第二章 第一节 化学反应速率
A组·基础达标
1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A．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
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1，就是指在该时间内反应物和生成物每秒的浓度瞬时变化为0.5 mol·L-1
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
【答案】D
2．(2023·四川南充阶段)在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB＝3vA、3vC＝2vB，则此反应可表示为( )
A．2A＋3B 2C B．A＋3B 2C
C．3A＋B 2C D．A＋B C
【答案】A 【解析】由于2vB＝3vA、3vC＝2vB，所以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，A正确。
3．(2022·广东汕头月考)某反应2A(g) 3B(g)的各物质的浓度随时间的变化如图所示，则有关化学反应速率的表示正确的是( )
A．0～2 min内v(A)＝0.1 mol·L-1·min-1
B．0～2 min内v(B)＝0.2 mol·L-1·min-1
C．0～2 min内v(A)＝v(B)＝0.5 mol·L-1·min-1
D．0～2 min内v(A)＝v(B)＝0.3 mol·L-1·min-1
【答案】A 【解析】根据图像，2 min时，A的浓度减少了0.2 mol·L-1，B的浓度增加了0.3 mol·L-1，故v(A)＝0.1 mol·L-1·min-1，v(B)＝0.15 mol·L-1·min-1。
4．(2023·新疆霍城月考)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于容积为2 L的容器中，使其发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)。2 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1，则n的值为( )
A．4 B．3
C．2 D．1
【答案】A 【解析】2 min末生成0.2 mol W，则以W浓度变化表示的平均反应速率为v(W)＝＝＝0.05 mol·L-1·min-1，已知以Z浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)＝0.1 mol·L-1·min-1，根据用不同物质表示同一化学反应的反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，v(Z)∶v(W)＝n∶2，0.1 mol·L-1·min-1∶0.05 mol·L-1·min-1＝n∶2，解得n＝4，A选项为4，A正确。
5．将气体A2、B2各1 mol充入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
【答案】C 【解析】该时间段内，A2、B2两种物质按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应。由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值，求出A2、B2、C三种物质的化学计量数比为1∶2∶2，结合质量守恒定律可知C的化学式为AB2，C正确。
6．(2022·广东佛山检测)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
【答案】C 【解析】由图可知，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正确。
7．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：
时间 X Y W Q
10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol
20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol
上述容器中发生反应的方程式可能是( )
A．X＋2Y 2W＋2Q
B．3X＋Y＋2W 2Q
C．X＋3Y＋2Q 2W
D．X＋2Y＋3Q 2W
【答案】C 【解析】从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的反应速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Q)∶Δn(W)＝(1.0 mol－0.5 mol)∶(3.0 mol－1.5 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)∶(2.0 mol－1.0 mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2，C正确。
8．化学反应速率是通过实验测定的。测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是( )
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＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积
C 2NO2(g) N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀的质量
【答案】A 【解析】A项，该反应是气体分子数不变(反应前后气体的化学计量数之和相等)的反应，反应前后压强不变，不合理。
9．如图所示，800 ℃时，某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像。请回答下列问题。
(1)该反应的反应物是________。
(2)反应至4 min时，C的浓度是B的浓度的________倍。
(3)该反应的化学方程式是________________________________。
(4)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为__________。
(5)若用不同物质表示其化学反应速率之比为v(A)∶v(B)∶v(C)＝_________________ _______________________________________________________。
【答案】(1)A (2)3 (3)2AB＋3C (4)0.2 mol·L-1·min-1 (5)2∶1∶3
【解析】(1)化学反应中反应物的物质的量浓度减小，生成物的物质的量浓度增大，故反应物为A，生成物为B和C；(2)反应至4 min 时，C的浓度为1.2 mol·L-1，B的浓度为0.4 mol·L-1，故C的浓度是B的浓度的3倍；(3)反应物为A，生成物为B和C，0～4 min 内A的浓度变化了0.8 mol·L-1，B的浓度变化了0.4 mol·L-1，C的浓度变化了1.2 mol·L-1，化学反应的化学计量数之比等于速率之比等于浓度变化之比，故A、B、C的化学计量数之比为2∶1∶3，故化学方程式为2A B＋3C；(4)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率v＝＝0.2 mol·L-1·min-1；(5)化学反应的速率之比等于化学计量数之比，故v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3。
B组·能力提升
10．(2023·北京顺义一中期中)一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应：2A(g)＋4B(g)===2C(g)＋3D(g)，测得5 min内，A减少了5 mol，则5 min内该反应的化学反应速率是( )
A．v(A)＝1 mol·L-1·min-1
B．v(B)＝1 mol·L-1·min-1
C．v(C)＝1 mol·L-1·min-1
D．v(D)＝1 mol·L-1·min-1
【答案】B 【解析】在5 min内，A减少了5 mol，则用A物质浓度变化表示的反应速率v(A)＝＝0.5 mol·L-1·min-1，A错误；用不同物质表示的反应速率，速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，则用B物质浓度变化表示的反应速率v(B)＝2v(A)＝2×0.5 mol·L-1·min-1＝1 mol·L-1·min-1，B正确；用C物质浓度变化表示的反应速率v(C)＝v(A)＝0.5 mol·L-1·min-1，C错误；用D物质浓度变化表示的反应速率 v(D)＝v(A)＝×0.5 mol·L-1·min-1＝0.75 mol·L-1·min-1，D错误。
11．在密闭容器中发生反应mA(g)＋nB(g)===wC(g)，同一时间段内测得A的浓度每分钟减少0.15 mol·L-1，B的浓度每分钟减少0.05 mol·L-1，C的浓度每分钟增加0.1 mol·L-1。下列叙述正确的是( )
A．在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大
B．化学计量数之比是m∶n∶w＝3∶1∶2
C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol
【答案】B 【解析】由题意知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶1∶2。根据化学反应中各物质的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可知，m∶n∶w＝3∶1∶2，A、C均错误，B正确。反应过程中，反应都不是等速率进行的，前10 s内与前20 s内反应速率不同，D错误。
12．工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
CO浓度/(mol·L-1) H2浓度/(mol·L-1) 逆反应速率/(mol·L-1·min-1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
由上述数据可得该温度下，c2＝________，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol-3·min-1。
【答案】0.2 1.0×104
【解析】根据v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，由表中数据可得：c＝，c2＝，所以有k·×＝16.0 mol·L-1·min-1，解得k＝1.0×104 L3·mol-3·min-1，代入c2的等式可得c2＝0.2 mol·L-1。
13．(2022·海南卷，节选)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)，在反应器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2 min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示。
催化剂 t＝350 ℃ t＝400 ℃
c(CH3OH) c(CH4) c(CH3OH) c(CH4)
催化剂Ⅰ 10.8 12 722 345.2 42 780
催化剂Ⅱ 9.2 10 775 34 38 932
在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为________μmol·L-1·min-1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400 ℃的反应条件，原因是______________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________。
【答案】5.4 相同催化剂，400 ℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
14．在25 ℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸里放入5.6 g 纯铁粉(不考虑反应前后溶液的体积变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)H2，在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内，用FeCl2表示的平均反应速率是________________。
(2)在后4 min内，用HCl表示的平均反应速率是________________。
(3)前2 min与后4 min相比，________的反应速率较快。
【答案】(1)0.25 mol·L-1·min-1 (2)0.25 mol·L-1·min-1
(3)前2 min
【解析】
(1) Fe ＋ 2HCl === FeCl2 ＋ H2↑
Δn/mol 0.05 0.1 0.05 0.05
v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L-1·min-1。
(2) Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
Δn/mol 0.05 0.1 0.05
v(HCl)＝＝0.25 mol·L-1·min-1。
(3)后4 min：v(FeCl2)＝0.125 mol·L-1·min-1，前2 min快。
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第二章 第一节 化学反应速率
A组·基础达标
1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A．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
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1，就是指在该时间内反应物和生成物每秒的浓度瞬时变化为0.5 mol·L-1
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
2．(2023·四川南充阶段)在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB＝3vA、3vC＝2vB，则此反应可表示为( )
A．2A＋3B 2C B．A＋3B 2C
C．3A＋B 2C D．A＋B C
3．(2022·广东汕头月考)某反应2A(g) 3B(g)的各物质的浓度随时间的变化如图所示，则有关化学反应速率的表示正确的是( )
A．0～2 min内v(A)＝0.1 mol·L-1·min-1
B．0～2 min内v(B)＝0.2 mol·L-1·min-1
C．0～2 min内v(A)＝v(B)＝0.5 mol·L-1·min-1
D．0～2 min内v(A)＝v(B)＝0.3 mol·L-1·min-1
4．(2023·新疆霍城月考)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于容积为2 L的容器中，使其发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)。2 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1，则n的值为( )
A．4 B．3
C．2 D．1
5．将气体A2、B2各1 mol充入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
6．(2022·广东佛山检测)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
7．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示：
时间 X Y W Q
10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol
20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol
上述容器中发生反应的方程式可能是( )
A．X＋2Y 2W＋2Q
B．3X＋Y＋2W 2Q
C．X＋3Y＋2Q 2W
D．X＋2Y＋3Q 2W
8．化学反应速率是通过实验测定的。测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是( )
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＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积
C 2NO2(g) N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀的质量
9．如图所示，800 ℃时，某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像。请回答下列问题。
(1)该反应的反应物是________。
(2)反应至4 min时，C的浓度是B的浓度的________倍。
(3)该反应的化学方程式是________________________________。
(4)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为__________。
(5)若用不同物质表示其化学反应速率之比为v(A)∶v(B)∶v(C)＝_________________ _______________________________________________________。
B组·能力提升
10．(2023·北京顺义一中期中)一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应：2A(g)＋4B(g)===2C(g)＋3D(g)，测得5 min内，A减少了5 mol，则5 min内该反应的化学反应速率是( )
A．v(A)＝1 mol·L-1·min-1
B．v(B)＝1 mol·L-1·min-1
C．v(C)＝1 mol·L-1·min-1
D．v(D)＝1 mol·L-1·min-1
11．在密闭容器中发生反应mA(g)＋nB(g)===wC(g)，同一时间段内测得A的浓度每分钟减少0.15 mol·L-1，B的浓度每分钟减少0.05 mol·L-1，C的浓度每分钟增加0.1 mol·L-1。下列叙述正确的是( )
A．在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大
B．化学计量数之比是m∶n∶w＝3∶1∶2
C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol
12．工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
CO浓度/(mol·L-1) H2浓度/(mol·L-1) 逆反应速率/(mol·L-1·min-1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
由上述数据可得该温度下，c2＝________，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol-3·min-1。
13．(2022·海南卷，节选)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)，在反应器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2 min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示。
催化剂 t＝350 ℃ t＝400 ℃
c(CH3OH) c(CH4) c(CH3OH) c(CH4)
催化剂Ⅰ 10.8 12 722 345.2 42 780
催化剂Ⅱ 9.2 10 775 34 38 932
在选择使用催化剂Ⅰ和350 ℃条件下反应，0～2 min生成CH3OH的平均反应速率为________μmol·L-1·min-1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400 ℃的反应条件，原因是______________________________________________________________
_________________________________________________________________________
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14．在25 ℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸里放入5.6 g 纯铁粉(不考虑反应前后溶液的体积变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)H2，在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内，用FeCl2表示的平均反应速率是________________。
(2)在后4 min内，用HCl表示的平均反应速率是________________。
(3)前2 min与后4 min相比，________的反应速率较快。
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