化学第二章化学反应速率和化学平衡第1节化学反应速率综合训练含解析新人教版选修4

化学第二章化学反应速率和化学平衡第1节化学反应速率综合训练含解析新人教版选修4

第1节 化学反应速率 ‎[综合训练]‎ 一、选择题 ‎1．下列关于化学反应速率的说法，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．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快 C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示 D．化学反应速率常用单位有“mol·L－1·s－‎1”‎和“mol·L－1·min－‎‎1”‎ 答案　C 解析　化学反应速率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，故C项错误。‎ ‎　化学反应速率大小的比较方法 ‎(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。‎ ‎(2)换算成用同一物质表示的速率，再比较数值的大小。‎ ‎(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，可比较与，若>，则用A表示的反应速率比用B表示的大。‎ ‎2．反应‎2A(s)＋B(g)‎2C(g)＋D(g)经2 min后B的浓度减少0．6 mol·L－1。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．用A表示的反应速率是0．6 mol·L－1·min－1‎ B．若分别用B、C、D表示反应的速率，则其比是1∶2∶1‎ C．2 min末时的反应速率用反应物B来表示是0．3 mol·L－1·min－1‎ D．在2 min内用B和C表示的反应速率的值是相同的 答案　B 解析　反应物A是固体，通常不用其表示反应的速率，A项错误；同一反应中，用各物质表示的反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，B项正确；v(B)＝0．6 mol·L－1/2 min＝0．3 mol·L－1·min－1是2 min内的平均反应速率，而不是2 min末时的瞬时反应速率，C项错误；反应方程式中B和C的化学计量数不同，表示的反应速率的值不同，D项错误。‎ ‎3．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在‎5 L 密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0．3 mol，则此反应的平均速率v为(　　)‎ A．v(O2)＝0．01 mol·L－1·s－1‎ B．v(NO)＝0．08 mol·L－1·s－1‎ C．v(H2O)＝0．003 mol·L－1·s－1‎ D．v(NH3)＝0．001 mol·L－1·s－1‎ - 6 -‎ 答案　C 解析　v(NO)＝＝0．002 mol·L－1·s－1，B项错误；则v(H2O)＝v(NO)×＝0．002 mol·L－1·s－1×＝0．003 mol·L－1·s－1，C项正确；v(NH3)＝v(NO)＝0．002 mol·L－1·s－1，D项错误；v(O2)＝v(NO)×＝0．002 mol·L－1·s－1×＝0．0025 mol·L－1·s－1，A项错误。‎ ‎4．某温度时，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在恒容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，生成的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(　　)‎ A．X2＋2Y22XY2 B．2X2＋Y22X2Y C．X2＋3Y22XY3 D．3X2＋Y22X3Y 答案　D 解析　X2的浓度变化量为0．6 mol·L－1，Y2的浓度变化量为0．2 mol·L－1，Z的浓度变化量为0．4 mol·L－1，对于同一反应，同一时间内浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以选D。‎ ‎5．化学反应速率是通过实验测定的，测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是(　　)‎ 选项 化学反应 测量依据 ‎(单位时间内)‎ A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ 压强变化 B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑‎ H2体积 C ‎2NO2(g)N2O4(g)‎ 颜色深浅 D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量 答案　A 解析　化学反应速率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，该反应是气体分子数不变(反应前后的化学计量数之和相等)的反应，反应前后压强不变，不合理；B项，单位时间内H2体积变化越多，速率越快，合理；C项，2NO2N2O4，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，合理；D项，单位时间内产生沉淀的质量越多，速率越快，合理。‎ ‎6．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系正确的是(　　)‎ A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)‎ - 6 -‎ C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)‎ 答案　C 解析　在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比。由方程式知v(W)∶v(Z)＝3∶3 ＝1∶1，所以v(W)＝v(Z)，A项错误；v(X)∶v(Z)＝2∶3，所以3v(X)＝2v(Z)，B项错误；v(X)∶v(Y)＝2∶4 ＝1∶2，所以2v(X)＝v(Y)，C项正确；v(W)∶v(X)＝3∶2，所以2v(W)＝3v(X)，D项错误。‎ ‎7．一定条件下，在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g) 2HCN(g)＋6H2O(g)反应中，已知v(HCN)＝n mol·L－1·min－1，且v(O2)＝m mol·L－1·min－1，则m与n 的关系正确的是(　　)‎ A．m＝n B．m＝n C．m＝n D．m＝2n 答案　C 解析　化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比，即v(O2)∶v(HCN)＝3∶2，故m∶n＝3∶2，故m＝n。‎ ‎8．下列四个数据都表示反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的正反应速率，其中反应速率相同的是(　　)‎ ‎①v(SO2)＝0．3 mol·L－1·min－1　②v(SO3)＝0．9 mol·L－1·min－1　③v(O2)＝0．15 mol·L－1·min－1　④v(O2)＝2．25 mol·L－1·min－1‎ A．①② B．①③ C．③④ D．②④‎ 答案　B 解析　同一反应中，不同物质表示的反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比。用SO2表示的反应速率是0．3 mol·L－1·min－1时，则同一反应中用O2表示的反应速率是0．15 mol·L－1·min－1，①与③代表相同反应速率，所以选B。‎ ‎9．在某恒容密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0．6 mol·L－1。在该段时间内用H2表示的反应速率为0．45 mol·L－1·s－1，则反应所经过的时间是(　　)‎ A．0．44 s B．1 s C．1．33 s D．2 s 答案　D 解析　NH3的浓度增加了0．6 mol·L－1，H2的浓度减少了0．9 mol·L－1，根据v＝，v(H2)＝，Δt＝＝＝2 s。‎ ‎10．把0．6 mol X气体和0．4 mol Y气体混合于‎2 L - 6 -‎ 的密闭容器中使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，5 min 时生成0．2 mol W，若测得用Z的浓度变化来表示的平均反应速率为0．01 mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的化学计量数n是(　　)‎ A．1 B．‎2 C．3 D．4‎ 答案　A 解析　用W表示化学反应的速率为v(W)＝＝0．02 mol·L－1·min－1，用Z的浓度变化来表示的平均反应速率为0．01 mol·L－1·min－1，根据反应速率数值比等于系数比，可确定n＝1，A项正确。‎ ‎11． 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(　　)‎ A．该反应的化学方程式为3B ＋4D‎6A ＋‎‎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 答案　C 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＋‎4C‎6A＋2D，A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错误。‎ ‎12．反应2SO2＋O22SO3经a min后，SO3浓度的变化情况如图所示，在时间O～a min内用O2表示的平均反应速率为0．04 mol·L－1·min－1，则a等于(　　)‎ A．0．1 B．2．‎5 C．5 D．10‎ 答案　C 解析　由图像可知，v(SO3)＝＝ mol·L－1·min－1，由化学方程式可得v - 6 -‎ ‎(O2)＝v(SO3)＝ mol·L－1·min－1＝0．04 mol·L－1·min－1，a＝5。‎ 二、非选择题 ‎13．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)＝________，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__________________。‎ 答案　(1)2．3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3‎ ‎(3)0．05 mol·L－1·min－1‎ 解析　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。‎ ‎14．将等物质的量的A、B混合于‎2 L的密闭容器中，发生反应：‎3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。4 min后测得D的浓度为0．5 mol·L－1，cA∶cB＝3∶5，C的平均反应速率是0．125 mol·L－1·min－1‎ - 6 -‎ ‎，则此时A的物质的量浓度为______________，B的平均反应速率为____________________，x的值是_______。‎ 答案　0．75 mol·L－1　0．0625 mol·L－1·min－1　2‎ 解析　由4 min内D的浓度变化量为0．5 mol·L－1，可以求出A、B、C的浓度变化量分别为×0．5 mol·L－1、×0．5 mol·L－1和×0．5 mol·L－1。设A、B的起始浓度为n mol·L－1，则可以得到下列关系(单位均为mol·L－1)：‎ ‎　 　 　　　‎3A(g)　＋　B(g)　===　xC(g)＋　2D(g)‎ 起始浓度 n n 0 0‎ 浓度变化量 0．75 0．25 0．25x 0．5‎ ‎4 min后浓度 (n－0．75) (n－0．25) 0．25x 0．5‎ 由题意可知，cA∶cB＝(n－0．75)∶(n－0．25)＝3∶5，则n＝1．5，cA＝(n－0．75) mol·L－1＝0．75 mol·L－1。根据v(B)＝＝＝0．0625 mol·L－1·min－1。v(D)＝0．125 mol·L－1·min－1，根据v(C)∶v(D)＝x∶2＝1∶1，求得x＝2。‎ ‎　化学反应速率的计算公式为v＝，所以化学反应速率与物质的量的变化量、容器的体积及反应进行的时间有关。‎ 计算中常见的错误：①忽视体积因素，用单位时间内某物质的物质的量的变化量除以时间计算。②用一段时间后某物质的物质的量浓度除以时间直接计算。‎ 有关化学反应速率的计算往往数据较多，关系复杂，可通过建立化学反应速率计算的解题模式，使各种数据更直观和清晰，便于分析和计算。‎ ‎(1)建立解题模式的方法：‎ ‎①写出反应方程式并配平。‎ ‎②根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量，下同)、浓度的变化量及一段时间后的浓度，未知量可以用未知数表示。‎ ‎③根据起始浓度与一段时间后的浓度的差等于浓度的变化量及变化量之比等于化学计量数之比，列出关系式计算。‎ ‎(2)运用上述模式解题时要注意：‎ ‎①起始量、变化量、一段时间后的量这三者的单位要统一，都是物质的量单位或物质的量浓度单位，否则无法计算。‎ ‎②起始量、变化量、一段时间后的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应的化学计量数之比。‎ - 6 -‎