高中化学人教版化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡 第2章第1节

第二章第一节基础巩固1．对于化学反应3W(g)＋2X(g)=4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是eq\x(导学号68732175)(C)A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)解析：用反应中不同物质的浓度表示反应速率时，其反应速率之比等于化学方程式中的系数之比，则有v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3。2．将气体A2、B2各1mol充入1L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为mol·L－1，c(B2)为mol·L－1，c(C)为mol·L－1，则C的化学式为eq\x(导学号68732176)(C)A．AB B．A2BC．AB2 D．A2B2解析：该段时间内，A2、B2两种物质按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应。由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值，求出A2、B2、C三种物质的化学计量数比为1∶2∶2，结合质量守恒定律可知C的化学式为AB2。3．在一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应N2＋O2=2NO，经测定前3s用N2表示的反应速率为mol·L－1·s－1，则6s末NO的浓度为eq\x(导学号68732177)(C)A．mol·L－1 B．大于mol·L－1C．小于mol·L－1 D．不能确定解析：前3s用N2表示的反应速率为mol·L－1·s－1，即用NO表示的反应速率为mol·L－1·s－1，如果3～6s的反应速率仍为mol·L－1·s－1，则NO的浓度为mol·L－1，由于随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢，故应小于mol·L－1。4．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如下表所示：编号(1)(2)(3)(4)反应速率[mol/(L·min)]v(SO2)v(O2)v(SO3)v(O2)其中反应速率最快的是eq\x(导学号68732178)(D)A．(1) B．(2)C．(3) D．(4)解析：由反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：eq\f(1,2)v(SO2)＝v(O2)＝eq\f(1,2)v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)eq\f(1,2)v(SO2)＝mol/(L·min)；(2)v(O2)＝mol/(L·min)；(3)eq\f(1,2)v(SO3)＝mol/(L·min)；(4)v(O2)＝mol/(L·min)，单位相同，数值大者反应速率快。5．反应4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4mol/L，N2的浓度为0,2min后测得N2的浓度为mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是eq\x(导学号68732179)(D)A．v(CO)＝mol/(L·s) B．v(NO2)＝mol/(L·min)C．v(N2)＝mol/(L·min) D．v(CO2)＝mol/(L·min)解析：由题意知N2的反应速率为eq\fmol/L,2min)＝mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得D选项正确。要注意的是A项中的单位是mol/(L·s)，故不正确。6．2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)。若2s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝mol/(L·s)，下列推测正确的是eq\x(导学号68732180)(A)A．v(C)＝v(D)＝mol/(L·s) B．z＝3C．B的转化率为25% D．C的体积分数为%解析：由A的转化率可知，2s时反应掉的A的物质的量为1mol，v(A)＝eq\f(1mol,2L×2s)＝mol/(L·s)，由于v(A)∶v(D)＝mol/(L·s)∶mol/(L·s)＝2∶z，则z＝2，B不正确，A正确；此时消耗的B为mol，生成的C为1mol，则B的转化率为eq\fmol,2mol)×100%＝75%，C的体积分数＝eq\f(1mol,1mol＋mol＋1mol＋1mol)×100%＝%。7．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s)NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2min后，测知H2的浓度为mol·L－1，HBr的浓度为4mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是eq\x(导学号68732181)(B)A．mol·L－1·min－1 B．mol·L－1·min－1C．2mol·L－1·min－1 D．mol·L－1·min－1解析：此题为连锁反应，即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解，故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量，即c(HBr)＝c(HBr)生成－c(HBr)分解，又知c(H2)＝mol·L－1，则c(HBr)分解＝1mol·L－1所以c(HBr)生成＝c(HBr)＋c(HBr)分解＝5mol·L－1c(NH3)＝c(HBr)生成＝5mol·L－1v(NH3)＝eq\f(5mol·L－1－0,2min)＝mol·L－1·min－1。8．在2L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质系数。在0min～3min内，各物质物质的量的变化如下表所示：eq\x(导学号68732182)物质时间XYZQ起始(mol)12min末(mol)3min末(mol)已知2min内v(Q)＝mol·L－1·min－1，eq\f(vZ,vY)＝eq\f(1,2)，(1)试确定以下物质的相关量：起始时n(Y)＝，n(Q)＝__3_mol__。(2)方程式中m＝__1__，n＝__4__，p＝__2__，q＝__3__。(3)用Z表示2min内的反应速率·L－1·min－1__。(4)2min末Q的转化率为__10%__。(5)试判断在2min内v(正)__<__v(逆)(填“>”、“<”或“＝”)，在2min末～3min末v(正)__＝__v(逆)(填“>”、“<”或“＝”)。解析：解题时明确化学反应速率与系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＝mol·L－1·min－1×2L×2min＝对反应过程作“三段式”法分析如下：mX＋nYpZ＋qQ始/moln(Y)1n(Q)变/molΔn(X)Δn(Y)Δn(Z)2min末/mol故Δn(X)＝mol－mol＝molΔn(Z)＝1mol－mol＝moln(Q)＝mol＋mol＝3mol(1)因eq\f(vZ,vY)＝eq\f(1,2)，eq\f(vZ,vQ)＝eq\f(ΔnZ,ΔnQ)＝eq\fmol,mol)故eq\f(vY,vQ)＝eq\f(4,3)，v(Y)＝mol·L－1·min－1×eq\f(4,3)＝mol·L－1·min－1Δn(Y)＝mol·L－1·min－1×2min×2L＝n(Y)＝mol－mol＝mol(2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝mol∶mol∶mol∶mol＝1∶4∶2∶3(3)eq\f(vQ,vZ)＝eq\f(3,2)，v(Q)＝mol·L－1·min－1，故v(Z)＝mol·L－1·min－1。(4)Q的转化率α(Q)＝eq\f(ΔnQ,nQ)×100%＝eq\fmol,3mol)×100%＝10%。(5)起始时反应逆向进行，至2min末Z的物质的量不再变化，达到平衡状态，故2min内v(正)<v(逆)，2min末～3min末反应处于平衡状态，故v(正)＝v(逆)。素能拓展1．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由mol/L降到mol/L时，需要15s，那么c(HI)由mol/L降到mol/L时，所需反应的时间为eq\x(导学号68732183)(C)A．等于5s B．等于10sC．大于10s D．小于10s解析：c(HI)从mol/L降到mol/L过程中：v(HI)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\fmol/L,15s)＝mol/(L·s)。假设v(HI)不变，则c(HI)从mol/L降到mol/L时，Δt＝eq\f(Δc,v)＝eq\fmol/L,mol/L·s)＝10s。但反应速率受浓度变化的影响，浓度越小，反应速率越慢。随着反应的进行c(HI)越来越小，反应速率越来越慢，故所需反应时间大于10s。2．将4molA气体和2molB气体在2L密闭的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)，若经2s后测得A物质的量为mol，C的浓度为mol·L－1，下列几种说法，正确的是eq\x(导学号68732184)(B)①2s内用物质A表示的平均反应速率为mol·L－1·s－1②2s内用物质B表示的平均反应速率为mol·L－1·s－1③2s时物质B的转化率为70%④x＝2A．①③ B．①④C．②③ D．③④解析：由题干信息计算出v(A)＝eq\f(4mol－mol,2L×2s)＝mol/(L·s)，则v(B)＝mol/(L·s)；2s时A消耗mol，则B消耗mol，所以B的转化率为30%；2s时生成物C的浓度为mol·L－1，所以v(C)＝eq\fmol/L,2s)＝mol/(L·s)，v(A)∶v(C)＝2∶x＝1∶1，得x＝2，故①④正确。3．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始浓度/mol·L－12s末浓度/mol·L－14s末浓度/mol·L－1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eq\x(导学号68732185)(A)A．2s末氨气的反应速率＝mol·(L·s)－1B．前2s时间内氨气的平均反应速率＝mol·(L·s)－1C．前4s时间内氨气的平均反应速率＝mol·(L·s)－1D．2～4s时间内氨气的平均反应速率＝mol·(L·s)－1解析：本题考查学生对化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率的理解。4．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：XYWQ10minmolmolmolmol20minmolmolmolmol上述容器中发生的化学反应方程式可能是eq\x(导学号68732186)(C)A．X＋2Y=2W＋2Q B．3X＋Y＋2W=2QC．X＋3Y＋2Q=2W D．X＋2Y＋3Q=2W解析：从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。n(X)∶n(Y)∶n(Q)∶n(W)＝mol－mol)∶mol－mol)∶mol－mol)∶mol－mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的计量数之比为1∶3∶2∶2，选C。5．将1molA和1molB充入VL某密闭容器内发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，2min时，c(A)＝mol·L－1，平均反应速率v(C)＝mol·L－1·min－1，则该容器的体积V的值为eq\x(导学号68732187)(B)A． B．C．1 D．2解析：由化学方程式可得v(A)＝v(C)＝mol·L－1·min－1，则Δc(A)＝v(A)·Δt＝mol·L－1·min－1×2min＝mol·L－1，则c(A)始＝mol·L－1＋mol·L－1＝2mol·L－1，故V＝eq\f(n,c)＝eq\f(1mol,2mol·L－1)＝0.5L。6．aX(g)＋bY(g)cZ(g)＋dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5min达到平衡时，X减少nmol·L－1，Y减少eq\f(n,3)mol·L－1，Z增加eq\f(2n,3)mol·L－1。若将体系压强增大，W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的系数之比a∶b∶c∶d应为eq\x(导学号68732188)(D)A．3∶1∶2∶1 B．1∶3∶2∶2C．1∶3∶1∶2 D．3∶1∶2∶2解析：增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明a＋b＝c＋d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝n∶eq\f(n,3)∶eq\f(2n,3)＝3∶1∶2可知a∶b∶c∶d＝3∶1∶2∶2。7．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的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。eq\x(导学号68732189)(1)从反应开始到12s时，用A表示的反应速率为·L－1·s－1__。(2)经测定前4s内v(C)＝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。(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝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)从0到12s，Δc(A)＝mol·L－1－mol·L－1＝mol·L－1，v(A)＝mol·L－1÷12s＝mol·L－1·s－1。(2)前4s内，Δc(A)＝mol·L－1－mol·L－1＝mol·L－1，v(A)＝mol·L－1÷4s＝mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝mol·L－1·s－1∶mol·L－1·s－1＝3∶2，由图像知，在12s时Δc(A)∶Δc(B)＝mol·L－1∶mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为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12s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×mol·L－1÷3＝mol·L－1，则该曲线如图所示。(4)丙容器