4C6A＋2D，A项错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D项错误。‎ ‎8．在可逆反应：2A(g)＋3B(g)xC(g)＋D(g)中，已知：起始浓度A为5 mol/L，B为3 mol/L，C的反应速率为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正确的是(　C　)‎ 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：根据化学方程式：‎ ‎　 　 　2A(g) ＋ 3B(g)xC(g) ＋ D(g)‎ 起始浓度 5 mol/L 3 mol/L 0 0‎ 变化的浓度1 mol/L 1.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/L 4 mol/L 1.5 mol/L 1 mol/L 0.5 mol/L ‎9．在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，2 s时间内用X表示的平均反应速率为 mol/(L·s)，则2 s时间内，Q物质增加的物质的量为(　A　)‎ A. mol　 B. mol 8‎ C. mol D. mol ‎10．把0.6 mol气体X和0.4 mol气体Y混合于2.0 L的密闭容器中，发生如下反应3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，测得5 min末已生成0.2 mol W，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则n值是(　A　)‎ A．1 B．2‎ C．3 D．4‎ 解析：5 min末生成0.2 mol W，则v(W)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，＝＝，n＝1。‎ ‎11.某反应：2A(g)3B(g)的各物质的浓度随时间的变化如图所示，则有关反应速率的表示正确的是(　A　)‎ A．v(A)＝0.1 mol/(L·min)‎ B．v(B)＝0.2 mol/(L·min)‎ C．v(A)＝v(B)＝0.5 mol/(L·min)‎ D．v(A)＝v(B)＝0.3 mol/(L·min)‎ 解析：根据图像：2 min时，A的浓度减少了0.2 mol/L，B的浓度增加了0.3 mol/L，故v(A)＝0.1 mol/(L·min)，v(B)＝0.15 mol/(L·min)。‎ ‎12．将一定量的固体Ag2SO4置于容积不变的密闭容器中(装有少量V2O5)，某温度下发生反应：Ag2SO4(s)Ag2O(s)＋SO3(g)，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)。反应经过10 min后，测得c(SO3)＝0.4 mol·L－1，c(SO2)＝0.1 mol·L－1，则下列叙述中不正确的是(　C　)‎ A．容器里气体的密度为40 g·L－1‎ B．SO3的分解率为20%‎ C．化学反应速率v(Ag2SO4)＝v(SO3)‎ D．在这10 min内的平均反应速率为v(O2)＝0.005 mol·L－1·min－1‎ 解析：此题有一定的难度，涉及连续反应，可先分析后一个反应：‎ ‎　　 2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)‎ 起始浓度/mol·L－1 0.5 0 0‎ 8‎ 转化浓度/mol·L－1 0.1 0.1 0.05‎ ‎10 min后浓度/mol·L－1 0.4 0.1 0.05‎ A项：ρ＝＝c(SO3)·M(SO3)＝0.5 mol·L－1×80 g·mol－1＝40 g·L－1。‎ B项：SO3的分解率为：×100%＝×100%＝20%。‎ C项：Ag2SO4为固体，不能用其表示反应速率。‎ D项：v(O2)＝＝＝0.005 mol·L－1·min－1。‎ 二、非选择题(52分)‎ ‎13．(12分)某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。‎ 分析图中数据，回答下列问题：‎ ‎(1)该反应的化学方程式为Y(g)＋2Z(g)3X(g)。‎ ‎(2)反应开始至2 min末，X的反应速率为0.067_mol/(L·min)。‎ ‎(3)该反应是由正、逆反应同时(填“正反应”“逆反应”或“正、逆反应同时”)开始反应的。‎ 解析：(1)反应开始时，X、Y、Z的物质的量分别为0.4 mol、1.2 mol、2.0 mol,3 min时X、Y、Z的物质的量分别为1.0 mol、1.0 mol、1.6 mol。在0～3 min 时间段内，X、Y、Z的物质的量变化为0.6 mol(增加)、0.2 mol(减少)、0.4 mol(减少)。即X、Y、Z转化的物质的量之比为n(X)n(Y)n(Z)＝312。根据各物质转化的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，得到化学方程式为Y(g)＋2Z(g)3X(g)。(2)反应开始和2 min时，X的物质的量分别为0.4 mol、0.8 mol。即在0～2 min时间段内X增加的物质的量为0.4 mol。故X的反应速率为v(X)＝≈0.067 mol/(L·min)。(3)由图中三条曲线均未通过原点可判断该反应是由正、逆反应同时进行的。‎ ‎14．(12分)已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2‎ 8‎ ‎ L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。‎ ‎(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为0.05_mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。‎ ‎(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。‎ 答案：见解析 ‎(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。‎ 解析：(1)0～12 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝0.6 mol·L－1÷12 s＝0.05 mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝0.3 mol·L－1÷4 s＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)v(C)＝ac＝0.075 mol·L－1·s－10.05 mol·L－1·s－1＝32；由图像知，0～12 s内Δc(A)Δc(B)＝0.6 mol·L－10.2 mol·L－1＝31＝ab，则abc＝312，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。‎ ‎(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)Δc(C)＝ac＝32，所以Δc(C)＝2×0.6 mol·L－1÷3＝0.4 mol·L－1，则该曲线如图所示。‎ ‎(4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝0.08 mol·L－1·s－1，甲容器中v(B)＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0.12 mol·L 8‎ ‎－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。‎ ‎15．(14分)在2 L的密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(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)＝2.3_mol，n(Q)＝3_mol。‎ ‎(2)方程式中m＝1，n＝4，p＝2，q＝3。‎ ‎(3)用Z表示2 min内的反应速率为0.05_mol·L－1·min－1。‎ 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：‎ mX(g)　＋　nY(g)pZ(g)　＋　qQ(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。‎ ‎16．(14分)可以利用如图所示的装置测定不同浓度的硫酸与锌的反应速率。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用上述装置测定不同浓度的硫酸与锌的反应速率时，必须要求实验装置气密性良好，检查该装置气密性的方法是 8‎ 关闭分液漏斗的活塞，然后把注射器的活塞外拉一段距离，松手，如果活塞能恢复原状(0位置处)，则表明该装置的气密性良好。‎ ‎(2)按照上述装置图组装3套相同的装置，并检查装置气密性。首先将注射器推至0刻度处；然后在三个锥形瓶中分别放入相同形状的锌粒2 g，最后通过分液漏斗在锥形瓶中分别加入1 mol/L、2 mol/L和4 mol/L的稀硫酸40 mL。请填写下列表中空白：‎ 序号 加入的 稀硫酸浓度 反应时 间/min 收集的 气体/mL 反应速率/‎ mL·min－1‎ ‎①‎ ‎1 mol/L ‎11‎ ‎10‎ ‎0.91‎ ‎②‎ ‎2 mol/L a ‎10‎ b ‎③‎ ‎4 mol/L ‎2‎ ‎10‎ ‎5.0‎ 请选择一组合适的数据填写在第②组实验中的a、b处B。‎ A．12和0.83　 B．6和1.67‎ C．1和10 D．6和3.67‎ ‎(3)如果将锥形瓶用热水浴加热，则收集10 mL氢气的时间将缩短。‎ 解析：(1)注射器可以应用于气体类实验设计中，检查这种装置气密性的简便方法通过推拉注射器进行。(2)通过化学反应速率的数学表达式可以得出①、③两个空格中的数值，因此a的取值应该介于2与11之间，所以可排除A、C，分别代入B、D项计算，可知B正确。(3)升高温度，反应速率增大。‎ 8‎