高中化学作业5化学反应速率含解析 人教版选修4
课时作业（五）
A组—基础巩固
一、化学反应速率的概念
1．下列关于化学反应速率的说法中，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 化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol/L)变化量来表示，故A项错误；反应速率为0.8 mol/(L·s)表示1 s内某物质的浓度平均变化了0.8 mol/L，而不是1 s时的实际浓度，故B项错误；反应速率的快慢有时不一定能察觉，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，故D项错误。
答案 C
考查内容 化学反应速率的定义
2．反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的表示，正确的是( )
A．用A表示的反应速率为0.4 mol·L－1·min－1
B．分别用A、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1
C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的正反应速率都是逐渐减小的
解析 因A是固态物质，不能用其浓度变化来表示速率，A、B两项错误，C项所求的反应速率是2 min内平均反应速率，C项错误；随着反应进行反应物的浓度降低，反应速率减慢，生成物的浓度变化量逐渐减少，故2 min内用B和C表示的正反应速率都是逐渐减小
的，D项正确。
答案 D
考查内容 反应速率的计算公式以及反应速率和化学计量数关系
3．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．用HCl和CaCl2浓度的变化量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的浓度变化量表示反应速率，可用水的浓度变化量来表示反应速率
C．用H2O和CO2的浓度的变化量表示的化学反应速率相同
D．可用CaCl2浓度的减小量表示其反应速率
8
解析 CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用它们表示化学反应速率；CaCl2为生成物，反应中CaCl2的浓度增加，应该用其浓度的增加量来表示反应速率。
答案 A
二、化学反应速率的简单计算
4．在一定条件下，反应N2＋3H22NH3在2 L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增加了1.7 g，则反应速率为( )
A．v(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1
B．v(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.17 mol·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·min－1
解析 根据题目可知v(NH3)＝0.01 mol·L－1·min－1，根据反应化学计量数与化学反应速率的关系可求出v(H2)＝0.015 mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.005 mol·L－1·min－1。
答案 D
考查内容 反应速率的计算公式以及反应速率和化学计量数关系
5．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min时，测得物质的浓度分别为c(X2)＝0.4 mol·L－1，c(Y2)＝0.8 mol·L－1，c(Z)＝0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为( )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
解析 求出X、Y、Z的浓度变化量分别为Δc(X2)＝0.6 mol·L－1，
Δc(Y2)＝0.2 mol·L－1，Δc(Z)＝0.4 mol·L－1，则有
Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)＝3∶1∶2。又知v＝，则
v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝3∶1∶2为方程式中X2、Y2、Z的化学计量数之比，化学反应方程式为3X2＋Y2===2Z，根据质量守恒确定Z的化学式为X3Y。
答案 C
6．一定温度下，在恒容密闭容器中发生下列反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L时，所需反应的时间为( )
A．等于5 s B．等于10 s
C．大于10 s D．小于10 s
解析 若c(HI)由0.1 mol/L降到0.07 mol/L时，需要15 s，那么以同样的速率反应时，c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L，需10 s，但是随反应的进行，反应速率会逐渐减小，故所需时间大于10 s，C项正确。
8
答案 C
三、化学反应速率大小比较
7．在甲、乙两个密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，一段时间后，测得两容器中反应的反应速率：v甲(SO2)＝1.2 mol·L－1·mol－1，v乙(O2)＝0.8 mol·L－1，则反应速率( )
A．甲>乙 B．乙>甲
C．甲＝乙 D．无法判断
解析 根据化学方程式2SO2＋O22SO3可知，v(SO2)＝2v(O2)，v甲(SO2)＝1.2 mol·L－1·min－1，则v甲(O2)＝0.6 mol·L－1·min－1
甲。
答案 B
8．甲、乙两容器都在进行A―→B的反应，甲容器内每分钟减少了4 mol A，乙容器内每分钟减少了2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率( )
A．快 B．慢
C．相等 D．无法判断
解析 本题没有已知甲、乙容器的容积，故无法比较甲、乙两容器反应物浓度的变化量，无法比较反应速率的快慢，D项正确。
答案 D
B组—能力提升
9．将4 mol A气体和2mol 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，其中正确的是( )
①用物质A表示的反应平均速率为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
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析 先利用题干已知列出反应式
2A ＋ B2C
起始浓度(mol·L－1) 2 1 0
2 s内浓度变化(mol·L－1) 0.6 0.3 0.6
2 s时浓度(mol·L－1) 1.4 0.7 0.6
8
①用物质A表示的平均反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1，正确；②用物质B表示的平均反应速率为＝0.15 mol·L－1·s－1，错误；③2 s时物质A的转化率为×100%＝30%，错误；④正确。
答案 B
10.用纯净的CaCO3与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示。根据分析判断正确的是( )
A．OE段表示反应速率最快
B．EF段表示反应速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示收集的CO2最多
D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增快
解析 由图可知，EF段平均速率最快，收集的CO2最多，B项正确。
答案 B
11．在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2，发生反应：N2＋3H22NH3。经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，H2的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)，则所经过的时间为( )
A．2 min B．3 min
C．4 min D．5 min
解析 本题是由反应速率求反应所经过的时间，由于题中并没有给出各反应物前后的浓度变化，需根据题中所给的压强关系，利用阿伏加德罗定律的推论，采用“三步法”或“差量法”列出前后物质总物质的量，列式求解。
方法一：“三步法”
设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：
N2＋3H22NH3
起始物质的量(mol) 1 3 0
反应的物质的量(mol) x 3x 2x
测定时物质的量(mol) 1－x 3－3x 2x
反应后总物质的量为：1－x＋3－3x＋2x＝4－2x
根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式可得：＝，
解得：x＝0.2 mol。
参加反应的H2的物质的量：n(H2)＝3x＝0.6 mol，可得Δc(H2)＝0.3 mol/L，由v(H2)＝，v(H2)＝0.1 mol/(L·min)，故可得反应时间为3 min。
8
方法二：“差量法”
设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：
N2＋3H22NH3减少的物
质的量
起始物质,的量(mol)) 1 2
反应的物质,的量(mol)) x 2x
反应前各物质的物质的量为：3 mol＋1 mol＝4 mol，反应后减少2x，故反应后总物质的量为：4 mol－2x，根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式：＝，其他解法同上。
答案 B
考查内容 压强与物质的量的关系、反应速率和化学计量数关系
12．某温度下，在2 L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如下图。反应在t1 min时到达平衡，如图所示：
(1)该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)反应起始至t1 min，Y的平均反应速率是________。
(3)X物质的转化率是________。
解析 (1)由变化曲线可知X是反应物，Y、Z是生成物，设该反应式为
aX bY ＋ cZ
a b c
(2.4－1.6)mol 1.2 mol 0.4 mol
则a∶b∶c＝2∶3∶1，再根据t1 min时反应达到平衡状态，可知该反应为可逆反应，则其方程式为2X3Y＋Z。
(2)v(Y)＝＝＝ mol·L－1·min－1。
(3)X的转化率α(X)＝×100%＝33.3%。
答案 (1)2X3Y＋Z (2) mol·L－1·min－1
8
(3)33.3%
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，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：
mX(g) ＋ nY(g) pZ(g) ＋ qQ(g)
起始 0.7 mol n(Y) 1 mol n(Q)
变化 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，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
C组—高分突破
14．某温度时，在2 L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变化如表所示。
8
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
(1)体系中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率________。
(3)该反应达到平衡后容器内压强与反应前压强之比等于________(填最简整数比)。
解析 (1)观察表中数据，1 min内，X减少0.1 mol，Y减少0.2 mol，Z增加了0.2 mol，各物质物质的量变化值之比等于方程式中化学计量数之比，化学方程式为X＋2Y2Z。
(2)v(Z)＝＝0.083 mol·L－1·min－1。
(3)根据表中数据9 min后反应达到平衡，平衡时气体总物质的量为0.55 mol＋0.10 mol＋0.90 mol＝1.55 mol，起始时气体的总物质的量为：1.00 mol＋1.00 mol＝2.00 mol，反应达到平衡后容器内压强与反应前容器内压强之比等于气体物质的量之比，即1.55∶2.00＝31∶40。
答案 (1)X＋2Y2Z
(2)0.083 mol·L－1·min－1
(3)31∶40
15．在25 ℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸溶液中，放入5.6 g纯铁粉，反应进行到2 min末收集到氢气1.12 L(标准状况)，在此后又经过4 min，铁粉完全溶解。若不考虑溶液体积的变化，则：
(1)前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是________。
(2)后4 min内用HCl表示的平均反应速率是________。
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率________较快，其原因是__________________________________________________。
解析 (1)设前2 min内生成FeCl2的物质的量为x，消耗铁的物质的量为y。
Fe＋2HCl===FeCl2 ＋ H2↑
8
1 1 1
y x
x＝0.05 mol，y＝0.05 mol
前2 min内：v2(FeCl2)＝＝
0．25 mol·(L·min)－1。
(2)设后4 min内消耗HCl的物质的量为z。
Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
1 2
z
解得：z＝0.1 mol
后4 min内：v4(HCl)＝＝0.25 mol·(L·min)－1。
(3)要比较v2(FeCl2)和v4(HCl)的大小，必须把它们转化为同一物质表示的反应速率，
v2(HCl)＝2v2(FeCl2)＝2×0.25 mol·(L·min)－1＝0.5 mol·(L·min)－1，即前2 min的平均反应速率大于后4 min的平均反应速率。
答案 (1)0.25 mol·(L·min)－1
(2)0.25 mol·(L·min)－1
(3)前2 min 在其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，因而v随之减小
考查内容 反应速率的计算公式以及反应速率和化学计量数关系
8
