2024-2025学年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第3节第1课时化学反应速率作业含解析鲁科版选修4

PAGE7-第1课时化学反应速率一、选择题1．下列关于化学反应速率的说法中正确的是()A．化学反应速率是指肯定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增大B．化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/LC．依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，反应速率越大，反应现象就越明显解析：A选项错误，“肯定时间”应为单位时间。B选项错误，化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s内某物质的浓度改变为0.8mol·L－1。D选项错误，中和反应速率特别快，但看不到明显的反应现象。答案：C2．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率eq\x\to(v)(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A.eq\x\to(v)(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1B.eq\x\to(v)(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1C.eq\x\to(v)(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D.eq\x\to(v)(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1解析：先求出v(H2O)。由题意：v(H2O)＝eq\f(\f(0.45mol,10L),30s)＝0.0015mol·L－1·s－1，D错误。再依据速率与系数的关系求出v(NH3)、v(O2)、v(NO)：v(NH3)＝eq\f(4,6)v(H2O)＝eq\f(4,6)×0.0015mol·L－1·s－1＝0.0010mol·L－1·s－1v(O2)＝eq\f(5,6)v(H2O)＝eq\f(5,6)×0.0015mol·L－1·s－1＝0.00125mol·L－1·s－1v(NO)＝v(NH3)＝0.0010mol·L－1·s－1可见，A、B错，C对。答案：C3．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的改变来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)解析：2v正(H2)＝3v逆(NH3)表示正反应速率和逆反应速率相等，能说明反应已达到平衡状态。答案：C4．把0.6molX(g)和0.6molY(g)混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g)=nI(g)＋2W(g)，5min末生成0.2molW(g)，用I(g)表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·min－1，则化学反应方程式中的n为()A．4 B．3C．2 D．1解析：v(I)＝0.01mol·L－1·min－1，则Δn(I)＝0.01mol·L－1·min－1×2L×5min＝0.1mol，而Δn(W)＝0.2mol，又Δn(I)∶Δn(W)＝n∶2，得n＝1。答案：D5．将三份相同的氮气、氢气的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应。一段时间内，甲容器中反应的速率v(H2)＝3mol·L－1·min－1，乙容器中反应的速率v(N2)＝2mol·L－1·min－1，丙容器中反应的速率v(NH3)＝1mol·L－1·min－1。则这段时间内三个容器中合成氨的反应速率大小关系是()A．甲>乙>丙 B．甲＝乙＝丙C．乙>甲>丙 D．甲>丙>乙解析：由合成氨反应的方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，乙容器中反应的速率v(H2)＝3v(N2)＝3×2mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1，丙容器中反应的速率v(H2)＝eq\f(3,2)v(NH3)＝eq\f(3,2)×1mol·L－1·min－1＝1.5mol·L－1·min－1。故三个容器中合成氨的反应速率大小关系为乙>甲>丙。答案：C6．肯定条件下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一密闭容器中反应，测得平均反应速率v(C)＝2v(B)。若反应达平衡后保持温度不变，加大体系压强时平衡不移动，则m、n、p、q的数值可以是()A．2、6、3、5 B．3、1、2、1C．3、1、2、2 D．1、3、2、2解析：v(C)＝2v(B)说明B、C的系数之比为1∶2；加大体系压强时平衡不移动说明反应前后气态物质的化学计量数相等。答案：C7.用纯净的CaCO3固体与100mL稀盐酸反应制取CO2，反应过程中溶液体积改变忽视不计，试验过程中CO2的体积改变如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是()A．OE段表示的平均反应速率最快B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04mol·L－1·min－1C.OE、EF、FG三段中，该反应用CO2D．0～3min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝0.23mol·L－1·min－1解析：由图可知EF段表示的平均反应速率最大，故A项错误；由图可知EF段生成的二氧化碳的体积为672mL－224mL＝448mL，所以二氧化碳的物质的量为0.448L÷22.4L·mol－1＝0.02mol，依据反应CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参与反应的HCl的物质的量为0.04mol，所以EF段用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04mol÷0.1L÷1min＝0.4mol·L－1·min－1，故B项错误；OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224mL、448mL、112mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224mL∶448mL∶112mL＝2∶4∶1，故C项错误；0～3min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝eq\f(\f(0.784L,22.4L·mol－1)×2,0.1L×3min)≈0.23mol·L－1·min－1，故D项正确。答案：D8．肯定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量改变如图所示，对该反应的推断合理的是()A．该反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2DB．反应进行到1s时，v(A)＝v(D)C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0．1mol·L－1·s－1D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等解析：A中各物质的物质的量改变之比等于化学方程式中系数之比，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项正确；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于系数之比，B、D项错误；反应进行到6s时，v(B)＝eq\f(1.0mol－0.4mol,2L×6s)＝0.05mol·L－1·s－1，C项错误。答案：A9．肯定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1molN2和3molH2，发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up12(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(g)，3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是()A．0.2mol·L－1·min－1B．0.6mol·L－1·min－1C．0.1mol·L－1·min－1D．0.3mol·L－1·min－1解析：反应3min后压强是起始的0.9倍，则物质的量为原来的0.9倍，即3.6mol，削减了0.4mol，则生成NH30.4mol，从而计算出v(NH3)＝eq\f(0.4mol,2L·3min)＝eq\f(0.4mol,6L·min)，v(H2)＝eq\f(3,2)v(NH3)＝0.1mol·L－1·min－1。答案：C10．化合物Bilirubin在肯定波长的光的照耀下发生分解反应，反应物浓度随反应时间改变如图所示，计算反应4～8min间的平均反应速率和推想反应16min时反应物的浓度，结果应是()A．2.5μmol·L－1·min－1和2.0μmol·L－1B．2.5μmol·L－1·min－1和2.5μmol·L－1C．3.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1D．5.0μmol·L－1·min－1和3.0μmol·L－1解析：据图可知，4min时化合物Bilirubin的浓度为20μmol·L－1,8min时其浓度为10μmol·L－1，因此4～8min间的平均反应速率为eq\f(20μmol·L－1－10μmol·L－1,4min)＝2.5μmol·L－1·min－1。进一步分析图像可知0～4min间的平均分解速率为eq\f(40μmol·L－1－20μmol·L－1,4min)＝5.0μmol·L－1·min－1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减规律改变，因此可估算8～12min间的平均分解速率为1.25μmol·L－1·min－1,12～16min间的平均分解速率为0.625μmol·L－1·min－1，因此16min时反应物的浓度大致应为10μmol·L－1－1.25μmol·L－1·min－1×4min－0.625μmol·L－1·min－1×4min＝2.5μmol·L－1，故B项正确。答案：B11．对于可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，在温度肯定下由H2(g)和I2(g)起先反应，下列说法正确的是()A．H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率比为2∶1B．达到平衡时，H2(g)和I2(g)浓度不再改变且相等C．正、逆反应速率的比值是恒定的D．达到平衡时，正、逆反应速率相等解析：v(H2)∶v(HI)＝1∶2，A选项错误；随着反应的进行，正、逆反应速率在不断发生改变，其比值也不断发生改变，当达到平衡时，正、逆反应速率相等，不再发生改变，其比值也不再发生改变，但氢气和碘的浓度是否相等与其初始浓度和转化率有关。答案：D12．在肯定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min后该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·L－1。下列推断错误的是()A．x＝1B．2min内A的反应速率为0.3mol·L－1·min－1C．B的转化率为40%D．若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态解析：2min后生成C的物质的量为0.2mol·L－1×2L＝0.4mol，是D的一半，所以x＝1，消耗A1.2mol，v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)＝eq\f(1.2mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1；参与反应的B为0.4mol，其转化率为α(B)＝eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%；任何时刻，容器中气体的质量不变，容器体积不变，混合气体的密度不变，所以密度不变不能认为反应达到平衡。答案：D二、非选择题13．为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某试验人员在肯定温度下的密闭容器中，充入肯定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)eq\o(=,\s\up12(催化))CH3OH(g)，测定的部分试验数据如下：t/s0500s1000sc(H2)/(mol·L－1)5.003.522.48c(CO)/(mol·L－1)2.50(1)在500s内用H2表示的化学反应速率为________mol·L－1·s－1。(2)在1000s内用CO表示的化学反应速率是________mol·L－1·s－1,1000s时H2的转化率是________。(3)在500s时生成的甲醇的浓度是________mol·L－1。解析：(1)在500s内，v(H2)＝eq\f(5.00mol·L－1－3.52mol·L－1,500s)＝2.96×10－3mol·L－1·s－1。(2)在1000s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)＝5.00mol·L－1－2.48mol·L－1＝2.52mol·L－1，则反应了的CO的浓度是：Δc(CO)＝eq\f(1,2)Δc(H2)＝1.26mol·L－1，用CO表示此段时间内的平均速率为：v(CO)＝eq\f(1.26mol·L－1,1000s)＝1.26×10－3mol·L－1·s－1，H2的转化率为eq\f(5mol·L－1－2.48mol·L－1,5mol·L－1)×100%＝50.4%。(3)在500s时反应了的H2的浓度为：c(H2)＝1.48mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为：c(CH3OH)＝eq\f(1,2)c(H2)＝0.74mol·L－1。答案：(1)2.96×10－3(2)1.26×10－350.4%(3)0.7414．可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，取amolA和bmolB置于VL容器中，1min后，测得容器内A的浓度为xmol·L－1。(1)此时C的浓度为________mol·L－1。(2)D的物质的量为________mol。(3)这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度改变来表示，应为________。(4)B的转化率为________。解析：aA＋bBcC＋dD起始/molab00转化/mola－xVeq\f(ba－xV,a)eq\f(ca－xV,a)eq\f(da－xV,a)1min后/molx·Veq\f(bxV,a)eq\f(ca－xV,a)eq\f(da－xV,a)