2024高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率达标训练含解析新人教版选修4

PAGE6-第一节化学反应速率1．已知某条件下，合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的有关数据如下表所示：项目N2H2NH3起始浓度/(mol·L－1)1.03.00.22s末浓度/(mol·L－1)0.61.81.04s末浓度/(mol·L－1)0.41.21.4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()A．2s末氨气的反应速率为0.4mol·L－1·s－1B．前2s内氨气的平均反应速率为0.4mol·L－1·s－1C．前4s内氨气的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1D．2～4s内氨气的平均反应速率为0.2mol·L－1·s－1解析：2s末的速率是瞬时速率，本题条件下是无法求解的，A项错误；0～2s内，Δc(NH3)＝1.0mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.8mol·L－1，故前2s内v(NH3)＝0.8mol·L－1÷2s＝0.4mol·L－1·s－1，B项正确；前4s内v(NH3)＝(1.4mol·L－1－0.2mol·L－1)÷4s＝0.3mol·L－1·s－1，C项正确；2～4s内v(NH3)＝(1.4mol·L－1－1.0mol·L－1)÷(4s－2s)＝0.2mol·L－1·s－1，D项正确。答案：A2．对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g),下列为四种不同状况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最大的是()A．v(NH3)＝0.2mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.24mol·L－1·s－1C．v(H2O)＝15mol·L－1·min－1D．v(NO)＝9mol·L－1·min－1解析：首先将四个答案的单位变为相同单位，A为0.2×60＝12mol·L－1·min－1，B为0.24×60＝14.4mol·L－1·min－1。再将四个速率都除以各自的方程式系数，比较大小。答案：A3．在可逆反应2A(g)＋3B(g)xC(g)＋D(g)中，已知：反应起先加入的物质只有A、B，起始浓度A为5mol·L－1、B为3mol·L－1，前2minC的平均反应速率为0.5mol·L－1·min－1，2min末测得D的浓度为0.5mol·L－1。则关于此反应的下列说法正确的是()A．2min末时A和B的浓度之比为5∶3B．x＝1C．2min末时B的浓度为1.5mol·L－1D．2min末时A的浓度削减了0.5mol·L－1解析：依题意，2min末c(C)＝0.5mol·L－1·min－1×2min＝1mol·L－1，而c(D)＝0.5mol·L－1，所以x＝2。2A（g）＋3B（g）2C（g）＋D（g）c起始/（mol·L－1）5300c转化/（mol·L－1）11.510.5c2min末/（mol·L－1）41.510.5综上可知C正确。答案：C4．已知4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)，若化学反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：mol·L－1·s－1)表示，则正确关系是()A.eq\f(4,5)v(NH3)＝v(O2)B.eq\f(5,6)v(O2)＝v(H2O)C.eq\f(2,3)v(NH3)＝v(H2O)D.eq\f(4,5)v(O2)＝v(NO)解析：该反应中v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，依据上述关系分析选项，推知D项正确。答案：D5．依据如图所示图象填空：(1)反应物是________，生成物是________。(2)在2min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为______________、______________、______________。(3)该反应的化学方程式是________________________。解析：已知在反应过程中反应物的量削减，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物，由速率的定义不难得出：v(A)＝[(8－2)÷2]mol·L－1·min－1＝3mol·L－1·min－1，v(B)＝[(8－4)÷2]mol·L－1·min－1＝2mol·L－1·min－1，v(C)＝(6÷2)mol·L－1·min－1＝3mol·L－1·min－1，故三者的化学计量数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B3C。答案：(1)A、BC(2)3mol·L－1·min－12mol·L－1·min－13mol·L－1·min－1(3)3A＋2B3C时间：40分钟[A级基础巩固]1．对于化学反应：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列说法正确的是()A．用HCl和CaCl2在单位时间内浓度的改变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的浓度改变来表示反应速率，但可用水来表示C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同D．可用CaCl2浓度的削减表示其反应速率解析：同一反应中，用不同的物质浓度改变来表示反应速率时，其数值不肯定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应进行的快慢。在同一反应中，各物质表示的反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度改变之比，所以A正确。答案：A2．在密闭容器中，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，则此反应可表示为()A．2A＋3B=2C B．A＋3B=2CC．3A＋B=2C D．A＋B=C解析：由2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，可知vA∶vB∶vC＝2∶3∶2，即A、B、C对应的化学计量数分别为2、3、2，故反应方程式为2A＋3B=2C。答案：A3．5.6g铁粉投入到盛有100mL2mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2min时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积改变忽视不计)，下列表示这个反应的速率正确的是()A．v(Fe)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(H2SO4)＝1mol·L－1·min－1C．v(H2SO4)＝0.5mol·L－1·min－1D．v(FeSO4)＝1mol·L－1·min－1解析：铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A错误；反应的铁粉是0.1mol，参与反应的H2SO4为0.1mol，所以v(H2SO4)＝0.5mol·L－1·min－1，v(FeSO4)＝0.5mol·L－1·min－1，B、D错误，C正确。答案：C4．在肯定条件下，对于反应：A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，下列所表示的化学反应速率中最大的是()A．v(A2)＝0.8mol·L－1·s－1B．v(A2)＝60mol·L－1·min－1C．v(AB3)＝1.0mol·L－1·s－1D．v(B2)＝1.2mol·L－1·s－1解析：首先比较A、C、D项的大小，因为eq\f(v（A2）,1)＞eq\f(v（AB3）,2)＞eq\f(v（B2）,3)，故A项表示的反应速率大；然后再比较A、B项，B项中将v(A2)除以60得到v(A2)＝1.0mol·L－1·s－1，故B项表示的反应速率最大。答案：B5．已知反应2NO(g)＋Br2(g)=2NOBr(g)的活化能为akJ·mol－1，其反应原理如下：①NO(g)＋Br2(g)=NOBr2(g)(慢)；②NO(g)＋NOBr2(g)=2NOBr(g)(快)下列有关该反应的说法正确的是()A．反应速率主要取决于②的快慢B．NOBr2是该反应的催化剂C．该反应的焓变等于akJ·mol－1D．反应速率：v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)解析：反应速率主要取决于①的快慢，故A错误；NOBr2是该反应的中间产物，故B错误；该反应的焓变等于正反应的活化能和逆反应活化能的差，故C错误；速率比等于方程式计量数之比，反应速率：v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)，故D正确。答案：D6．用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2，试验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析不正确的是()A．EF段表示的平均反应速率最大B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4mol·L－1·min－1C．OE、EF、FG三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7D．G点收集的CO2的量最多解析：A选项中，曲线斜率越大，平均反应速率越大，正确；B选项中，Δn(CO2)＝eq\f(448mL,22400mL·mol－1)＝0.02mol，Δn(HCl)＝0.04mol，Δc(HCl)＝0.4mol·L－1，v(HCl)＝0.4mol·L－1·min－1，正确；C选项中，反应速率之比为224∶448∶112＝2∶4∶1，错误；D选项中，由图可知，G点收集的CO2的量最多，正确。答案：C[B级实力提升]7．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)=xC(g)＋2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mo·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1mol·L－1·min－1。求：(1)此时A的浓度c(A)＝________________mol·L－1，反应起先前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝________mol。(2)前5min内用B表示的平均反应速率v(B)＝______mol·L－1·min－1。(3)化学反应方程式中x的值为________。解析：C的平均反应速率为0.1mol·L－1·min－1，则5min后，C的浓度为0.5mol·L－1。所以依据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，x＝2。3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)起始浓度/(mol·L－1)aa00转化浓度/(mol·L－1)0.750.250.50.55min后浓度/(mol·L－1)a－0.75a－0.250.50.5由于c(A)∶c(B)＝3∶5所以(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5解得a＝1.5(1)此时A的浓度c(A)＝1.5mol·L－1－0.75mol·L－1＝0.75mol·L－1反应起先前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝1.5mol·L－1×2L＝3.0mol；(2)前5min内用B表示的平均反应速率v(B)＝0.25mol·L－1÷5min＝0.05mol·L－1·min－1。答案：(1)0.753(2)0.05(3)28．在2L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0～2min内，各物质的物质的量改变如下表所示：物质XYZQ起始/mol0.712min末/mol0.82.70.82.7已知2min内v(Q)＝0.075mol·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2min内的反应速率为_______________________。解析：本题考查化学反应速率的简洁计算。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2min末的量，可知反应逆向进行。Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075mol·L－1min－1×2L×2min＝0.3mol。对反应过程作“三段式”法分析如下：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)起始0.7moln(Y)1moln(Q)转化Δn(X)Δn(Y)Δn(Z)0.3mol2min末0.8mol2.7mol0.8mol2.7mol故Δn(X)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，Δn(Z)＝1mol－0.8mol＝0.2mol，n(Q)＝0.3mol＋2.7mol＝3mol。(1)因Δn(Z)∶Δn(Q)＝v(Z)∶v(Q)＝2∶3，则v(Z)＝0.05mol·L－1·min－1，又因为