高中化学第二章化学反应速率和化学平衡1化学反应速率同步检测含解析 人教版选修4 15页

- 1 - 第一节 化学反应速率 记一记 1.化学反应速率三个“1”： (1)1 个公式：v＝Δc Δt 。 (2)1 个关系：化学反应速率之比＝化学计量数之比。 (3)1 种换算：1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。 2．表示化学反应速率“三项注意”： (1)指明具体的物质。 (2)不能用固体或纯液体物质表示。 (3)是平均反应速率，幂是瞬时速率。 探一探 1.对反应 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑能否用 CaCO3 来表示化学反应速率？ [提示] 不能用固体或纯液体表示化学反应速率。 2．在合成氨反应中，若已知 N2 的化学反应速率，能否确定相同条件下 H2 和 NH3 的化学反 应速率？ [提示] 能够确定。它们之间的关系为 v(NH3)＝2v(N2)，v(H2)＝3v(N2)。 3．反应 2SO2(g)＋O2(g) 催化剂 △ 2SO3(g)经一段时间后，SO3 的浓度增加了 0.4 mol·L－1， 在这段时间内用 O2 表示的反应速率为 0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为多少？ [提示] 根据化学方程式知 v(SO3)＝2v(O2)＝2×0.04 mol·L－1·s－1＝0.08 mol·L－1·s －1，根据 v＝Δc Δt 知，这段时间为 0.4 mol·L－1÷0.08 mol·L－1·s－1＝5 s。 4．对于反应 3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用 A、B 表示的反应速率分 别为 条件①：v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1； 条件②：v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1；则该反应在哪个条件下的反应速率快？ [提示] 同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同 一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同 一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件①的反应速率换算成用 B - 2 - 表示的反应速率为 v(B)＝0.2 mol·L－1·min－1，即条件②的反应速率比条件①的反应速率快。 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 (×) (2)化学反应速率为 0.8 mol·L－1·s－1 是指 1 s 时某物质的浓度为 0.8 mol·L－1。 (×) (3)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。(√) (4)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。 (×) (5)化学反应速率既有正值，又有负值。 (×) (6)测定某化学反应从开始到 2 秒末的反应速率，指的是 2 秒末的瞬时速率。 (×) (7)对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同。 (×) (8)不能用固体和纯液体表示化学反应速率。(√) (9)对同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率，数值大的反应快。(×) (10)化学反应速率的大小与反应与物质本身的性质无关。(×) 练一练 1.[2019·无锡高二月考] 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 表示的反应速率是 0.4 mol·L－1·min－1 B．分别用 B、C、D 表示的反应速率之比是 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 2 min 内的反应速率，用 C 表示是－0.2 mol·L－1·min－1 答案：B 2．[2019·杭州高二检测]一定条件下，向 2 L 密闭容器中加入 2 mol N2 和 10 mol H2， 发生反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，2 min 时测得剩余 N2 1 mol，下列化学反应速率不正确 的是( ) A．v(N2) ＝0.25 mol·L－1·min－1 B．v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1 C．v(NH3) ＝1 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1 答案：C 3．[2019·苏州高二摸底]在 2A(g)＋B(g) 3C(g)＋5D(g)反应中，表示该反应速率最 快的是 ( ) - 3 - A．v(A)＝2 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1 答案：B 4．[2019·衡水高二月考]一定温度下，在 0.5 L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体的物 质的量随时间变化的曲线如图所示，10 s 时达到化学平衡状态。则从反应开始到 10 s 末的反 应速率用 X 表示是( ) A．0.08 mol·L－1·s－1 B．0.30 mol·L－1·s－1 C．0.16 mol·L－1·s－1 D．0.32 mol·L－1·s－1 答案：C 知识点一 化学反应速率的表示方法和计算 1.反应 3X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋2W(g)在 2 L 密闭容器中进行，5 min 后 Y 减少了 0.5 mol， 则此反应的反应速率为 ( ) A．v(X)＝0.05 mol·L－1·min－1 B．v(Y)＝0.10 mol·L－1·min－1 C．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1 D．v(W)＝0.10 mol·L－1·s－1 解析：依题意，v(Y)＝ 0.5 mol 2 L×5 min ＝0.05 mol·L－1·min－1，用单位时间内不同物质的浓 度变化量表示的化学反应速率之间的关系为 v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)＝3∶1∶2∶2.故 v(X) ＝0.15 mol·L－1·min－1，v(Z)＝v(W)＝0.10 mol·L－1·min－1，C 正确。 答案：C 2．化学反应 4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经 2 min，物质 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 表示的反应速率是 0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min 内，v 正(B)和 v 逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min 末的反应速率用 B 表示是 0.3 mol·L－1·min－1 D．分别用 B、C、D 表示的反应速率的比值是 3∶2∶1 - 4 - 解析：物质 A 是固体，浓度不变，不能用 A 的浓度变化表示该反应的反应速率，故 A 错 误；B 是反应物，浓度降低，v 正(B)逐渐减小，C 是生成物，浓度增大，v 逆(C)逐渐增大，故 B 错误；2 min 末的反应速率为瞬时速率，用 B 表示的反应速率 0.3 mol·L－1·min－1 是 2 min 内的平均反应速率，故 C 错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比， 则 v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，故 D 正确。 答案：D 3．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＝1 2 n B．m＝2 3 n C．m＝3 2 n D．m＝2n 解析：各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，n mol·L－1·min－1 m mol·L－1·min－1＝2 3 ，即 m＝3 2 n。 答案：C 知识点二 化学反应速率的大小比较 4.反应 4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.02 mol·L－1·s－1； ②v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1； ③v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1； ④v(D)＝1.2 mol·L－1·min－1。 其中表示该反应速率最慢的是 ( ) A．① B．② C．③ D．④ 解析：根据反应 4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)，可以选择物质 D 为参照，根据化学反应 速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，将题给的反应速率均转化为用 D 物 质表示的反应速率，即为 ①v(A)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，v(D)＝1.2 mol·L－1·min－1×5 4 ＝ 1.5 mol·L－1·min－1； ②v(D)＝0.6 mol·L－1·min－1×5 3 ＝1 mol·L－1·min－1； ③v(D)＝0.3 mol·L－1·min－1×5 2 ＝0.75 mol·L－1·min－1；④v(D)＝1.2 mol·L－1·min －1；所以表示该反应速率最慢的是③，C 正确。 - 5 - 答案：C 5．[2019·上海崇明区高三二模]反应 A(g)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况 下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1、②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1、③v(C)＝ 0.4 mol·L－1·s－1、④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，该反应在四种不同情况下进行的快慢顺 序为( ) A．①>③＝②>④ B．④>②＝③>① C．②>①＝④>③ D．①>④>②＝③ 解析：因在同一化学反应中，在反应速率的单位相同的情况下，用不同物质表示的化学 反应速率与其化学计量数的比值越大，表示该反应速率越快，①v A 1 ＝0.45 mol·L－1·s－1； ②v B 3 ＝0.2 mol·L－1·s－1；③v C 2 ＝0.2 mol·L－1·s－1；④v D 2 ＝0.225 mol·L－1·s －1，所以该反应在不同情况下，反应速率的快慢关系为①>④>②＝③，故 D 正确。 答案：D 知识点三 反应表达式的确定 6.[2019·山东济南历城区二中高二月考]一定温度下，浓度均为 1 mol·L－1 的 A2 和 B2 两种气体，在密闭容器中反应生成气体 C，反应达到平衡后，测得：c(A2)＝0.58 mol·L－1， c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，则该反应的正确表达式为 ( ) A．2A2＋B2 2A2B B．A2＋B2 2AB C．A2＋B2 A282 D．A2＋2B2 2AB2 解析：起始时 A2 和 B2 两种气体的浓度均为 1 mol·L－1，在密闭容器内反应生成气体 C， 达平衡后，测得 c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，故 Δc(A2)＝1 mol·L－1－0.58 mol·L－1＝0.42 mol·L－1，Δc(B2)＝1 mol·L－1－0.16 mol·L－ 1＝0.84 mol·L－1，Δc(C)＝0.84 mol·L－1，故 A2、B2、C 的化学计量数之比为 0.42 mol·L－ 1∶0.84 mol·L－1∶0. 84 mol·L－1＝1∶2∶2，故该反应可表示为 A2＋2B2 2C，根据原子 守恒可知，C 为 AB2，即该反应的表达式为 A2＋2B2 2AB2，故 D 正确。 答案：D 7．[2018·山东枣庄高二期中]把 0.6 mol X 气体和 0.6 mol Y 气体混合于 2 L 的密闭容 器中，使它们发生反应 3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，5 min 末生成 0.2 mol W。若测知以 Z 的浓度变化表示的平均反应速率为 0.01 mol·L － 1·min － 1 ，则化学方程式中的 n 值为 ( ) A．1 B．2 C．3 D．4 - 6 - 解析：5 min 内 W 的平均反应速率 v(W)＝ 0.2 mol 2L 5 min ＝0.02 mol·L－1·min－1，利用各物质 的反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，可知 v(Z)∶v(W) ＝0.01 mol·L－1·min －1∶0.02 mol·L－1·min－1＝n∶2，解得 n＝1，A 正确。 答案：A 综合考查 化学反应速率的测量 8.[2019·广东东莞七校高二期中]在 N2＋3H2 12NH3 的反应中，经过一段时间后，NH3 的浓度增加了 0.6 mol·L－1，在此段时间内用 N2 表示的平均反应速率为 0.15 mol·L－1·s－1， 则此段时间是( ) A．1 s B．2 s C．4 s D．1.33 s 解析：NH3 的浓度增加 0.6 mol·L－1，则 N2 的浓度减小了 0.3 mol·L－1，根据 v＝Δc Δt ，可 得ΔtΔc v ＝ 0.3 mol·L－1 0.15 mol·L－1·s－1＝2 s，B 正确。 答案：B 9．某学生设计如图Ⅰ装置，测定 2 mol·L－1 的硫酸溶液分别与锌粒、锌粉反应的速率。 请回答： (1)装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是________________。 (2)按照图Ⅰ装置实验时，已限定了两次实验时间均为 10 min，还需要测定的另一个数据 是____________________。 (3)实验结束后，得到的结论是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却后，该学生准备读 取水准管上液面所在处的刻度数，发现水准管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作 是__________________________________________________。 解析： - 7 - (1)根据装置的特点可知，装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是分液漏斗。 (2)根据 v＝Δc Δt 可知，要测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。 (3)由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件 相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快。 (4)由于气体的体积受压强的影响较大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节水准管 的高度，使得两侧液面相平。 答案：(1)分液漏斗 (2)收集到气体的体积 (3)其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快 (4)调节水准管的高度使得两侧液面相平 基础达标 1.下列说法正确的是 ( ) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程 式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析：反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A 错误；化学反 应速率为平均速率，C 错误；化学反应速率均为正值，不出现负值，因为Δc(变化量)不能为 负，D 错误。 答案：B 2．[2019·广东肇庆实验中学高二期中]在 1 L 密闭容器中加入 1 mol N2 和 3 mol H2，一 定条件下发生反应：N2＋3H2 2NH3,1 min 后测得生成 0.06 mol NH3，下列判断不正确的是 ( ) A．v(NH3)＝0.06 mol·L－1·min－1 B．v(NH3) ＝2v(N2) C．v(NH3) ＝0.12 mol·L－1·min－1 D．v(N2)∶v(H2)∶v(NH3) ＝1∶3∶2 解析：v(NH3)＝Δc NH3 Δt ＝ 0.06 mol 1 L 1 min ＝0.06 mol·L－1·min－1，A 项正确，C 项错误；同 - 8 - 一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，故 v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝ 1∶3∶2，v(NH3)＝2v(N2) ，B、D 项正确。 答案：C 3．[2018·吉林长春外国语学校高二期末]已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O。若反应速率分 别用 v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系式正确的是( ) A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O) C．3v(NH3) ＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO) 解析：由于反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则根据反应的 化学方程式可知 v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，则只有 C 项中的关系式正确。 答案：C 4．[2019·甘肃武威六中高二段考]在反应 A 2B 中，A、B 的浓度变化如图所示，则 2 min 内的平均反应速率为 ( ) A．vA＝9 mol·L－1·min－1 B．vA＝4.5 mol·L－1·s－1 C．vB＝18 mol·L－1·min－1 D．vB＝9 mol·L－1·min－1 解析：由题图可知 2 min 内Δc(A)＝18 mol·L－1－9 mol·L－1＝9 mol·L－1，Δc(B)＝18 mol·L － 1，所以 v(A)＝Δc A Δt ＝9 mol·L－1 2 min ＝4.5 mol·L－ 1·min－ 1 ；v(B)＝Δc B Δt ＝ 18 mol·L－1 2 min ＝9 mol·L－1·min－1，故 D 正确。 答案：D 5．将气体 A2、B2 各 1 mol 充人 1 L 的密闭容器中反应，生成气体 C，一段时间后，测得 c(A2)为 0.58 mol·L－1，c(B2)为 0.16 mol·L－1，c(C)为 0.84 mol·L－1，则 C 的化学式为 ( ) A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2 解析：由题意可得 A2、B2、C 三种物质的物质的量浓度的变化值之比为(1－0.58)mol·L－ 1∶(1－0.16)mol·L－1∶0.84 mol·L－1＝0.42∶0.84∶0.84＝1∶2∶2，则 A2、B2、C 三种物质 的化学计量数之比为 1∶2∶2，A2＋2B2===2C，由质量守恒定律可知 C 的化学式为 AB2。 答案：C - 9 - 6．[2019·安徽师大附中高二月考]把 4 mol A 和 2.5 mol B 混合于 2L 的密闭容器中， 发生反应：3A(g)＋2B(s) xC(g)＋D(g)，5 min 后反应达到平衡，容器内压强变小，测得 D 的平均反应速率为 0.05 mol·L－1·min－1，下列有关说法错误的是 ( ) A．A 的平均反应速率为 0.15 mol·L－1·min－1 B．平衡时，C 的浓度为 0.25 mol·L－1 C．B 的平均反应速率为 0.1 mol·L－1·min－1 D．平衡时，容器内压强为原来的 0.875 解析：5 min 后反应达到平衡，容器内压强变小，则 x＋1<3，x<2，故 x＝1；D 的平均反 应速率为 0.05 mol·L－1·min－1，则生成的 n(D)＝2 L×5 min×0.05 mol·L－1·min－1＝0.5 mol，则 3A(g)＋2B(s) C(g) ＋ D(g) 起始量/mol 4 0 0 转化量/mol 1.5 0.5 0.5 平衡量/mol 2.5 0 5 0.5 A 的平均反应速率为 3v(D)＝3×0.05 mol·L－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，故 A 正 确；平衡时，C 的浓度为0.5 mol 2 L ＝0.25 mol·L－1，故 B 正确；B 为固体，浓度不变，不能用 B 表示反应速率，故 C 错误；平衡时，容器内压强为原来的2.5 mol＋0.5 mol＋0.5 mol 4 mol ＝0.875， 故 D 正确。 答案：C 7．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的反应中，经过一段时间后，SO3 的浓度增加了 0.9 mol·L －1，此时间内用 O2 表示的平均速率为 0.45 mol·L－1·s－1，则这段时间是 ( ) A．1 s B．0.44 s C．2 s D．1.33 s 解析：此时间内用 O2 表示的平均速率为 0.45 mol·L－1·s－1，则用三氧化硫表示的反应速 率为 0.9 mol·L－1·s－1，t×0.9 mol·L－1·s－1＝0.9 mol·L－1，得 t＝1 s。 答案：A 8．[2019·江西南康中学高二月考]某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有 6.5 g 锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入 40 mL 2.5 mol·L－1 的硫酸溶液，将产生的 H2 收集在一个注射器中，用时 10 s 时恰好收集到气体的体积为 50 mL(若折合成 0 ℃、101 kPa 条件下的 H2 体积为 44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是 ( ) - 10 - A．用锌粒表示的 10 s 内该反应的速率为 0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用 H＋表示的 10 s 内该反应的速率为 0.01 mol·L－1·s －1。 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用 Zn2＋表示的 10 s 内该反应的速率为 0. 01 mol·L －1·s－1 D．用 H2 表示的 10 s 内该反应的速率为 0.000 2 mol·L－1·s－1 解析：0 ℃、101 kPa 条件下，H2 的体积为 44.8 mL，其物质的量为 0.002 mol，则根据 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑反应可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2, Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝ Δn(H2)＝0.002 mol；Δm(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝0.13 g 10 s ＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝0.002 mol×2 0.04 L×10 s ＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝ 0.002 mol 0.04 L×10 s ＝0.005 mol·L －1·s－1，v(H2)＝0.002 mol 10 s ＝0.000 2 mol·L－1·s－1，故 C 错误。 答案：C 9．反应 2SO2＋O2 2SO3 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 解析：由图像可知，v(SO3)＝0.4 mol·L－1 a min ＝0.4 a mol·L－1·min－1，由化学方程式可得 v(O2) ＝1 2 v(SO4)＝0.2 a mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，a＝5。 答案：C 10．[2019·北京师大附中高二期中]在一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1H2O2，溶液发生 催化分解，不同时刻测得生成 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表： t/min 0 2 4 6 8 10 v(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 - 11 - 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A．0～6 min 内的平均反应速率：v(H2O2)＝3.3×10－2 mol·L－1·min－1 B．6～10 min 内的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1 C．反应到 6 min 时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反应到 6 min 时，H2O2 分解了 50% 解析：反应方程式为 2H2O2 =====MnO2 2H2O＋O2↑。0～6 min 产生氧气的物质的量 n(O2)＝ 0.022 4 L 22.4 L·mol－1＝0.001 mol，消耗的 H2O2 的物质的量 n(H2O2)＝2n(O2)＝0.002 mol，v(H2O2)＝ 0.002 mol 0.01 L 6 min ≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A 正确；0～6 min 内生成氧气的平均速率为22.4 mL 6 min ＝3.73 mL·min－1,6～10 min 内生成氧气的平均速率为 29.9－22.4 mL 10－6 min ＝1.875 mL·min－ 1,3.73 mL·mol－1>1.875 mL·min－1，故单位时间内产生氧气的量：0～6 min 大于 6～10 min,6～ 10 min 内的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1，B 正确；反应到 6 min 时， c(H2O2)：0.40 mol·L－1－0.002 mol 0.01 L ＝0.20 mol·L－1，C 错误；反应到 6 min 时，H2O2 的分解 率为0.20 mol·L－1 0.40 mol·L－1×100%＝50%，D 正确。 答案：C 11．[2019·山东青岛二中期中考试]在容积为 2 L 的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋ 2B(g) 3C(g)＋nD(g)，开始时 A 为 4 mol，B 为 6 mol；5 min 末时测得 C 为 3 mol，用 D 表示的化学反应速率 v(D)为 0.2 mol·L－1·min－1。 试回答下列问题： (1)5 min 末 A 的物质的量浓度为____________。 (2)5 min 内用 B 表示的化学反应速率 v(B)为____________。 (3)化学方程式中 n 为______________。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下： ①v(A)＝5 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1 ③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1 ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1 其中反应速率最快的是________(填序号)。 解析：由题干信息可得： A(g)＋2B(g) 3C(g)＋nD(g) - 12 - 起始量/mol 4 6 0 变化量/mol 1 2 3 5 min 末/mol 3 4 3 (1)据以上分析可知，5 min 末 A 的物质的量浓度为 3 mol/2 L＝1.5 mol·L－1。(2)据以 上分析可知，5 min 内用 B 表示的化学反应速率 v(B)＝Δc(B)/Δt＝2 mol/(2 L×5 min)＝ 0.2 mol·L－1·min－1。(3)根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于化学 计量数之比，则 v(B)∶v(D)＝0.2 mol·L－1·min－1∶0.2 mol·L－1·min－1＝2∶n，n＝2。(4) 把所有速率都换算成用 A 表示的反应速率：①v(A)＝5 mol·L－1·min－1；②由 v(B)＝6 mol·L －1·min－1 可知 v(A) ＝3 mol·L－1·min－1；③由 v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1 可知 v(A)＝1.5 mol·L－1·min－1；④由 v(D)＝8 mol·L－1·min－1 可知 v(A)＝4 mol·L－1·min－1，综上所述， 反应速率最快的是①。 答案：(1)1.5 mol·L－1 (2)0.2 mol·L－1·min－1 (3)2 (4)① 12．Ⅰ.根据反应 4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。 (1)常选用哪些物质来表示陔反应的化学反应速率______________。 (2)当生成 SO2 的速率为 0.64 mol·L－1·s－1 时，则氧气减少的速率为__________________。 (3)如测得 4 s 后 O2 的浓度为 2.8 mol·L－1，此时间内 SO2 表示的速率为 0.4 mol·L－1·s －1，则开始时氧气的浓度为______________________。 Ⅱ.将等物质的量的 A 和 B，混合于 2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g) ＋2D(g)，经过 5 min 后测得 D 的浓度为 0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C 的反应速率是 0.1 mol·L－1·min－1，A 在 5 min 末的浓度是__________，B 的平均反应速率是__________， x 的值是__________。 解析：Ⅰ.(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用 O2 和 SO2 来表示该反应的 反应速率。(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应物质的化学计量数成正比，所以氧气 减少的速率为 0.64 mol·L－1·s－1×11 8 ＝0.88 mol·L－1·s－1。(3)此时间内 SO2 表示的速率为 0.4 mol·L－1·s－1，则氧气表示的速率为 0.4 mol·L－1·s－1×11 8 ＝0.55 mol·L－1·s－1，所以 氧气变化浓度为 0.55 mol·L－1·s－1×4 s＝2.2 mol·L－1，则开始时氧气的浓度为 2.8 mol·L －1＋2.2 mol·L－1 ＝5 mol·L－1。 Ⅱ.反应生成 C 的浓度：0.1 mol·L－1·min－1×5 min＝0.5 mol·L－1。因为反应生成的 C 与 D 相等，故 x＝2。设起始时 A 与 B 的浓度均为 c。 - 13 - 由： 3A ＋ B 2C ＋ 2D 起始浓度(mol·L－1) c c 0 0 变化浓度(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5 5 min 末浓度(mol·L－1) (c－0.75) (c－0.25) 0.5 0.5 根据题意得：(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5 解得：c＝1.5 mol·L－1 从而 A 在 5 min 末的浓度为 1.5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1 v(B)＝0.25 mol·L－1 5 min ＝0.05 mol·L－1·min－1。 答案： Ⅰ.(1)SO2 或 O2 (2)0.88 mol·L－1·s－1 (3)5 mol·L－1 Ⅱ.0.75 mol·L－1 0.05 mol·L－1·min－1 2 能力达标 13.在 2 L 密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g) pZ(g)＋qQ(g)，式中 m、n、p、q 为 该反应的化学计量数。在 0～3 min 内，各物质物质的量的变化如下表所示： 物质 X Y Z Q 起始量/mol 0.7 1 2 mm 末量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min 末量/mol 0.8 已知 2 min 内 v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。 (1)试确定：起始时 n(Y)＝__________，n(Q)＝__________。 (2)方程式中 m＝__________，n＝__________，p＝__________，q＝__________。 (3)用 Z 表示 2 min 内的平均反应速率为__________。 解析：2 min 内 v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，则Δn(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.3 mol，根据表中数据可知，2 nin 内 X 的物质的量变化为Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Z 的物质的量变化为Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，根据 v(Z)∶v(Y)＝ 1∶2 可知，Y 的物质的量的变化为Δn(Y)＝2Δn(Z)＝0.4 mol，反应中各物质的Δn 之比等于 其在化学方程式中的化学计量数之比，则 m∶n∶p∶q＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol ＝1∶4∶2∶3，所以 m＝1、n＝4、p＝2、q＝3，反应方程式是 X(g)＋4Y(g) 2Z(g)＋3Q(g)。 - 14 - (1)2 min 内生成 0.1 mol X，根据 X(g)＋4Y(g) 2Z(g)＋3Q(g)可知，生成 Y 的物质的 量是 0.4 mol，则起始时 Y 的物质的量为 2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol；Q 在 2 min 内减少了 0.3 mol，所以 Q 的起始物质的量是 2.7 mol＋0.3 mol＝3 mol。(2)根据以上分析可知，m＝1、 n＝4、p＝2、q＝3。(3)2 min 内消耗的 Z 的物质的量是 0.2 mol，则用 Z 表示 2 min 内的平 均反应速率 v(Z)＝ 0.2 mol 2 L×2 min ＝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 14．已知：反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)，某温度下，在 2 L 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的变化曲线如图所示。 (1)反应从开始到 12 s 时，用 A 表示的平均反应速率为________________。 (2)经测定前 4 s 内，用 C 表示的平均反应速率 v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经过相同时间后，测得三 个容器中的反应速率分别为 甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1； 乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1； 丙：v(C)＝9.6 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__________________。 解析：(1)从 0 到 12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝ 0.6 mol·L－1 12 s ＝0.05 mol·L－1·s－1。(2)前 4 s 内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝ 0.3 mol·L－1，v(A)＝0.3 mol·L－1 4 s ＝0.075 mol·L－1·s－1，v(A)∶v(c)＝a∶c＝0.075 mol·L －1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2。由图像知，在 0～12 s 内，Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L －1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则 a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为 3A(g)＋ - 15 - B(g) 2C(g)。(3)丙容器中 v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则甲容器中 v(B)＝v A 3 ＝0.3 mol·L－1·s－1 3 ＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中 v(B)＝0.12 mol·L－1·s－ 1，丙容器中 v(B)＝v C 2 ＝0.16 mol·L－1·s－1 2 ＝0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三 个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。 答案：(1)0.05 mol·L－1·s－1 (2)3A(g)＋B(g) 2C(g) (3)乙>甲>丙