鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 化学反应的速率同步测试题

化学反应速率

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列对化学反应速率的说法不正确的是(　　)

A.化学反应速率的大小，取决于所发生反应的基元反应的速率和外界条件

B.通常不用固体或纯液体表示化学反应速率

C.同一化学反应中，各物质表示的反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比

D.速率的大小与参加反应的固体的物质的量有关

[答案]　D

2．在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应中，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N2表示的平均反应速率为0.15 mol·L－1·s－1，则此段时间是(　　)

A．1 s　　　　　　　　 B．2 s

C．4 s  D．1.33 s

B　[NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，则N2的浓度减小了0.3 mol·L－1，根据v＝，可得Δt＝＝＝2 s，B正确。]

3．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

C　[先求出v(H2O)。由题意可知，v(H2O)＝＝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)＝v(H2O)＝×0.001 5 mol·L－1·s－1＝0.001 0 mol·L－1·s－1

v(O2)＝v(H2O)＝×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。]

4．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＋3B===2C　　　　　 B．A＋3B===2C

C.3A＋2B===3C  D．A＋B===C

C　[由3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)可推出：＝，＝，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。]

5．下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中能代表是同一反应的是(　　)

①v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1

②v(NH3)＝0.9 mol·L－1·min－1

③v(H2)＝0.6 mol·L－1·min－1

④v(H2)＝0.022 5 mol·L－1·s－1

A.①②     B．①③

C.③④  D．②④

D　[将不同物质表示的反应速率转化为同一物质表示的反应速率，若相等，则能代表同一反应。①v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1，②v(N2)∶v(NH3)＝1∶2，则v(N2)＝0.45 mol·L－1·min－1，③v(N2)∶v(H2)＝1∶3，则v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1，④v(N2)∶v(H2)＝1∶3，则v(N2)＝×0.022 5×60 mol·L－1·min－1＝0.45 mol·L－1·min－1，故②④能代表同一反应，D项正确。]

6．已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下：

　　　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

初始浓度/(mol·L－1)   1.0     3.0      0.2

2 s末浓度/(mol·L－1)   0.6     1.8      1.0

4 s末浓度/(mol·L－1)   0.4     1.2      1.4

当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法错误的是(　　)

A.2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1

B.前2 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1

C.前4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.3  mol·L－1·s－1

D.2～4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为0.2  mol·L－1·s－1

A　[前2 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.4 mol·L－1·s－1，前4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1，2～4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.2 mol·L－1·s－1，化学反应速率为平均速率，不是瞬时速率，故A项错误。]

7．某温度下，浓度均为2 mol·L－1的两种气体X2和Y2在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z，经过t min后，测得各物质的浓度分别为c(X2)＝0.8 mol·L－1，c(Y2)＝1.6 mol·L－1，c(Z)＝0.8 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为(　　)

A.3X2(g)＋Y2(g)===2X3Y(g)

B.2X2(g)＋Y2(g)===2X2Y(g)

C.X2(g)＋4Y2(g)===2XY4(g)

D.2X2(g)＋3Y2(g)===2X2Y3(g)

A　[由题意可知，Δc(X2)＝1.2 mol·L－1，Δc(Y2)＝0.4 mol·L－1，Δc(Z)＝0.8 mol·L－1，则Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)＝3∶1∶2，故该反应的化学方程式为3X2(g)＋Y2(g)===2Z(g)，根据质量守恒定律可知Z为X3Y，A项正确。]

8．把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生反应3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则化学方程式中的n值为(　　)

A.1　　B．2　　C．3　　D．4

A　[5 min内W的平均反应速率v(W)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于化学方程式中化学式前的系数之比，可知v(Z)∶v(W)＝0.01 mol·L－1·min－1∶0.02 mol·L－1·min－1＝n∶2，解得n＝1，A正确。]

9．一定温度下，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。忽略溶液体积变化，下列叙述不正确的是(　　)

A.2 min时H2O2的浓度c(H2O2)＝0.314 mol·L－1

B.0～4 min的平均反应速率v(H2O2)＝3.75 ×10－2 mol·L－1·min－1

C.6～10 min，过氧化氢的平均反应速率v(H2O2)＝2.75×10－2 mol·L－1·min－1

D.反应到6 min时，H2O2分解了50%

C　[|Δn(H2O2)|＝2n(O2)，2 min时，|Δn(H2O2)|＝2n(O2)＝2×≈8.6×10－4 mol，|Δc(H2O2)|＝＝0.086 mol·L－1，则此时H2O2的浓度c(H2O2)＝0.40 mol·L－1－0.086 mol·L－1＝0.314 mol·L－1，A正确；0～4 min，|Δn(H2O2)|＝2n(O2)＝2×＝1.5×10－3 mol，|Δc(H2O2)|＝＝0.15 mol·L－1，则平均反应速率v(H2O2)＝＝3.75×10－2 mol·L－1·min－1，B正确；6～10 min，|Δn(H2O2)|＝2n(O2)＝2×≈6.7×10－4 mol，|Δc(H2O2)|＝＝0.067 mol·L－1，则过氧化氢的平均反应速率v(H2O2)＝≈1.68×10－2 mol·L－1·min－1，C错误；反应到6 min时，|Δn(H2O2)|＝2n(O2)＝2×＝2×10－3 mol，|Δc(H2O2)|＝＝0.2 mol·L－1，则H2O2分解了×100%＝50%，D正确。]

10．已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为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

B　[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。]

11．把4 mol A和2.5 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋2B(s)xC(g)＋D(g)，5 min后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，下列有关说法错误的是(　　)

A.A的平均反应速率为0.15 mol·L－1·min－1

B.平衡时，C的浓度为0.25 mol·L－1

C.B的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1

D.平衡时，容器内压强为原来的0.875

C　[5 min后反应达到平衡，容器内压强变小，则x＋1＜3，x＜2，故x＝1；D的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，则生成的n(D)＝2 L×5 min×0.05 mol·L－1·min－1＝0.5 mol，则

A的平均反应速率为3v(D)＝3×0.05 mol·L－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，故A正确；平衡时，C的浓度为＝0.25 mol·L－1，故B正确；B为固体，浓度不变，不能用B表示反应速率，故C错误；平衡时，容器内压强为原来的＝0.875，故D正确。]

12．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为该反应的各物质化学式前的系数。在0～3 min内，各物质物质的量的变化如下表所示：

已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。

(1)试确定：起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。

(2)方程式中m＝________，n＝________，

p＝________，q＝________。

(3)用Z表示2 min内的平均反应速率为______________。

[解析]　2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，则Δn(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.3 mol，根据表中数据可知，2 min内X的物质的量变化为Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Z的物质的量变化为Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，根据v(Z)∶v(Y)＝1∶2可知，Y的物质的量的变化为Δn(Y)＝2Δn(Z)＝0.4 mol，反应中各物质的Δn之比等于其在化学方程式中各物质化学式前的系数之比，则m∶n∶p∶q＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3，所以m＝1、n＝4、p＝2、q＝3，反应方程式是X(g)＋4Y(g)2Z(g)＋3Q(g)。

(1)2 min内生成0.1 mol X，根据X(g)＋4Y(g)2Z(g)＋3Q(g)可知，生成Y的物质的量是0.4 mol，则起始时Y的物质的量为2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol；Q在2 min内减少了0.3 mol，所以Q的起始物质的量是2.7 mol＋0.3 mol＝3 mol。

(2)根据以上分析可知，m＝1、n＝4、p＝2、q＝3。

(3)2 min内消耗的Z的物质的量是0.2 mol，则用Z表示2 min内的平均反应速率v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。

[答案]　(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3

(3)0.05 mol·L－1·min－1

13．(素养题)某学生设计如图Ⅰ装置，测定2 mol·L－1的硫酸溶液分别与锌粒、锌粉反应的速率。

图Ⅰ　　　　　　图Ⅱ

请回答：

(1)装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是________。

(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，实验完毕待冷却后，该学生准备读取水准管上液面所处的刻度数，发现水准管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是____________。

[解析]　(1)根据装置的特点可知，装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是分液漏斗。

(2)根据v＝可知，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加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快。

(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水准管的高度，使得两侧液面相平。

[答案]　(1)分液漏斗

(2)收集到气体的体积

(3)其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快

(4)调节水准管的高度使得两侧液面相平

[拓展培优练]

14．用纯净的CaCO3固体与100 mL稀盐酸反应制取CO2，反应过程中溶液体积变化忽略不计，实验过程中CO2的体积变化如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是(　　)

A.OE段表示的平均反应速率最大

B.EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1

C.OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7

D.0～3 min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝0.23 mol·L－1·min－1

D　[由图可知EF段表示的平均反应速率最大，故A项错误；由图可知EF段生成的二氧化碳的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，所以二氧化碳的物质的量为0.448 L÷22.4 L·mol－1＝0.02 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参与反应的HCl的物质的量为0.04 mol，所以EF段用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04 mol÷0.1 L÷1 min＝0.4 mol·L－1·min－1，故B项错误；OE、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，故C项错误；0～3 min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)＝≈0.23 mol·L－1·min－1，故D项正确。]

15．一定温度下，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)

C　[由图像可知，X、Y的物质的量逐渐减少，为反应物，Z的物质的量逐渐增多，为反应产物。它们的物质的量变化分别为X：(1.20－0.41)mol＝0.79 mol；Y：(1.00－0.21)mol＝0.79 mol；Z：(1.58－0)mol＝1.58 mol。故该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项错误；A项，v(Z)＝＝＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；B项，Δc(X)＝＝＝0.395 mol·L－1，B项错误；C项，Y的转化率＝×100%＝79.0%，C项正确。]

16．(双选)已知可逆反应mA＋nBxC(A、B、C均为气体)在t s内的平均反应速率为v(A)＝a mol·L－1·s－1，v(B)＝b mol·L－1·s－1，v(C)＝c mol·L－1·s－1。则x为(　　)

A.　　B．　　C．　　D．

BC　[由m∶n∶x＝a∶b∶c，得x＝或。]

17．一定温度下，向2 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g)C(g)，经过一段时间后反应达到平衡状态。反应过程中测定的A的物质的量变化如表所示，下列说法正确的是 (　　)

A．前5 s的平均反应速率v(A)＝0.03 mol·L－1·s－1

B．前15 s内体系的熵值逐渐增大

C．保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%

D．保持温度不变，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.2 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v正＜v逆

D　[依据化学平衡三段式计算：

　　　　　　　A(g)　＋　B(g)C(g)

初始量/mol    1.0        1.0     0

转化量/mol    0.20       0.20    0.20

平衡量/mol    0.80       0.80    0.20

此温度下该反应的K＝0.625 mol－1·L。A项，反应在前5 s的平均反应速率v(A)＝(1.0－0.85)mol÷2 L÷5 s＝0.015 mol·L－1·s－1，故A项错误；B项，前15 s内反应一直正向进行，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，则体系的熵值逐渐减小，故B项错误；C项，该情况等效于起始加入2.0 mol A和2.0 mol B，恒容条件下与原平衡相比，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，则平衡时A、B的转化率比原平衡高，故平衡时A、B的物质的量小于1.6 mol，C的物质的量大于0.4 mol，即保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的物质的量大于0.4 mol，参加反应的C的物质的量小于1.6 mol，其转化率小于80%，故C项错误；D项，Q＝＝50 mol－1·L＞K，说明反应逆向进行，则反应达到平衡前v正＜v逆，故D项正确。]

18．一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一容积固定为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，请回答下列问题：

(1)反应1 min时测得剩余1.8 mol A，C的浓度为0.4 mol·L－1，则1 min内，B的平均反应速率为________；x为________。

(2)若反应经2 min达到平衡，平衡时C的浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)0.8 mol·L－1。

(3)若已知达到平衡时，该容器内混合气体总压强为p，混合气体起始压强为p0，请用p0、p来表示达到平衡时反应物A的转化率α(A)为________。

[解析]　(1)利用三段式法进行计算：

　　　　　　　　　　　3A(g)＋B(g)xC(g)

起始浓度/(mol·L－1)      1.5    0.5    0

转化浓度/(mol·L－1)      0.6    0.2    0.2x

1 min时浓度/(mol·L－1)   0.9    0.3    0.2x

1 min内，B的平均反应速率v(B)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，且据题给数据可知，0.2x mol·L－1＝0.4 mol·L－1，解得x＝2。

(2)因为从反应物开始投料，所以随着反应的进行，正反应速率不断减慢，1～2 min内生成的C的量要比0～1 min少。由题给数据知，反应进行1 min时，C的浓度为0.4 mol·L－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·min－1，若反应继续进行至达到平衡还需1 min，1～2 min内v(C)<0.4 mol·L－1·min－1，则平衡时C的浓度必小于0.8 mol·L－1。

(3)设达到平衡时，转化的B为n mol，则

　　　　　　　3A(g)　＋　B(g)2C(g)

起始量/mol    3          1       0

转化量/mol    3n         n       2n

平衡量/mol    3－3n      1－n    2n

根据恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，即＝＝，所以n＝2－2，则A的转化率α＝×100%＝n×100%＝×100%。

[答案]　(1)0.2 mol·L－1·min－1　2　(2)小于

(3)×100%