专题2分层作业8 化学反应速率的表示方法
A级 必备知识基础练
1.在10 L恒容密闭容器中通入2 mol N2和6 mol H2,一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。经过3 min测得生成1.8 mol NH3,则0~3 min内H2的平均反应速率为( )
A.0.03 mol·L-1·min-1
B.0.06 mol·L-1·min-1
C.0.09 mol·L-1·min-1
D.0.27 mol·L-1·min-1
2.已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A.4v(NH3)=5v(O2)
B.5v(O2)=6v(H2O)
C.2v(NH3)=3v(H2O)
D.4v(O2)=5v(NO)
3.将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 3 mol·L-1稀硫酸的烧杯中,2 min后铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计),下列表示这个反应的速率正确的是( )
A.v(Fe)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(H2SO4)=1.5 mol·L-1·min-1
C.v(H2SO4)=0.5 mol·L-1·min-1
D.v(FeSO4)=1 mol·L-1·min-1
4.对于反应:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列说法正确的是( )
A.用HCl和CaCl2分别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的浓度变化来表示反应速率,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浓度的减少表示其反应速率
5.在mA+nBpC的反应中,m、n、p为各物质的化学计量数。现测得C每分钟增加a mol·L-1,B每分钟减少1.5a mol·L-1,A每分钟减少0.5a mol·L-1,可知m∶n∶p为( )
A.2∶3∶2 B.2∶3∶3
C.1∶3∶2 D.3∶1∶2
6.化学反应速率是通过实验测定的,下列化学反应速率的测量中,测量依据不可行的是( )
选 项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g) 压强变化
B Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g) 氢气体积
C 2NO2(g)N2O4(g) 分子数目变化
D Ca(OH)2(aq)+Na2CO3(aq)CaCO3(s)+2NaOH(aq) 沉淀质量
7.某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛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,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( )
A.可以通过测定锌粒减少的质量来测定反应速率
B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示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+来表示10 s内该反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
D.用单位时间内H2的物质的量的变化来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1
8.一定温度下,向容积为4 L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变化如图所示,下列对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为3B+4C6A+3D
B.反应进行到1 s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等
B级 关键能力提升练
9.在2 L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2 min后,B减少了1.2 mol。下列叙述不正确的是( )
A.v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1
B.2 min内v(B)=0.3 mol·L-1·min-1
C.2 min内v(C)=0.2 mol·L-1·min-1
D.2 min内D增加了0.2 mol
10.在密闭容器中进行可逆反应,气体A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC 表示,三者之间有以下关系:vB=3vA,3vC =2vB。则此反应的化学方程式为 ( )
A.A(g)+B(g)C(g)
B.6A(g)+2B(g)3C(g)
C.3A(g)+B(g)2C(g)
D.A(g)+3B(g)2C(g)
11.将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8~10 min 内CO2的平均反应速率是( )
A.0.5 mol·L-1·min-1
B.0.1 mol·L-1·min-1
C.0 mol·L-1·min-1
D.0.125 mol·L-1·min-1
12.T ℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A.10 s时反应生成了0.2 mol C
B.该反应进行到10 s时,消耗了0.15 mol A
C.该反应的化学方程式为3A+B2C
D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
13.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2+Cl22HCl的反应速率v可表示为v=k[c(H2)]m·[c(Cl2)]n,式中k为常数,m、n值可用下表中数据确定。由此可推得,m、n值正确的是( )
v/(mol·L-1·s-1)
1.0 1.0 1.0k
2.0 1.0 2.0k
2.0 4.0 4.0k
A.m=1、n=1 B.m=、n=
C.m=1、n= D.m=、n=1
14.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后测得C的物质的量为3 mol,前5 min内用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。
计算:
(1)5 min后A的物质的量浓度为 。
(2)前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值为 。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
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 (填编号)。
15.氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气[使n(O2)∶n(NH3)≈2∶1]通入灼热(760~840 ℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。
某实验小组在实验室模拟氨的催化氧化。若反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol。
(1)某同学计算出此反应半分钟内的平均速率v(H2O)= mol·L-1·s-1=0.015 mol·L-1·s-1,该同学的计算 (填“正确”或“错误”)。
(2)半分钟内用NH3表示的该反应的速率应为 。
(3)假设开始时,容器中通入的氨气为11.2 L(标准状况),则半分钟后剩余氨气的浓度是 。
(4)在四种不同情况下,若用不同物质表示氨催化氧化的反应速率,则该反应的平均速率由大到小的顺序是 。
①v(NH3)=0.010 mol·L-1·s-1;
②v(O2)=0.001 0 mol·L-1·s-1;
③v(NO)=0.001 0 mol·L-1·s-1;
④v(H2O)=0.045 mol·L-1·s-1。
C级 学科素养拔高练
16.某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣,为此进行了有关的实验探究,实验记录如下:
[实验目的] 测量锌和稀硫酸反应的速率。
[实验用品] 锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol·L-1的H2SO4溶液、4 mol·L-1的H2SO4溶液。
[实验步骤]
①甲同学取一套上图装置,加入40 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置,加入40 mL 4 mol·L-1的H2SO4溶液,测量收集10 mL H2所需的时间。
回答下列问题:
(1)Zn与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)收集10 mL H2所需时间:甲 (填“大于”“小于”或“等于”,下同)乙,反应速率:甲 乙。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
A.本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同
B.装置气密性要好
C.40 mL的H2SO4溶液要迅速加入
D.气体还可以用排水法收集
E.若用98%的浓硫酸,则反应最快
(4)测量Zn和稀硫酸反应的速率还可用的方法有:
① ;
② 。
参考答案
专题2 分层作业8 化学反应速率的表示方法
1.C 解析 经过3 min测得生成1.8 mol氨气,则氨气的平均反应速率为=0.06 mol·L-1·min-1,由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得:v(H2)=0.06 mol·L-1·min-1×=0.09 mol·L-1·min-1,C项正确。
2.D 解析 在化学反应中,用不同物质表示反应速率时,速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。根据化学反应中反应速率的关系可知v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,A、B、C错误,D正确。
3.C 解析 铁粉的物质的量为=0.1 mol,则参加反应的H2SO4的物质的量也是0.1 mol,故参加反应的H2SO4的物质的量浓度为=1 mol·L-1,v(H2SO4)=v(FeSO4)==0.5 mol·L-1·min-1,铁是固体,不能用于表示反应速率,C项正确。
4.A 解析 同一反应里用不同物质浓度变化来表示反应速率时,其数值不一定相同,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,均可表示该化学反应的快慢,故A项正确;因为CaCO3是固体,H2O的浓度为定值,不能用其浓度变化表示反应速率,故B、C项错误;应用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率,故D项错误。
5.C 解析 由三种物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比可知,m∶n∶p=v(A)∶v(B)∶v(C)=0.5a∶1.5a∶a=1∶3∶2,C项正确。
6.A 解析 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。A项,该反应是气体分子数不变的反应,反应前后压强不变;B项,单位时间内H2体积变化越大,速率越快;C项,2NO2(g)N2O4(g),反应前后分子数目不相等,可以用单位时间内分子数目的变化来衡量反应的快慢;D项,单位时间内产生沉淀的质量越多,速率越快。
7.C 解析 可以通过测定锌粒减少的质量来测定反应速率,A项正确;H2的物质的量为0.002 mol,忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+来表示10 s内该反应的速率为=0.01 mol·L-1·s-1,B项正确;消耗Zn的物质的量为0.002 mol,忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+来表示10 s内该反应速率为0.005 mol·L-1·s-1,C项错误;用单位时间内H2的物质的量的变化来表示10 s内的反应速率为=0.000 2 mol·s-1,D项正确。
8.C 解析 由题图可知,6 s时,B物质减少了0.6 mol、C物质减少了0.8 mol、A物质增加了1.2 mol、D物质增加了0.4 mol,所以B、C为反应物,A、D为生成物,B、C、A、D的物质的量的变化量之比为0.6∶0.8∶1.2∶0.4=3∶4∶6∶2,故反应的化学方程式为3B+4C6A+2D,A项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,故反应进行到1 s时,v(A)=3v(D),B项错误;反应进行到6 s时,B的平均反应速率为v(B)==0.025 mol·L-1·s-1,C项正确;化学反应速率之比等于化学计量数之比,故反应进行到6 s时,各物质的反应速率不相等,D项错误。
9.D 解析 根据反应速率之比等于计量数之比,则v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1,故A正确;2 min内v(B)==0.3 mol·L-1·min-1,故B正确;根据反应速率之比等于计量数之比,v(B)=0.3 mol·L-1·min-1,则v(C)=0.2 mol·L-1·min-1,故C正确;根据物质反应的物质的量之比等于计量数之比,2 min内B减少1.2 mol,则D增加了0.4 mol,故D错误。
10.D 解析 v B =3v A ,3v C =2v B ,故v A∶v B∶v C =1∶3∶2,化学反应速率之比等于化学计量数之比,故此反应可表示为A(g)+3B(g)2C(g), D项正确。
11.C 解析 由题图可知,在8~10 min内,H2的物质的量都是2 mol,因此v(H2)==0 mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(CO2)=v(H2)=0 mol·L-1·min-1,C项正确。
12.A 解析 10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol,A项正确;10 s时消耗A的物质的量为(0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1)×0.5 L=0.1 mol,B项不正确;Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2 mol·L-1∶0.6 mol·L-1∶0.4 mol·L-1=1∶3∶2,故化学方程式应为A+3B2C,故C项不正确;10 s内用B表示的反应速率为=0.06 mol·L-1·s-1,故D项不正确。
13.C 解析 设三组数据编号依次为①②③,则由②中的反应速率与①中的相比可得,=2==2m,解得m=1;同理由③和②中反应速率可得=2==4n,解得n=,C项正确。
14.答案 (1)1.5 mol·L-1 (2)0.2 mol·L-1·min-1
(3)2 (4)①
解析 v(D)=,所以5 min时生成D的物质的量Δn(D)=0.2 mol·L-1·min-1×2 L×5 min=2 mol。
则:
A(g) + 2B(g) 3C(g) + nD(g)
n(初)/mol 4 6 0 0
Δn/mol 1 2 3 2
n(5 min后)/mol 3 4 3 2
所以(1)5 min后c(A)==1.5 mol·L-1。
(2)前5 min内v(B)==0.2 mol·L-1·mi。
(3),故n=2。
(4)只要比较的相对大小即可作出判断,代入数据计算,①中表示的反应速率最快。
15.答案 (1)错误 (2)0.001 mol·L-1·s-1
(3)0.02 mol·L-1 (4)④>①>③>②
解析 (1)应用水蒸气的浓度变化来计算,v(H2O)==0.001 5 mol·L-1·s-1。
(2)v(NH3)= v(H2O)=×0.001 5 mol·L-1·s-1=0.001 mol·L-1·s-1。
(3)开始时通入的氨气的物质的量为0.5 mol,半分钟后消耗0.3 mol NH3,则剩余0.2 mol NH3,此时c(NH3)==0.02 mol·L-1。
(4)将各物质表示的反应速率转化成用同一物质表示,即可得到④>①>③>②。
16.答案 (1)Zn+2H+Zn2++H2↑ (2)大于 小于
(3)ABCD (4)①测定等质量的Zn完全溶解所需要的时间 ②测定单位时间内H2SO4溶液浓度的变化
解析 (1)Zn与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑。(2)甲同学所用H2SO4溶液的浓度比乙同学所用H2SO4溶液的浓度小,故甲反应速率小,收集相同体积H2甲所用时间长。(3)本实验测定浓度对反应速率的影响,故要保证其他因素是相同的,如所用锌粒的表面积相同,A项正确;本实验是根据测定收集10 mL H2所需的时间长短来判断反应速率的,故装置气密性要好,为减少实验误差,加入H2SO4溶液时要迅速,B、C项正确;氢气难溶于水,还可用排水法收集,D项正确;Zn与98%的浓硫酸反应生成ZnSO4、SO2和H2O,反应的实质改变,E项错误。(4)还可利用等质量的Zn完全溶解所用时间以及单位时间内H2SO4溶液浓度的变化等来测定该反应的反应速率。
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