高中化學(xué) 第二章 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 新人教版選修4
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第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率?!?.了解化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法?!?.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算。 4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的測量方法。 知識(shí)點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率概念與測定 閱讀教材P17~P18,思考并填空。 一、化學(xué)反應(yīng)速率 二、化學(xué)反應(yīng)速率的測定 1.測定原理 利用化學(xué)反應(yīng)中與某一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測定。 2.測定方法 (1)利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測定 如通過測量釋放出一定體積的氣體的時(shí)間來測定反應(yīng)速率,或測定一定時(shí)間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化來測定反應(yīng)速率。 (2)利用科學(xué)儀器測量 如在溶液中:當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有較明顯的顏色時(shí),可利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。 3.實(shí)驗(yàn)探究 (1)反應(yīng)原理:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。 (2)實(shí)驗(yàn)過程 ①按如圖所示安裝兩套裝置,在錐形瓶內(nèi)各盛有2 g鋅粒。 ②取一套裝置,通過分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸,測出收集10 mL H2所用的時(shí)間。 ③取另一套裝置,通過分液漏斗加入40 mL 4 mol/L的硫酸,測出收集10 mL H2所用的時(shí)間。 (3)數(shù)據(jù)處理:計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。 (4)探究結(jié)論:4 mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)比1 mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)快。 判斷正誤 (1)對(duì)于反應(yīng)H2+Cl2===2HCl,化學(xué)反應(yīng)速率可表示為v=a mol/(Ls)。( ) (2)化學(xué)反應(yīng)速率為一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。( ) (3)化學(xué)反應(yīng)速率可以為負(fù)值,如逆反應(yīng)速率。( ) (4)同一化學(xué)反應(yīng)中不同物質(zhì)的速率之比等于對(duì)應(yīng)的濃度變化之比,還等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比。( ) (5)用鋅制取H2反應(yīng)中,不能用Zn粒的變化表示反應(yīng)的快慢。( ) 答案:(1) (2)√ (3) (4)√ (5) 表示化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng) (1)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率表達(dá)式的理解 (2)化學(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量,化學(xué)反應(yīng)快慢也可從其他角度或現(xiàn)象描述和說明。 (3)不論反應(yīng)物還是生成物,其化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。 (4)在描述或計(jì)算某物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí),必須注明其單位,否則無意義。 下面有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是( ) A.對(duì)任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 B.化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加來表示 C.若某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.5 mol(Ls)-1就是指在該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化都為0.5 molL-1 D.化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度 [解析] 不是所有化學(xué)反應(yīng)都有明顯的現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;不是所有的物質(zhì)都可以用來表示反應(yīng)速率,固體和純液體一般不用來表示反應(yīng)速率,因?yàn)楣腆w和純液體的濃度不發(fā)生變化,視為常數(shù),B錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)該指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化,C錯(cuò)誤。 [答案] D 化學(xué)反應(yīng)速率的理解 1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法,正確的是( ) A.增大反應(yīng)物的量,化學(xué)反應(yīng)速率一定加快 B.鋅與硫酸反應(yīng)時(shí),硫酸的濃度越大,產(chǎn)生氫氣的速率越快 C.同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率,其數(shù)值越大,反應(yīng)速率越快 D.單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)的濃度變化越大,則該物質(zhì)反應(yīng)越快 解析:選D。增大固體或純液體的用量,不能改變化學(xué)反應(yīng)速率;當(dāng)硫酸濃度增大為濃硫酸時(shí), 鋅與濃硫酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣;同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率,其化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 2.在N2+3H22NH3的反應(yīng)中,在5 s內(nèi)N2的濃度由6 mol/L減至2 mol/L。則NH3的化學(xué)反應(yīng)速率是( ) A.2.4 mol/(Ls) B.1.6 mol/(Ls) C.0.8 mol/(Ls) D.0.08 mol/(Ls) 解析:選B。Δc(N2)=4 mol/L,則Δc(NH3)=8 mol/L,所以v(NH3)===1.6 mol/(Ls)。 化學(xué)反應(yīng)速率的測定 3.某溫度下,在錐形瓶內(nèi)盛6.5 g鋅粒(顆粒大小基本相同),通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸溶液,將產(chǎn)生的H2收集在一個(gè)注射器中,用時(shí)10 s時(shí)恰好收集到氣體體積為50 mL(若折合成0 ℃、101 kPa條件下H2體積為44.8 mL),在該溫度下,下列說法不正確的是( ) A.用鋅粒來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013 g/s B.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化,用H+來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01 mol/(Ls) C.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化,用Zn2+來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01 mol/(Ls) D.用H2來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率(可用物質(zhì)的量變化表示)為0.000 2 mol/s 解析:選C。10 s時(shí)產(chǎn)生的H2為0.002 mol。 Zn ?。 2SO4===ZnSO4?。2↑ 1 1 1 1 0.002 mol 0.002 mol 0.002 mol 0.002 mol 反應(yīng)掉的m(Zn)=0.002 mol65 g/mol=0.13 g, v(Zn)==0.013 g/s, v(H+)==0.01 mol/(Ls), v(Zn2+)==0.005 mol/(Ls), v(H2)==0.000 2 mol/s。 4.某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率的測定和比較。 [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率。 [實(shí)驗(yàn)用品]錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)管、50 mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、鋅粒、1 molL-1稀硫酸、4 molL-1稀硫酸。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)取一套裝置(如圖所示),加入40 mL 1 molL-1稀硫酸,測量收集10 mL H2所需的時(shí)間。 (2)取另一套裝置,加入40 mL 4 molL-1稀硫酸,測量收集10 mL H2所需的時(shí)間。 [實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]鋅跟硫酸反應(yīng)_____________________________________________, 收集10 mL氣體,步驟(2)所用時(shí)間比步驟(1)所用時(shí)間________。 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 加入試劑 反應(yīng)時(shí)間 (填“長”或“短”) 反應(yīng)速率 (填“大”或“小”) 40 mL 1 molL-1稀硫酸 40 mL 4 molL-1稀硫酸 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]4 molL-1稀硫酸與鋅反應(yīng)比1 molL-1稀硫酸與鋅反應(yīng)速率________(填“大”或“小”)。 [注意事項(xiàng)](1)鋅粒的顆粒(即表面積)大小________; (2)40 mL稀硫酸要迅速加入; (3)裝置________,且計(jì)時(shí)要迅速準(zhǔn)確; (4)氣體收集可以用排水量氣裝置(如圖)代替。 [實(shí)驗(yàn)討論]除本實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)速率的方法外,可行的方案還有(至少填兩條): (1)________________________________________________________________________; (2)________________________________________________________________________; (3)________________________________________________________________________。 解析:Zn與稀H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成H2,故看到有氣泡產(chǎn)生,因反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)越快,故實(shí)驗(yàn)(2)比(1)所用時(shí)間短,此時(shí)要保證鋅粒的表面積相同,同時(shí)該實(shí)驗(yàn)裝置氣密性要良好。測定該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率還可采用的方法:(1)測定單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積;(2)測定一段時(shí)間內(nèi)H+的濃度變化;(3)測定一段時(shí)間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化。 答案:[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]產(chǎn)生氣泡,鋅粒逐漸溶解 短 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果]長 小 短 大 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]大 [注意事項(xiàng)](1)基本相同 (3)氣密性良好 [實(shí)驗(yàn)討論](1)測定單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積 (2)測定一段時(shí)間內(nèi)H+的濃度變化 (3)測定一段時(shí)間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變化(任寫兩條,合理即可) 知識(shí)點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算 閱讀教材P17,思考并填空。 (1)利用反應(yīng)速率的定義式v=進(jìn)行計(jì)算。 (2)用不同的物質(zhì)表示同一時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值可能不同,但表達(dá)的意義相同,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)來說,===。 (3)利用“三段式”進(jìn)行計(jì)算: 例如: mA?。B pC 起始濃度(mol/L) a b c 轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) x 某時(shí)刻濃度(mol/L) a-x b- c+ 計(jì)算中注意以下量的關(guān)系: ①對(duì)反應(yīng)物:c(起始)-c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻); ②對(duì)生成物:c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)。 1.氨分解反應(yīng)在容積為2 L的密閉容器內(nèi)進(jìn)行。已知起始時(shí)氨氣的物質(zhì)的量為4 mol,5 s末為2.4 mol,則用氨氣表示該反應(yīng)的速率為( ) A.0.32 mol/(Ls) B.0.16 mol/(Ls) C.1.6 mol/(Ls) D.0.8 mol/(Ls) 解析:選B。化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化來表示,其中“單位時(shí)間”和“物質(zhì)的量濃度的變化”兩個(gè)因素必須同時(shí)考慮,缺一不可。若忽略了“單位時(shí)間”只考慮氨氣的物質(zhì)的量濃度的變化,會(huì)誤選D;若將反應(yīng)速率誤認(rèn)為是以單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量變化來表示,會(huì)誤選A;正確的計(jì)算方法是v(NH3)==0.16 mol/(Ls),B正確。 2.向體積為2 L的密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,進(jìn)行可逆反應(yīng):2SO2+O22SO3,反應(yīng)2 min后,測得O2的物質(zhì)的量為0.8 mol。 (1)2 min內(nèi),SO2的物質(zhì)的量減少了________,SO3的物質(zhì)的量增加了________。 (2)若用O2的濃度變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則v(O2)=________。 解析: 2SO2 + O22SO3 n(初)/mol 2 1 0 Δn/mol 0.4 0.2 0.4 n(2 min)/mol 1.6 0.8 0.4 (1)Δn(SO3)=Δn(SO2)=2Δn(O2)=(1 mol-0.8 mol)2=0.4 mol。 (2)v(O2)==0.05 molL-1min-1。 答案:(1)0.4 mol 0.4 mol (2)0.05 molL-1min-1 化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的思維模型 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算往往數(shù)據(jù)比較多,關(guān)系復(fù)雜,通過建立化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的解題模式,可以使各種數(shù)據(jù)直觀、條理清晰,便于分析和計(jì)算。建立一般的解題模型: (1)寫出化學(xué)方程式。 (2)根據(jù)題意,依次列出各反應(yīng)物和生成物的起始濃度(或物質(zhì)的量,下同)、濃度的變化量及一段時(shí)間后的濃度,未知量可設(shè)未知數(shù)表示,即“三段式”。 (3)根據(jù)起始濃度與一段時(shí)間后的濃度的差等于濃度的變化量及變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,列出關(guān)系式計(jì)算。 (4)注意事項(xiàng) ①根據(jù)公式v=及Δc=可推出公式v=,該式應(yīng)用更廣泛。 ②利用“三段式”計(jì)算時(shí),轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度或物質(zhì)的量與化學(xué)方程式中該物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。 ③計(jì)算過程中單位應(yīng)一致。 (2016太原高二測試)在25 ℃時(shí),向100 mL含HCl 14.6 g的鹽酸里放入5.6 g純鐵粉(不考慮反應(yīng)前后溶液體積的變化),反應(yīng)開始至2 min末,收集到1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣。在此之后,又經(jīng)過4 min鐵粉完全溶解。則: (1)在前2 min內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率是____________________。 (2)在后4 min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是____________________。 (3)前2 min與后4 min相比,反應(yīng)速率較快的是____________________。 [解析] 由題目信息“又經(jīng)過4 min鐵粉完全溶解”知,鹽酸是過量的,n(Fe)==0.1 mol。2 min末,n(H2)==0.05 mol。由反應(yīng)方程式Fe+2HCl===FeCl2+H2↑知,前2 min內(nèi)消耗的鐵、HCl及生成的FeCl2的物質(zhì)的量分別為0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol。(1)v(FeCl2)==0.25 mol/(Lmin)。(2)后4 min消耗的鹽酸由鐵的量來求,消耗的n(Fe)=0.1 mol-0.05 mol=0.05 mol,故消耗的n(HCl)=2n(Fe)=0.1 mol,v(HCl)==0.25 mol/(Lmin)。(3)因在同一個(gè)反應(yīng)里,v(HCl)=2v(FeCl2),可見前2 min反應(yīng)速率較快。 [答案] (1)0.25 mol/(Lmin) (2)0.25 mol/(Lmin) (3)前2 min (1)前2 min內(nèi)能否用鐵濃度的變化來表示反應(yīng)速率? (2)前2 min內(nèi)用鹽酸表示的反應(yīng)速率為多少? 答案:(1)不能,因?yàn)殍F是純固體,其濃度不變。 (2)0.5 mol/(Lmin) 利用定義求解化學(xué)反應(yīng)速率,必須牢牢抓住“物質(zhì)的量濃度變化量”,而不是“物質(zhì)的量的變化量”這一關(guān)鍵問題。本題計(jì)算結(jié)果說明,不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,此外還要注意單位的一致。 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及大小比較 1.在一個(gè)密閉容器中,盛有N2和H2,它們的起始濃度分別是1.8 molL-1和5.4 molL-1,在一定條件下它們反應(yīng)生成NH3,10 min后測得N2的濃度是0.8 molL-1,則在這10 min內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率是( ) A.0.1 molL-1min-1 B.0.2 molL-1min-1 C.0.3 molL-1min-1 D.0.6 molL-1min-1 解析:選B。v(N2)=(1.8 molL-1-0.8 molL-1)10 min=0.1 molL-1min-1,v(NH3)=2v(N2)=0.2 molL-1min-1。 2.(2016邯鄲高二檢測)反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為 ①v(A)=0.15 molL-1s-1 ②v(B)=0.6 molL-1s-1 ③v(C)=0.4 molL-1s-1 ④v(D)=0.45 molL-1s-1 該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)? ) A.④>②=③>① B.④>②>③>① C.①>②=③>④ D.①>②>③>④ 解析:選A。將各項(xiàng)換算成用A表示的反應(yīng)速率分別為 ①0.15 molL-1s-1、②0.2 molL-1s-1、③0.2 molL-1s-1、④0.225 molL-1s-1,故④>②=③>①。 比較化學(xué)反應(yīng)速率的三步驟 (1)變換單位——將各反應(yīng)速率的單位統(tǒng)一。 (2)轉(zhuǎn)換物質(zhì)——將各反應(yīng)速率轉(zhuǎn)換成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率(一般轉(zhuǎn)換成化學(xué)計(jì)量數(shù)最小的物質(zhì))。 (3)比較大小——比較各反應(yīng)速率的數(shù)值大小。 根據(jù)圖像確定化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)方程式 3.某可逆反應(yīng)在0~2 min進(jìn)行過程中,在不同反應(yīng)時(shí)間,各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化情況如圖所示,則化學(xué)方程式為________________;反應(yīng)開始至2 min時(shí),能否用C表示反應(yīng)速率?________(填“能”或“不能”),若能,其反應(yīng)速率為________(若不能則此空不用填),若不能,原因?yàn)開__________________________________________________________。 解析:從圖中可以發(fā)現(xiàn),達(dá)到平衡時(shí),A、B的物質(zhì)的量減少,說明它們是反應(yīng)物,C的物質(zhì)的量增加,說明它是生成物。由于在反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量變化之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=(5-3)∶(2-1)∶(4-2)=2∶1∶2,又因?yàn)樗强赡娣磻?yīng),故化學(xué)方程式為2A+B2C。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率指的是單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化(v=Δc/Δt),而在本題中僅給出了物質(zhì)的量的變化,故無法求得化學(xué)反應(yīng)速率。 答案:2A+B2C 不能 圖中僅給出了物質(zhì)的量的變化,而非濃度變化 4.某溫度時(shí),在2 L容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析:該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 反應(yīng)開始至2 min時(shí),用Z表示的反應(yīng)速率為__________________。 解析:由題圖可知,X、Y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而減少,Z的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而增加,則X和Y為反應(yīng)物,Z為生成物。 Δn(X)=1.0 mol-0.7 mol=0.3 mol, Δn(Y)=1.0 mol-0.9 mol=0.1 mol, Δn(Z)=0.2 mol-0 mol=0.2 mol, Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=3∶1∶2, 故反應(yīng)方程式為3X+Y2Z。 v(Z)==0.05 mol/(Lmin)。 答案:3X+Y2Z 0.05 mol/(Lmin) 重難易錯(cuò)提煉 1.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的“三個(gè)1” (1)1個(gè)公式:v=。 (2)1個(gè)關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 (3)1種換算:1 mol/(Ls)=60 mol/(Lmin)。 2.化學(xué)反應(yīng)速率表示的“三項(xiàng)注意” (1)指明具體的物質(zhì)。 課后達(dá)標(biāo)檢測 [基礎(chǔ)鞏固] 1.下列說法不正確的是( ) A.化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化量來表示 B.用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的平均速率時(shí),其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 C.化學(xué)反應(yīng)速率的單位由時(shí)間單位和濃度單位決定 D.在反應(yīng)過程中,反應(yīng)物的濃度逐漸變小,所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值 解析:選D?;瘜W(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示,都是正值,故D錯(cuò)。 2.已知反應(yīng):A+3B===2C+D,在某一段時(shí)間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1 mol/(Lmin),則此段時(shí)間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為( ) A.0.5 mol/(Lmin) B.1 mol/(Lmin) C.2 mol/(Lmin) D.3 mol/(Lmin) 解析:選C。根據(jù)反應(yīng)中速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(A)∶v(C)=1∶2,而v(A)=1 mol/(Lmin),則v(C)=2 mol/(Lmin)。 3.(2016濟(jì)寧高二檢測)已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若化學(xué)反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(單位:molL-1s-1)表示,則正確關(guān)系是( ) A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO) 解析:選D。該反應(yīng)中v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,根據(jù)上述關(guān)系分析選項(xiàng),推知D項(xiàng)正確。 4.對(duì)于反應(yīng):CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下列說法正確的是( ) A.用HCl和CaCl2表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同,但所表示的意義相同 B.不能用CaCO3的濃度變化來表示反應(yīng)速率,但可用水來表示 C.用H2O和CO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率相同 D.用CaCl2濃度的減少表示其反應(yīng)速率 解析:選A。因?yàn)镃aCO3是固體,H2O為純液體,不能用其濃度的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率;D中CaCl2為生成物,故應(yīng)用其濃度的增加表示反應(yīng)速率,故B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤;在同一反應(yīng)中,選用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率,反應(yīng)速率數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,數(shù)值可能相同,也可能不同,但意義相同,故A項(xiàng)正確。 5.已知某條件下,合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下: N2+3H22NH3 起始濃度/molL-1 1.0 3.0 0.2 2 s末濃度/molL-1 0.6 1.8 1.0 4 s末濃度/molL-1 0.4 1.2 1.4 當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的速率時(shí),下列說法中錯(cuò)誤的是( ) A.2 s末氨氣的反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)-1 B.前2 s內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)-1 C.前4 s內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3 mol(Ls)-1 D.2~4 s內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.2 mol(Ls)-1 解析:選A?;瘜W(xué)反應(yīng)速率指的是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,而不是瞬時(shí)速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.在一定條件下,對(duì)于反應(yīng)A2(g)+3B2(g)2AB3(g)來說,下列所表示的化學(xué)反應(yīng)速率中最大的是( ) A.v(A2)=0.8 mol/(Ls) B.v(A2)=60 mol/(Lmin) C.v(AB3)=1.0 mol/(Ls) D.v(B2)=1.2 mol/(Ls) 解析:選B。首先比較A、C、D項(xiàng)的大小,因?yàn)?>,故A項(xiàng)表示的速率大;然后再比較A、B項(xiàng),B項(xiàng)中將v(A2)除以60得到v(A2)=1.0 mol/(Ls),故B項(xiàng)表示的速率最大。 7.在2 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)+D(g),若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反應(yīng)速率為0.12 mol/(Ls),則10 s時(shí),容器中B的物質(zhì)的量是( ) A.3.4 mol B.3.2 mol C.2.8 mol D.1.2 mol 解析:選C。由題意可知在前10 s內(nèi),反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為0.12 mol/(Ls)10 s2 L=2.4 mol,故反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為1.2 mol,則10 s時(shí),容器中B的物質(zhì)的量為4 mol-1.2 mol=2.8 mol。 8.T ℃時(shí),在0.5 L的密閉容器中,氣體A與氣體B反應(yīng)生成氣體C,反應(yīng)過程中A、B、C的濃度變化如圖所示。則下列結(jié)論正確的是( ) A.10 s時(shí)反應(yīng)生成了0.2 mol C B.該反應(yīng)進(jìn)行到10 s時(shí),消耗了0.15 mol A C.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A+B2C D.10 s內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為0.01 molL-1s-1 解析:選A。10 s時(shí)反應(yīng)生成氣體C的物質(zhì)的量為0.4 molL-10.5 L=0.2 mol,消耗A的物質(zhì)的量為(0.5 molL-1-0.3 molL-1)0.5 L=0.1 mol,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)不正確;Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2 molL-1∶0.6 molL-1∶0.4 molL-1=1∶3∶2,故化學(xué)方程式應(yīng)為A+3B2C,C項(xiàng)不正確;10 s內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為=0.06 molL-1s-1,D項(xiàng)不正確。 9.(2016杭州六校聯(lián)考)把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L容器中,使它們發(fā)生如下反應(yīng):3X(g)+Y(g)===nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 mol W,若測知以Z表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.01 molL-1min-1,則上述反應(yīng)中n的值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:選A。用W表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.02 molL-1min-1,同一化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即0.01 molL-1min-1∶0.02 molL-1min-1=n∶2,解得n=1。 10.在25 ℃時(shí),2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的初始濃度和2 min末的濃度如下表(該反應(yīng)為可逆反應(yīng)): 物質(zhì) A B C 初始濃度/molL-1 1.0 2.0 0 2 min末濃度/molL-1 0.4 0.2 1.2 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)該反應(yīng)方程式可表示為________________________________________________; 反應(yīng)2 min后,A的轉(zhuǎn)化率為________。 (2)從反應(yīng)開始到2 min末,A的平均反應(yīng)速率為________________。 解析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,A、B為反應(yīng)物,C為產(chǎn)物。同一反應(yīng)中,物質(zhì)的量濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則反應(yīng)方程式為A+3B2C。反應(yīng)2 min后,A的轉(zhuǎn)化率為100%=60%。 (2)v(A)==0.3 mol(Lmin)-1。 答案:(1)A+3B2C 60% (2)0.3 mol(Lmin)-1 11.近年來,隨著人們大量開發(fā)利用化石資源,不僅使得煤、石油、天然氣的儲(chǔ)量大大減少,而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用,提高燃料的利用率,減少環(huán)境污染等逐漸被提上了日程。 為了提高煤的利用率,人們先把煤轉(zhuǎn)化為CO和H2,再將它們轉(zhuǎn)化為甲醇。某實(shí)驗(yàn)員在一定溫度下的密閉容器中,充入一定量的H2和CO,發(fā)生反應(yīng):2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),測定的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: t/s 0 500 1 000 c(H2)/molL-1 5.00 3.52 2.48 c(CO)/molL-1 2.50 (1)在500 s內(nèi)用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率是________。 (2)在1 000 s內(nèi)用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率是________________,1 000 s時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率是________。 (3)在500 s時(shí)生成的甲醇的濃度是________molL-1。 解析:(1)在500 s內(nèi),v(H2)==2.9610-3 molL-1s-1。(2)在1 000 s內(nèi),H2的濃度減少了5.00 molL-1-2.48 molL-1=2.52 molL-1,則CO的濃度減少了2.52 molL-1=1.26 molL-1,用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(CO)==1.2610-3 molL-1s-1,CO的轉(zhuǎn)化率為100%=50.4%。(3)在500 s內(nèi),H2的濃度減少了1.48 molL-1,則生成的CH3OH的濃度為1.48 molL-1=0.74 molL-1。 答案:(1)2.9610-3 molL-1s-1 (2)1.2610-3 molL-1s-1 50.4% (3)0.74 [能力提升] 12.(2016廣州高二期中)在密閉容器里,A與B反應(yīng)生成C,其反應(yīng)速率分別用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,則此反應(yīng)可表示為( ) A.2A+3B===2C B.A+3B===2C C.3A+B===2C D.A+B===C 解析:選A。由2vB=3vA、3vC=2vB可知,vA∶vB∶vC=2∶3∶2,即A、B、C對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為2、3、2,故反應(yīng)方程式為2A+3B===2C。 13.(2016安陽高二月考)在一定條件下,將A2和B2兩種氣體通入密閉容器中,按xA2+yB2===2C進(jìn)行反應(yīng),2 s后反應(yīng)速率如下:vA2=0.5 mol/(Ls),vB2=1.5 mol/(Ls),vC=1 mol/(Ls),則x、y的值分別為( ) A.3和2 B.1和3 C.3和1 D.4和5 解析:選B。同一反應(yīng)中,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以0.5 mol/(Ls)∶1.5 mol/(Ls)∶1 mol/(Ls)=x∶y∶2,解得x=1,y=3。 14.用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。下列分析不正確的是( ) A.EF段表示的平均反應(yīng)速率最大 B.EF段,用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4 molL-1min-1 C.OE、EF、FG三段中,用CO2表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7 D.G點(diǎn)收集的CO2的量最多 解析:選C。曲線斜率越大,平均反應(yīng)速率越大,A正確;B選項(xiàng)中,Δn(CO2)==0.02 mol,Δn(HCl)=0.04 mol,Δc(HCl)=0.4 molL-1,v(HCl)=0.4 molL-1min-1,正確;C選項(xiàng)中,速率之比為224∶448∶112=2∶4∶1,錯(cuò)誤;D選項(xiàng)中,由圖可知,G點(diǎn)收集的CO2的量最多。 15.向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng): xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 已知:平均反應(yīng)速率v(C)=v(A);反應(yīng)2 min時(shí),A的濃度減少了,B的物質(zhì)的量減少了mol,有a mol D生成。 回答下列問題: (1)反應(yīng)2 min內(nèi),v(A)=________,v(B)=________。 (2)化學(xué)方程式中,x=________,y=________,p=________,q=________。 (3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B的轉(zhuǎn)化率為________。 解析:(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率定義: v(A)===a mol/(Lmin), v(B)===a mol/(Lmin)。 (2)v(C)=v(A)=a mol/(Lmin), v(D)=a mol/(Lmin), 根據(jù)速率之比等于化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)之比, x∶y∶p∶q=∶∶∶, 則x=2,y=3,p=1,q=6。 (3) 2A(g)+3B(g)C(g)+6D(g) 起始/mol a b 0 變化/mol a 2a 平衡/mol 2a B的轉(zhuǎn)化率=100%。 答案:(1) mol/(Lmin) mol/(Lmin) (2)2 3 1 6 (3)100% 16.在10 L密閉容器中充入4 mol N2、12 mol H2,控制條件發(fā)生反應(yīng):N2+3H22NH3,4 min末測得c(NH3)=0.2 molL-1,問: (1)4 min末c(N2)、c(H2)分別是多少? (2)4 min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率有幾種表示方式?它們之間的關(guān)系是怎樣的?把結(jié)果填入下表中: N2 H2 NH3 變化濃度/molL-1 反應(yīng)速率/molL-1min-1 反應(yīng)速率數(shù)值之間的關(guān)系 (3)所計(jì)算出的反應(yīng)速率是否是4 min末該反應(yīng)的瞬時(shí)速率?為什么? 解析:由 N2?。?H22NH3 開始時(shí)(molL-1) 0.4 1.2 0 轉(zhuǎn)化(molL-1) 0.1 0.3 0.2 4 min末(molL-1) 0.3 0.9 0.2 4 min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率的表示方法: v(N2)==0.025 molL-1min-1; v(H2)==0.075 molL-1min-1; v(NH3)==0.05 molL-1min-1。 v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.025∶0.075∶0.05=1∶3∶2。 反應(yīng)速率是4 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率,不是瞬時(shí)速率,是用4 min內(nèi)濃度的改變量來表示的。 答案:(1)c(N2)=0.3 molL-1,c(H2)=0.9 molL-1。 (2) N2 H2 NH3 變化濃度/molL-1 0.1 0.3 0.2 反應(yīng)速率/molL-1min-1 0.025 0.075 0.05 反應(yīng)速率數(shù)值之間的關(guān)系 v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2 (3)不是,因?yàn)樗蠓磻?yīng)速率是用4 min內(nèi)濃度的改變量來表示的,所以是4 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率,不是4 min末的瞬時(shí)速率。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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