第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节化学反应速率 课后·训练提升 基础巩固 1.下列有关化学反应速率的说法正确的是()。 A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可增大产生氢气的速率 B.100mL2olLl的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，化学反应速率不 变 C.$O2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，化学反应速率减小 D.汽车尾气中的NO与CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强，化学反应速 率减小 答案D 解析：A项，改用98%的浓硫酸，铁发生钝化，不产生氢气B项，加入氯化钠溶液使盐 酸变稀，C)减小，化学反应速率减小；C项，升高温度，放热反应和吸热反应的速率 都增大；D项，减小压强，有气体参加的化学反应的速率减小。 2.在反应2A(g十B(g)一3C(g十5D(g)中，表示该反应速率最大的是( A.v(A)=2 mol-L-!.min B.v(B)=0.3 mol-L-1.s1 C.v(C)=0.8 mol-L-1.s-1 D.v(D)=1 mol-L-1.s1 答案B 解桥(A)=1 mol-L-lmin-l高molL-ls,B0.3 mol-L-s(C)号molL-ls 1D)0.2 molLs,故B项表示的反应速率最大。 3.一定温度下，在0.5L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，10s时达到化学平衡状态。则从反应开始到10s末的反应速率 用X表示是( 1. 12 1 0.4 10 时间/s
第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 课后· 基础巩固 1.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )。 A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用 98%的浓硫酸可增大产生氢气的速率 B.100 mL 2 mol·L -1 的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,化学反应速率不 变 C.SO2 的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,化学反应速率减小 D.汽车尾气中的 NO 与 CO 可以缓慢反应生成 N2 和 CO2,减小压强,化学反应速 率减小 答案:D 解析:A 项,改用 98%的浓硫酸,铁发生钝化,不产生氢气;B 项,加入氯化钠溶液使盐 酸变稀,c(H+ )减小,化学反应速率减小;C 项,升高温度,放热反应和吸热反应的速率 都增大;D 项,减小压强,有气体参加的化学反应的速率减小。 2.在反应 2A(g)+B(g) 3C(g)+5D(g)中,表示该反应速率最大的是( )。 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 解析: 1 2 v(A)=1 mol·L -1·min-1= 1 60 mol·L -1·s -1 ,v(B)=0.3 mol·L -1·s -1 , 1 3 v(C)=0.8 3 mol·L -1·s - 1 , 1 5 v(D)=0.2 mol·L -1·s -1 ,故 B 项表示的反应速率最大。 3.一定温度下,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.sI B.0.30 mol-L-1.s1 C.0.16 mol-L-1.s1 D.0.32 mol-L-1.s1 答案：C 解析X)=0412mo10.16 mol-Ls。 0.5L×10s 4某反应过程中的能量变化如图所示（图中E1表示无催化剂时正反应的活化 能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是()。 能量 无催化剂 有催化剂 E E △H 生成物 反应物 反应过程 A.该反应为吸热反应 B.使用催化剂能增大该反应的化学反应速率 C.催化剂能降低该反应的活化能 D逆反应的活化能大于正反应的活化能 答案D 解析：该反应生成物总能量比反应物总能量高，为吸热反应，A项正确：对照图中有 无催化剂的两种情况，有催化剂的活化能较低，因为催化剂能降低反应的活化能， 从而增大化学反应速率，B、C项正确：E1大于E2,正反应的活化能较大，D项错 误。 5.一定温度下，在恒容密闭容器中发生下列反应：2HI(g)一H2(g+12(g)。若c(HI)由 0.1 mol-LI降到0.07 mol L-I时，需要15s,那么c(H)由0.07molL1降到0.05 mol-L-!时，所需反应的时间( A.等于5s B.等于10s C.大于10sD.小于10s 答案：C 解析：若c(H)由0.1molL1降到0.07 mol L-!时，需要15s,那么以同样的速率反应 时，c(H)由0.07 mol-L-1降到0.05 mol-L-1,需10s,但是随反应的进行，化学反应速 率会逐渐减小，故所需时间大于10s,C项正确。 6在气体反应中，改变下列条件，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增 大的是()
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 解析:v(X)=- (0.4-1.2)mol 0.5 L×10 s =0.16 mol·L -1·s -1。 4.某反应过程中的能量变化如图所示(图中 E1 表示无催化剂时正反应的活化 能,E2 表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是( )。 A.该反应为吸热反应 B.使用催化剂能增大该反应的化学反应速率 C.催化剂能降低该反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 答案:D 解析:该反应生成物总能量比反应物总能量高,为吸热反应,A 项正确;对照图中有 无催化剂的两种情况,有催化剂的活化能较低,因为催化剂能降低反应的活化能, 从而增大化学反应速率,B、C 项正确;E1 大于 E2,正反应的活化能较大,D 项错 误。 5.一定温度下,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 -1 降到 0.07 mol·L -1 时,需要 15 s,那么 c(HI)由 0.07 mol·L -1 降到 0.05 mol·L -1 时,所需反应的时间( )。 A.等于 5 s B.等于 10 s C.大于 10 s D.小于 10 s 答案:C 解析:若 c(HI)由 0.1 mol·L -1 降到 0.07 mol·L -1 时,需要 15 s,那么以同样的速率反应 时,c(HI)由 0.07 mol·L -1 降到 0.05 mol·L -1 ,需 10 s,但是随反应的进行,化学反应速 率会逐渐减小,故所需时间大于 10 s,C 项正确。 6.在气体反应中,改变下列条件,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增 大的是( )
①增大反应物的浓度 ②升高温度③压缩容积增大压强④移去生成物 ⑤ 加入催化剂 A.①⑤ B.①③ C.②⑤ D.③④⑤ 答案：C 解析：①增大反应物的浓度，只能增大单位体积内活化分子数：③压缩容积增大压 强实际为增大反应物浓度，与①相同：④移去生成物不影响反应物的活化分子数及 活化分子百分数。 7.已知反应2NO(g)tBr2(g)一2NOBr(g) △H=-a kJ-mol-I(a>0),其反应历程如下： ①NO(g+Br2(g)一NOBr2(g)快 ②NO(g+NOBr2(g)一2NOBr(g)慢 下列有关该反应的说法正确的是( )o A.该反应的速率主要取决于①的快慢 B.NOBr2是该反应的催化剂 C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ.mo D.增大B2(g)浓度能增大活化分子百分数，增大反应速率 答案：C 解析：总反应的反应速率主要取决于最慢的一步，所以该反应的速率主要取决于② 的快慢，A项错误；NOB2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，B项错 误：该反应为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，所以正反应的活化 能比逆反应的活化能小a kJ.mol-,C项正确：增大B2(g)浓度，可增大单位体积内 的活化分子数，但活化分子百分数不变，D项错误。 8.向四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的$O2和O2,开始反应时，按正反 应速率由大到小的顺序排列正确的是()。 甲：在500℃时，10molS02和5molO2反应 乙：在500℃时，用V205作催化剂，10molS02和5molO2反应 丙：在450℃时，8molS02和5molO2反应 丁：在500℃时，8molS02和5molO2反应 A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲 答案：C 解析：丙中温度最低，反应物的量比甲、乙的少，没有使用催化剂，反应速率最小。 甲、乙、丁的温度相同，丁中反应物的量少，没有使用催化剂，故丁的反应速率比
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③压缩容积增大压强 ④移去生成物 ⑤ 加入催化剂 A.①⑤ B.①③ C.②⑤ D.③④⑤ 答案:C 解析:①增大反应物的浓度,只能增大单位体积内活化分子数;③压缩容积增大压 强实际为增大反应物浓度,与①相同;④移去生成物不影响反应物的活化分子数及 活化分子百分数。 7.已知反应 2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0),其反应历程如下: ①NO(g)+Br2(g) NOBr2(g) 快 ②NO(g)+NOBr2(g) 2NOBr(g) 慢 下列有关该反应的说法正确的是( )。 A.该反应的速率主要取决于①的快慢 B.NOBr2 是该反应的催化剂 C.正反应的活化能比逆反应的活化能小 a kJ·mol-1 D.增大 Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,增大反应速率 答案:C 解析:总反应的反应速率主要取决于最慢的一步,所以该反应的速率主要取决于② 的快慢,A 项错误;NOBr2 是反应过程中的中间产物,不是该反应的催化剂,B 项错 误;该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,所以正反应的活化 能比逆反应的活化能小 a kJ·mol-1 ,C 项正确;增大 Br2(g)浓度,可增大单位体积内 的活化分子数,但活化分子百分数不变,D 项错误。 8.向四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO2 和 O2,开始反应时,按正反 应速率由大到小的顺序排列正确的是( )。 甲:在 500 ℃时,10 mol SO2 和 5 mol O2 反应 乙:在 500 ℃时,用 V2O5 作催化剂,10 mol SO2 和 5 mol O2 反应 丙:在 450 ℃时,8 mol SO2 和 5 mol O2 反应 丁:在 500 ℃时,8 mol SO2 和 5 mol O2 反应 A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲 答案:C 解析:丙中温度最低,反应物的量比甲、乙的少,没有使用催化剂,反应速率最小。 甲、乙、丁的温度相同,丁中反应物的量少,没有使用催化剂,故丁的反应速率比
甲、乙的小。甲、乙的温度和反应物的量都相同，但乙使用了催化剂，故乙的反应 速率比甲的大。综上所述，可知四个容器中反应速率：乙>甲>丁>丙。 9.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)催化脱氢 制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下 ①C4H1o(g,一C4Hs(g十H(g)△H1=+43kJmo1 ②C4H1o(gH02(g,一C4Hs(g+H2O(g)△H2=-119kJmo 下列有关判断正确的是()。 A.升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小 B.升高温度，反应①的反应速率减小，反应②的反应速率增大 C.降低温度，反应①和反应②的反应速率均减小 D.由反应①和反应②可以得出H2的燃烧热 答案：C 解析：不管是放热反应还是吸热反应，升高温度均能增大其反应速率，降低温度均 能减小其反应速率，C项正确，A、B两项错误；因反应②中HO为气态，故无法计 算H2的燃烧热，D项错误。 10.某学生设计如图I装置，测定2olL1的硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速 率。请回答下列问题。 硫酸 H 锌粒或 了锌粉 图I 干燥 管（水 乳胶管 图Ⅱ (1)装置图I中盛放硫酸的仪器名称是 (2)按照图I装置实验时，己限定了两次实验时间均为10min,还需要测定的另一 个数据是 (3)实验结束后，得到的结论是
甲、乙的小。甲、乙的温度和反应物的量都相同,但乙使用了催化剂,故乙的反应 速率比甲的大。综上所述,可知四个容器中反应速率:乙>甲>丁>丙。 9.丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)催化脱氢 制 1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下: ①C4H10(g) C4H8(g)+H2(g) ΔH1=+43 kJ·mol-1 ②C4H10(g)+1 2 O2(g) C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1 下列有关判断正确的是( )。 A.升高温度,反应①的反应速率增大,反应②的反应速率减小 B.升高温度,反应①的反应速率减小,反应②的反应速率增大 C.降低温度,反应①和反应②的反应速率均减小 D.由反应①和反应②可以得出 H2 的燃烧热 答案:C 解析:不管是放热反应还是吸热反应,升高温度均能增大其反应速率,降低温度均 能减小其反应速率,C 项正确,A、B 两项错误;因反应②中 H2O 为气态,故无法计 算 H2 的燃烧热,D 项错误。 10.某学生设计如图Ⅰ装置,测定 2 mol·L -1 的硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速 率。请回答下列问题。 图Ⅰ 图Ⅱ (1)装置图Ⅰ中盛放硫酸的仪器名称是 。 (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，实验完毕待冷却至室温后， 该生准备读数时发现右管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作 是 答案(1)分液漏斗 (2)收集到气体的体积 (3)其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大 (4)调节右管高度使得两侧液面相平 解析：(1)根据装置的特点可知，装置图I中盛放硫酸的仪器名称是分液漏斗。(2) 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增大反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同 时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大。(4)由于气体的体积受压 强的影响大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节高度使得两侧液面相平。 11.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液，反应开始时，溶液中 cMn2+)将随时间的变化而变化。某学生在做实验前认为，cMn+)与时间的关系 如图I所示，做完实验后，得到的结果如图Ⅱ所示。已知H2O2与KMO4溶液反 应的化学方程式为5H2O2+2KMnO4+3H2SO.一KSO4+2MnSO4+8H0+5O2↑。请 回答下列问题。 图I 图Ⅱ (1)OM段的意义： (2)MN段的意义及MN段很陡的原因： (3)WP段的意义： 答案(1)OM段说明反应非常慢，溶液中cM+)随时间变化很小 (2)MN段说明反应非常快，cM+)迅速增大，表明Mn+达到一定浓度时，对上述反 应起到了催化作用 (3)WP段说明反应趋于完全，溶液中cMn+)为定值 解析：MN段斜率最大，说明化学反应速率最大，其原因应为cM+)增大并充当该 反应的催化剂
(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ,实验完毕待冷却至室温后, 该生准备读数时发现右管中液面高于干燥管中液面,应首先采取的操作 是 。 答案:(1)分液漏斗 (2)收集到气体的体积 (3)其他条件相同时,锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大 (4)调节右管高度使得两侧液面相平 解析:(1)根据装置的特点可知,装置图Ⅰ中盛放硫酸的仪器名称是分液漏斗。(2) 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增大反应速率,所以该实验中得出的结论是其他条件相同 时,锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率大。(4)由于气体的体积受压 强的影响大,所以在读数之前还需要采取的措施是调节高度使得两侧液面相平。 11.向含有 H2SO4 的 H2O2溶液中滴加一定量的 KMnO4溶液,反应开始时,溶液中 c(Mn2+)将随时间的变化而变化。某学生在做实验前认为,c(Mn2+)与时间的关系 如图Ⅰ所示,做完实验后,得到的结果如图Ⅱ所示。已知 H2O2 与 KMnO4溶液反 应的化学方程式为 5H2O2+2KMnO4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑。请 回答下列问题。 图Ⅰ 图Ⅱ (1)OM 段的意义: 。 (2)MN 段的意义及 MN 段很陡的原因: 。 (3)NP 段的意义: 。 答案:(1)OM 段说明反应非常慢,溶液中 c(Mn2+)随时间变化很小 (2)MN 段说明反应非常快,c(Mn2+)迅速增大,表明 Mn2+达到一定浓度时,对上述反 应起到了催化作用 (3)NP 段说明反应趋于完全,溶液中 c(Mn2+)为定值 解析:MN 段斜率最大,说明化学反应速率最大,其原因应为 c(Mn2+)增大并充当该 反应的催化剂
拓展提高 1.用大理石（杂质不与稀盐酸反应）与稀盐酸反应制CO2,实验过程记录如图所示， 下列有关说法正确的是( V(CO2)/mL G t/min A.OE段表示的反应速率最大 B.EF段表示的反应速率最大，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，反应速率逐渐增大 答案B 解析：CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HC一CaCh+CO2↑+HO,图 像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，用单位时间内放出CO2的体 积来表示其反应速率，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放 出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最大，收集的CO2最多：整个反应过 程中，反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B 项正确。 2.将4molA气体和2molB气体在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下 发生如下反应：2A(g十B(g)一2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6molL1,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0.3molL1s ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol-L-1.s! ③2s时物质A的转化率为70% ④2s时物质B的浓度为0.7 nol-L-1 A.①③ B.①④ C.②③ D.③④ 答案B :(C)-0.6m-0.3 mol-Ls(A)=C)-0.3 mol-L-s(B)-C)-0.15 mol-L 2s 1g1,①正确，②错误。2s时dA03mo1Lx2sx2L×100%30%.③错误。25时 4mol cB)0015 moHLs2s07molL-,④正确
拓展提高 1.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制 CO2,实验过程记录如图所示, 下列有关说法正确的是( )。 A.OE 段表示的反应速率最大 B.EF 段表示的反应速率最大,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,反应速率逐渐增大 答案:B 解析:CaCO3 与稀盐酸反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O,图 像的横坐标是时间,纵坐标是生成二氧化碳的体积,用单位时间内放出 CO2 的体 积来表示其反应速率,表现在图像上就是曲线的斜率,斜率越大,反应速率越大,放 出的 CO2 越多。由图可以看出,EF 段反应速率最大,收集的 CO2最多;整个反应过 程中,反应速率先小(OE 段)后大(EF 段)再小(FG 段),而不是逐渐增大,所以只有 B 项正确。 2.将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的恒容密闭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 ,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 答案:B 解析:v(C)=0.6mol·L -1 2 s =0.3 mol·L -1·s -1 ,v(A)=v(C)=0.3 mol·L -1·s -1 ,v(B)=𝑣(C) 2 =0.15 mol·L - 1·s -1 ,①正确,②错误。2 s 时 α(A)=0.3mol·L -1 ·s -1 ×2 s×2 L 4mol ×100%=30%,③错误。2 s 时 c(B)=2mol 2 L -0.15 mol·L -1·s -1×2 s=0.7 mol·L -1 ,④正确
3.在一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中（预先装入催化剂）通入1olN2和 3olH2,发生反应：N2+3H一2NH。经过一段时间后，测得容器内压强是起始压 强的90%，在此时间内，H2的平均反应速率为0.1 mol-L-1.min!,则所经过的时间为 （)。 A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min 答案B 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“三段 式”或“差量法”列出前后物质总物质的量，列式求解。 方法一：“三段式” 设参加反应的N2的物质的量为x,根据化学方程式： N2+3H2=2NH3 起始物质的量/mol 1 3 0 反应的物质的量mol 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2= 4mol-2x 解得x=0.2mol。 则反应过程中H2的物质的量减少了0.6mol。 WH2）=c-o.6mol0.1 mol-Lmin,△=3min。 △t2L×△t 方法二：“差量法” 设参加反应的N2的物质的量为y,根据化学方程式： N2+3H一2NH3减少的物质的量 起始物质的量mol o 反应的物质的量mol 2y 反应前各物质的物质的量为3mo+1mol=4mol,反应后减少2y,故反应后总物质 的量为4ol-2y,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。 4mol-2y 4.在容积为2L的密闭容器中充入2molS02和一定量02，发生反应2S02+0一 2S03,当反应进行到4min时，测得n(S02=0.4mol。若反应进行到2min时，容器 中SO2的物质的量(
3.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+3H2 2NH3。经过一段时间后,测得容器内压强是起始压 强的 90%,在此时间内,H2 的平均反应速率为 0.1 mol·L -1·min-1 ,则所经过的时间为 ( )。 A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min 答案:B 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“三段 式”或“差量法”列出前后物质总物质的量,列式求解。 方法一:“三段式” 设参加反应的 N2 的物质的量为 x,根据化学方程式: N2 + 3H2 2NH3 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: 4mol 4mol-2𝑥 = 1 0.9 , 解得:x=0.2 mol。 则反应过程中 H2 的物质的量减少了 0.6 mol。 v(H2)=- Δ𝑐 Δ𝑡 =- -0.6mol 2 L×Δ𝑡 =0.1 mol·L -1·min-1 ,Δt=3 min。 方法二:“差量法” 设参加反应的 N2 的物质的量为 y,根据化学方程式: N2+3H2 2NH3 减少的物质的量 起始物质的量/mol 1 2 反应的物质的量/mol y 2y 反应前各物质的物质的量为 3 mol+1 mol=4 mol,反应后减少 2y,故反应后总物质 的量为 4 mol-2y,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: 4mol 4mol-2𝑦 = 1 0.9 ,其他解法同上。 4.在容积为 2 L 的密闭容器中充入 2 mol SO2 和一定量 O2,发生反应 2SO2+O2 2SO3,当反应进行到 4 min 时,测得 n(SO2)=0.4 mol。若反应进行到 2 min 时,容器 中 SO2 的物质的量( )
A.等于1.6mol B.等于1.2mol C.大于1.6mol D.小于1.2mol 答案D 解析：由题意可求得4min内S02的平均反应速率S02)=042mol0.2molL 2L×4min 1minl,若按照这个反应速率计算，2min时转化的SO2的物质的量为0.2molL 1minl×2min×2L=0.8mol,但由于前2min比后2min的反应速率大，所以2min 时，n(S022mol-0.8mol=1.2mol。 5.在相同条件下做H2O2分解对比实验时，其中(1)加入MnO2催化，(2)不加MnO2 催化。如图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是 () V(0) V(O2)t 1) (1) (2) (2) A V(O2)t (1) V(O2)1 (2) (2) (1) C D 答案A 解析：由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2),只要H2O2的量相同，两种情况下最 终产生O2的体积相同，(1)中加入MO2作催化剂，增大了H2O2的分解速率，在相 同时间内产生O2的体积比(2)大，反应结束时所用时间短，故选A。 6.“碘钟实验中，3+S20?一I5+2S0?的反应速率可以用15与加入的淀粉溶液显 蓝色的时间1来度量，1越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃条件下进 行实验，得到的数据如下表 实验编号 b ② ③ ④ ⑤ c(I) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 (mol L) c(S20) 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 (molL1) s 88.0 44.0 22.0 44.0 回答下列问题。 (1)该实验的目的是 (2)表格中显色时间=
A.等于 1.6 mol B.等于 1.2 mol C.大于 1.6 mol D.小于 1.2 mol 答案:D 解析:由题意可求得 4 min 内 SO2 的平均反应速率 v(SO2)=- (0.4-2)mol 2 L×4min =0.2 mol·L - 1·min-1 ,若按照这个反应速率计算,2 min 时转化的 SO2 的物质的量为 0.2 mol·L - 1·min-1×2 min×2 L=0.8 mol,但由于前 2 min 比后 2 min 的反应速率大,所以 2 min 时,n(SO2)<2 mol-0.8 mol=1.2 mol。 5.在相同条件下做 H2O2 分解对比实验时,其中(1)加入 MnO2 催化,(2)不加 MnO2 催化。如图是反应放出 O2 的体积随时间的变化关系示意图,其中正确的是 ( )。 答案:A 解析:由图像知,横坐标为时间,纵坐标为 V(O2),只要 H2O2 的量相同,两种情况下最 终产生 O2 的体积相同,(1)中加入 MnO2 作催化剂,增大了 H2O2的分解速率,在相 同时间内产生 O2 的体积比(2)大,反应结束时所用时间短,故选 A。 6.“碘钟”实验中,3I-+S2O8 2- I3 - +2SO4 2-的反应速率可以用I3 -与加入的淀粉溶液显 蓝色的时间 t 来度量,t 越小,反应速率越大。某探究性学习小组在 20 ℃条件下进 行实验,得到的数据如下表: 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 𝑐(I - ) (mol·L -1 ) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 𝑐(S2O8 2- ) (mol·L -1 ) 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1 回答下列问题。 (1)该实验的目的是 。 (2)表格中显色时间 t1=
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃时进行编号③对应 浓度的实验，显色时间2的范围为 A.44.0s D.数据不足，无法判断 (4)通过分析比较上表数据，得到的结论是 答案(1)研究反应物下与S20?的浓度对反应速率的影响 (2)29.3s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成 反比) 解析：(2)分析所给数据，可以得出显色时间与c()c(S20好)数值成反比，利用①⑤两 组数据，可知两组实验中c(S20好)相同，而c)⑤是①的3倍，因此⑤所用显色时间 是①的2即8,0s-29.3s (3)在反应物起始浓度相同的条件下，温度越高，反应速率越大，则显色时间越短。 挑战创新 有一化学反应：αA+bB一C,根据影响化学反应速率的因素可得 (C)=kcm(A)cB),其中k是与温度有关的常数，为测k、m、n的值，在25℃时 将A、B溶液按不同浓度混合，得到下列实验数据： A的初始 B的初始 生成C的 编 浓度 浓度 初始速率 号 (mol-L1) (mol-L1) (mol.L-1.s-1) 1.0 1.0 1.2×10-2 2.0 1.0 2.4×10-2 4.0 1.0 4.8×10-2 1.0 2.0 4.8×102 1.0 4.0 1.92×10-1 (1)根据上表可求得：m= k的单位 是 (2)若a=m,b=n,当c(A=c(B=2.0molL1时，求用B表示的初始反应速率。 答案(1)121.2×10-2L2mo2s (2)v(B)=0.192 mol-L-1.s1
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在 40 ℃时进行编号③对应 浓度的实验,显色时间 t2 的范围为 。 A.44.0 s D.数据不足,无法判断 (4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 。 答案:(1)研究反应物 I -与 S2O8 2-的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成 反比) 解析:(2)分析所给数据,可以得出显色时间与 c(I- )·c(S2O8 2- )数值成反比,利用①⑤两 组数据,可知两组实验中 c(S2O8 2- )相同,而 c(I- )⑤是①的 3 倍,因此⑤所用显色时间 是①的 1 3 ,即 88.0 s 3 =29.3 s。 (3)在反应物起始浓度相同的条件下,温度越高,反应速率越大,则显色时间越短。 挑战创新 有一化学反应:aA+bB C,根据影响化学反应速率的因素可得 v(C)=k·c m(A)·c n (B),其中 k 是与温度有关的常数,为测 k、m、n 的值,在 25 ℃时, 将 A、B 溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据: 编 号 A 的初始 浓度 (mol·L -1 ) B 的初始 浓度 (mol·L -1 ) 生成 C 的 初始速率 (mol·L -1 ·s -1 ) 1 1.0 1.0 1.2×10-2 2 2.0 1.0 2.4×10-2 3 4.0 1.0 4.8×10-2 4 1.0 2.0 4.8×10-2 5 1.0 4.0 1.92×10-1 (1)根据上表可求得:m= ,n= ,k= ,k 的单位 是 。 (2)若 a=m,b=n,当 c(A)=c(B)=2.0 mol·L -1 时,求用 B 表示的初始反应速率。 答案:(1)1 2 1.2×10-2 L 2·mol-2·s -1 (2)v(B)=0.192 mol·L -1·s -1
解析：(1)用B的初始浓度数据相同，A的初始浓度数据成倍数关系的两组，如选编 号为1、2的两组，即可求出m=1。同样方法，如选编号为1、4的两组，求出=2。 将m=1、n=2代入其中一组数据（如选编号为1的组）即可求出k=1.2×102L2mol 2sl。 (2)用C表示的初始反应速率vC)=1.2×102L2mo2.sl×2.0 mol-L-!×(2.0molL 1)2=9.6×102 mol-L-I.s1,vB=2C=2×9.6×102molL1sl=0.192 mol-L-!.s1
解析:(1)用 B 的初始浓度数据相同,A 的初始浓度数据成倍数关系的两组,如选编 号为 1、2 的两组,即可求出 m=1。同样方法,如选编号为 1、4 的两组,求出 n=2。 将 m=1、n=2 代入其中一组数据(如选编号为 1 的组)即可求出 k=1.2×10-2 L 2·mol- 2·s -1。 (2)用 C 表示的初始反应速率 v(C)=1.2×10-2 L 2·mol-2·s -1×2.0 mol·L -1×(2.0 mol·L - 1 ) 2=9.6×10-2 mol·L -1·s -1 ,v(B)=2v(C)=2×9.6×10-2 mol·L -1·s -1=0.192 mol·L -1·s -1