第2章　第3节　第1课时　化学反应速率 试卷

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第2章化学反应的方向、限度与速率
第3节　化学反应的速率　　　　
第1课时　化学反应速率
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列有关化学反应速率的说法中正确的是(　　)
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
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反应产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反应产物的浓度变化都为0.5 mol·L-1·s-1
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
答案D
解析中和反应速率很快,但有的没有明显现象,A错;在化学反应中,由于固体和纯液体的浓度视为常数,其浓度变化值为零,故不能用它们表示反应速率,B错;C项中单位错,浓度变化单位应为 mol·L-1,并且由于化学式前的系数不一定相同,在该时间内反应物和反应产物的浓度变化不一定都为0.5 mol·L-1。
2.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B),则此反应可表示为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.2A+3B2C B.A+3B2C
C.3A+2B3C D.A+BC
答案C
解析由3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B)可推出:v(A)v(B)=32,v(B)v(C)=23,即v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶2∶3,反应速率之比等于方程式中化学式前的系数之比。
3.四位同学同时进行反应:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)的速率测定实验,分别测得反应速率如下:
①v(A)=0.15 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。其中,反应进行得最快的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
答案D
解析根据化学反应速率之比等于方程式中各物质化学式前的系数之比,将A、B、C、D的反应速率都转化成A的速率,然后再进行比较。
4.已知反应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,则此反应的平均速率v(X)可表示为(　　)
A.v(NH3)=0.010 mol·L-1·s-1
B.v(O2)=0.001 0 mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.001 0 mol·L-1·s-1
D.v(H2O)=0.045 mol·L-1·s-1
答案C
解析先求出v(H2O)。由题意可知,v(H2O)=0.45mol10 L30 s=0.001 5 mol·L-1·s-1,D错误。再根据反应速率与方程式中物质化学式前的系数的关系求出v(NH3)、v(O2)、v(NO):
v(NH3)=46v(H2O)=46×0.001 5 mol·L-1·s-1=0.001 0 mol·L-1·s-1
v(O2)=56v(H2O)=56×0.001 5 mol·L-1·s-1=0.001 25 mol·L-1·s-1
v(NO)=v(NH3)=0.001 0 mol·L-1·s-1
可见,A、B错误,C正确。
5.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中正确的是(　　)
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
答案C
解析反应速率关系式为v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3,可知C正确。
6.在一定温度下的容积不变的容器中进行反应:2X(g)2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 mol·L-1增加到0.12 mol·L-1需18 s,那么由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1,需要反应的时间是(　　)
A.等于20 s B.等于18 s
C.大于20 s D.大于18 s
答案C
解析如果反应速率一直不变,则反应产物浓度的增加量应该与反应时间成正比,根据题意计算Y的浓度由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1所需时间为20 s;但随着反应的进行反应物浓度会变小,反应速率变慢,因此实际所需时间应该大于20 s,C项正确。
7.在反应N2+3H22NH3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H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L-1·s-1,则此段时间是(　　)
A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s
答案B
解析已知用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L-1·s-1,则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=23v(H2)=23×0.45 mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1,所以Δt=0.6mol·L-10.3mol·L-1·s-1=2 s。
8.(2021甘肃庆阳六中高二期中)

已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1。一定条件下,向容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是(　　)
A.3 min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
B.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225 mol·L-1·min-1
C.13 min时,向容器中充入2 mol氦气,该反应的化学反应速率增加
D.13 min时,反应停止
答案B
解析3 min时反应还没有平衡,A项错误。达到平衡时,v(H2)=3v(CO2)=0.225 mol·L-1·min-1,B项正确。由于容器的容积没有变化,所以通入2 mol氦气各成分的浓度没有变化,化学反应速率不变,C项错误。13 min 时反应达到平衡,正、逆反应速率相等,但不等于零,D错误。
9.

某温度时,在容积为3 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为　。 
(2)反应开始至2 min末,X的反应速率为　　　　。 
(3)该反应是由　　　　(填序号)开始的。 
①正反应　②逆反应　③正、逆反应同时
答案(1)2Z+Y3X　
(2)0.067 mol·L-1·min-1　(3)③
解析(1)由图知Z、Y为反应物,X为反应产物,且该反应为可逆反应,Z、Y、X三物质的系数之比为(2.0-1.6)∶(1.2-1.0)∶(1.0-0.4)=2∶1∶3。
(2)v(X)=(0.8-0.4)mol3 L2min=0.067 mol·L-1·min-1。
关键能力提升练
10.关于化学反应速率的说法正确的是(　　)
A.化学反应速率0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
B.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任何一种反应产物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,化学反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
答案D
解析化学反应速率0.8 mol·L-1·s-1是指经过1 s时某物质的浓度变化量为0.8 mol·L-1,故A错误;化学反应速率可表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或反应产物浓度的变化来表示,而固体或纯液体浓度不变,故不能用于表示反应速率,故B错误;对于任何化学反应来说,化学反应速率的快慢与反应现象是否明显无必然联系,故C错误;化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,故D正确。
11.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式应该为(　　)
A.45v(NH3)=v(O2) B.56v(O2)=v(H2O)
C.23v(NH3)=v(H2O) D.45v(O2)=v(NO)
答案D
解析根据反应4NH3+5O24NO+6H2O可知,v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6。
v(NH3)∶v(O2)=4∶5⇒54v(NH3)=v(O2),因此A不正确。v(O2)∶v(H2O)=5∶6⇒65v(O2)=v(H2O),因此B不正确。v(NH3)∶v(H2O)=4∶6⇒32v(NH3)=v(H2O),因此C不正确。v(O2)∶v(NO)=5∶4⇒45v(O2)=v(NO),因此D正确。
12.对于反应2A+B3C+4D,表示该反应速率最快的是(　　)
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-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
解析可将反应速率均转化为用B表示的速率,然后比较大小即可。
A项:v(B)=v(A)2=0.25 mol·L-1·s-1
B项:v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C项:v(B)=v(C)3≈0.27 mol·L-1·s-1
D项:v(B)=v(D)4=0.25 mol·L-1·s-1
则B项中速率最大。
13.在一定条件下,将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L 的容器中混合发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若在2 s末测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为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末时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
④2 s末时物质A的转化率为70%
其中正确的是(　　)
A.①④ B.①③ C.②④ D.③④
答案B
解析2 s末C的浓度为0.6 mol·L-1,则2 s末n(C)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,由“三段式”分析:
　　　2A(g)+B(g)2C(g)
开始/mol 4 2 0
转化/mol 1.2 0.6 1.2
2 s末/mol 2.8 1.4 1.2
v(A)=1.2mol2 L×2 s=0.3 mol·L-1·s-1,v(B)=0.6mol2 L×2 s=0.15 mol·L-1·s-1,2 s末时A的转化率为1.2mol4mol×100%=30%,2 s末时B的浓度为1.4mol2 L=0.7 mol·L-1。
14.(2021安徽蚌埠三中高二质量检测)一定温度下,在2 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。下列描述正确的是(　　)

A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
答案C
解析v(Z)=1.58mol2 L×10 s=0.079 mol·L-1·s-1,A项错误;反应开始到10 s,X物质的量浓度减少量为1.20mol-0.41mol2 L=0.395 mol·L-1,B项错误;10 s内Y的转化率为1.00mol-0.21mol1.00mol×100%=79.0%,C项正确;X、Y、Z三物质的系数比为(1.20-0.41)∶(1.00-0.21)∶1.58=1∶1∶2,故该反应化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D项错误。
15.在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2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

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
答案C
解析H2O2的催化分解反应为2H2O22H2O+O2↑,根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的量,6 min时,n(O2)=1×10-3 mol,消耗的H2O2的物质的量n(H2O2)=2×10-3 mol,则剩余H2O2的浓度c(H2O2)=0.2 mol·L-1,C错误;0~6 min,Δc(H2O2)=0.2 mol·L-1,v(H2O2)=0.2 mol·L-1÷6 min≈3.33×10-2 mol·L-1·min-1,A正确;随着反应进行,过氧化氢浓度减小,反应速率减小,故B正确;开始n(H2O2)=4×10-3 mol,0~6 min消耗了2×10-3 mol,分解率为50%,D正确。
16.(双选)900 ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40 mol乙苯,发生反应:
(g)+H2(g)　ΔH=a kJ·mol-1,经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20

下列说法不正确的是(　　)
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则反应速率不变
B.反应在前20 min内的平均速率为v(H2)=0.04 mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时乙苯的浓度为0.2 mol·L-1
D.30 min后反应达到平衡状态
答案BC
解析由题给表格中数据可知,30 min后苯乙烯的物质的量不再变化,说明反应已达到平衡状态,D项正确;水蒸气对该反应体系来说为“惰性气体”,恒容下充入水蒸气不影响反应速率,A项正确;前20 min内v(H2)=0.40mol-0.24mol2 L×20min=0.004 mol·L-1·min-1,B项错误;900 ℃平衡时,乙苯的浓度为0.2mol2 L=0.1 mol·L-1,C项错误。
17.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为物质系数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
时间
物质
X
Y
Z
Q
起始/mol
0.7

1

2 min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3 min末/mol


0.8


已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,v(Z)v(Y)=12。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=　　　,n(Q)=　　　　　。 
(2)方程式中m=　　　　　,n=　　　　　,p=　　　　　,q=　　　　　。 
(3)用Z表示2 min内的反应速率　　　　　。 
(4)2 min末Q的转化率为　　　　　。 
(5)试判断在2 min内v(正)　　　　　v(逆)(填“>”“<”或“=”),在2 min末~3 min末v(正)　　　　　v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 
答案(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3
(3)0.05 mol·L-1·min-1　(4)10%　(5)<　=
解析对比X的起始量和2 min末的量可知,起始时反应逆向进行。Δn(Q)=v(Q)·V·Δt=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol。
利用“三段式”法对反应过程分析如下:
　　　mX+　nY　pZ+　qQ
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,Δn(Z)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol,n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3 mol。
(1)因v(Z)v(Y)=Δn(Z)Δn(Y)=0.2molΔn(Y)=12,则Δn(Y)=0.4 mol,n(Y)=2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol。
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)=0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3。
(3)v(Q)v(Z)=32,v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05 mol·L-1·min-1。
(4)Q的转化率α(Q)=Δn(Q)n(Q)×100%=0.3mol3mol×100%=10%。
(5)起始时反应逆向进行,至2 min末Z的物质的量不再变化,达到平衡状态,故2 min内v(正) 学科素养拔高练
18.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,进行下列对比实验。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
V1
V2



测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
则表格中V1=　　　　　,V2=　　　　　。 
(2)上述反应后草酸被氧化为　　　　　　　　(填化学式)。 
(3)实验①和②的结果表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;实验①中0~t1 min反应速率v(Cr3+)=　　　　　　　　　 mol·L-1·min-1(用代数式表示)。 
答案(1)20　20(或其他合理答案)　(2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响或溶液pH越小,反应速率越大　2(c0-c1)t1
解析(1)实验①②中初始pH不同,则探究的是pH对反应速率的影响。因此实验②③为探究一定浓度草酸溶液用量对反应速率的影响,实验②③中试剂总体积应相同。
(2)草酸中C元素为+3价,则其被氧化为CO2。
(3)根据图像分析,实验①和②表明pH越小,则Cr2O72-转化为Cr3+的反应速率越大;0~t1 min反应速率v(Cr3+)=2v(Cr2O72-)=2(c0-c1)t1 mol·L-1·min-1。