2020化学人教版选修4作业第二章第1节化学反应速率解析

[课时作业]对应学生用书P151．下列关于化学反应速率的说法正确的是()A．化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加B．化学反应速率为0．8mol·L－1·s－1，是指在1s时某物质的浓度是0．8mol·L－1C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显答案C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，化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。2．某一反应物的浓度是1．0mol·L－1，经过20s后，它的浓度变成了0．2mol·L－1，在这20s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为()A．0．04B．0．04mol·L－1·s－1C．0．08mol·L－1·s－1D．0．04mol·L－1答案B解析v＝ΔcΔt＝1.0mol·L－1－0.2mol·L－120s＝0．04mol·L－1·s－1。A项无单位，D项单位不正确。3．对于反应：CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)↑，下列说法正确的是()A．用HCl和CaCl2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．用CaCl2浓度的减小表示其反应速率答案A解析因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其表示化学反应速率；D项中，CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加表示反应速率。4．在2L的密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10s内A的平均反应速率为0．12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量是()A．1．6molB．2．8molC．2．4molD．1．2mol答案B解析前10s内A的平均反应速率为0．12mol/(L·s)，则A消耗了0．12mol/(L·s)×10s×2L＝2．4mol，则B消耗了1．2mol，故10s时容器中B的物质的量是4mol－1．2mol＝2．8mol，选B。5．在一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在2L密闭容器中进行，5min内NH3的质量增加了1．7g，则反应速率为()A．v(H2)＝0．03mol·L－1·min－1B．v(N2)＝0．02mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝0．17mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0．01mol·L－1·min－1答案D解析反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示。1．7g氨气是0．1mol，所以氨气的反应速率是0.1mol2L×5min＝0．01mol·L－1·min－1。又因为反应速率数值之比是对应的化学计量数之比，所以氢气和氮气的反应速率分别是0．015mol·L－1·min－1和0．005mol·L－1·min－1，D项正确。(1)化学反应速率是指一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的反应的快慢是一样的，反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)在相同时间范围的速率关系为：vA∶vB∶vC∶vD＝a∶b∶c∶d。(3)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。(4)化学反应速率的计算方法：①根据定义公式直接计算。②运用“三段式法”进行计算对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，t0s时A的浓度为amol·L－1，B的浓度为bmol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了xmol·L－1，则反应速率可计算如下：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)起始浓度/(mol·L－1)：ab00转化浓度/(mol·L－1)：xnxmpxmqxm某时刻浓度/(mol·L－1)：a－xb－nxmpxmqxm则各物质的化学反应速率为v(A)＝xt1－t0mol·L－1·s－1，v(B)＝nxmt1－t0mol·L－1·s－1，v(C)＝pxmt1－t0mol·L－1·s－1，v(D)＝qxmt1－t0mol·L－1·s－1。③根据图像计算：找出图像中物质的变化量，再根据定义公式计算。6．反应4NH3(g)＋5O2(g)=====催化剂△4NO(g)＋6H2O(g)在2L容器中进行，经过一段时间后，测得NO的物质的量增加了0．5mol，在此时间段测得O2的平均反应速率为0．25mol/(L·s)，则此段反应所经过的时间为()A．2sB．1．25sC．2．5sD．1s答案B解析NO增加的浓度为0.5mol2L＝0．25mol/L，由vNO∶vO2＝4∶5，得vNO＝vO25×4＝0.25mol/L·s5×4＝0．2mol/(L·s)，所以此段反应所经过的时间为0.25mol/L0.2mol/L·s＝1．25s。答案为B。7．用如图所示装置进行锌与稀硫酸反应速率的测定。下列说法错误的是()A．将图甲装置中分液漏斗旋塞打开，分液漏斗中的液体顺利流下，并不能说明整套装置气密性不好B．需要测量单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间C．图甲装置中因为逐滴加入硫酸，硫酸的体积和浓度的变化会造成误差，用乙装置可以减小该误差(图乙装置中燃烧匙可上下移动)D．只需要将图甲装置中的锌粒改为铜片，稀硫酸改为浓硫酸，就可以用此装置测定铜与浓硫酸的反应速率答案D解析注射器的活塞可以移动，整套装置是容积可变的容器，分液漏斗中的液体顺利流下，不能说明整套装置的气密性不好，A正确。测锌和稀硫酸反应的速率，需要测定单位时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体需要的时间，B正确。硫酸溶液进入体系，会使系统压强增大，活塞右移；也消除了硫酸滴加过程耗时引起的误差，C正确。常温下，铜与浓硫酸不发生反应，两者需要在加热条件下才能发生反应，D错误。8．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)＝0．3mol·L－1·min－1②v(NH3)＝0．9mol·L－1·min－1③v(H2)＝0．6mol·L－1·min－1④v(H2)＝0．0225mol·L－1·s－1A．①②B．①③C．③④D．②④答案D解析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，若数值相等，则代表同一反应。①v(N2)＝0．3mol·L－1·min－1，②v(N2)∶v(NH3)＝1∶2，则v(N2)＝0．45mol·L－1·min－1，③v(N2)∶v(H2)＝1∶3，则v(N2)＝0．2mol·L－1·min－1，④v(N2)∶v(H2)＝1∶3，则v(N2)＝13×0．0225×60mol·L－1·min－1＝0．45mol·L－1·min－1，故②④代表同一反应，D项正确。9．已知反应4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最大的是()A．v(CO)＝1．5mol·L－1·min－1B．v(NO2)＝0．7mol·L－1·min－1C．v(N2)＝0．4mol·L－1·min－1D．v(CO2)＝1．1mol·L－1·min－1答案C解析将四个选项中不同物质的反应速率均转化为CO表示的反应速率，直接比较数值大小判断反应速率快慢：由表中数据可知，C项v(N2)表示的反应速率最大。10．反应：H2(g)＋I2(g)△2HI(g)分别在甲、乙两容器中进行。反应10秒后测得甲容器生成的HI的物质的量是0．8mol，乙容器生成的HI的物质的量为0．5mol，则下列判断正确的是()A．v(HI)甲∶v(HI)乙＝8∶5B．甲容器的反应速率比乙容器快C．不能确定两容器中反应的快慢D．以上结论都不正确答案C解析题干中没有告诉甲、乙两容器的容积大小，无法计算甲、乙两容器中反应的速率，因此无法比较反应的快慢，选项为C。11．反应mA(g)＋nB(g)===wC(g)中，在同一时间段内测得：A每分钟减少0．15mol·L－1，B每分钟减少0．05mol·L－1，C每分钟增加0．1mol·L－1，则下列叙述正确的是()A．在体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∶2C．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10s内A减少了xmol，则在前20s内A减少了2xmol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的化学计量数之比可知，m∶n∶w＝3∶1∶2，A、C两项错误，B项正确。根据反应过程中，反应都不是等速率进行的可知，前10s与前20s反应速率不同，D项错误。12．对于反应4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，试回答下列有关问题：(1)常选用哪些物质浓度的变化来表示该反应的反应速率？__________。(2)4s内生成SO2的速率为0．4mol/(L·s)，则O2减少的速率是____________。(3)测得4s后O2的浓度为2．8mol/L，则开始时O2的浓度为__________。答案(1)O2、SO2(2)0．55mol/(L·s)(3)5mol/L解析(1)FeS2和Fe2O3均为固态，故不能用其表示反应速率。O2和SO2为气态，可用其表示反应速率。(2)v(SO2)＝0．4mol/(L·s)，v(O2)＝118v(SO2)＝118×0．4mol/(L·s)＝0．55mol/(L·s)。(3)c(O2)始＝2．8mol/L＋4s×0．55mol/(L·s)＝5mol/L。13．已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。(1)从反应开始到12s时，用A表示的反应速率为______________。(2)经测定，前4s内v(C)＝0．05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为__________________________。(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0．3mol·L－1·s－1，乙：v(B)＝0．12mol·L－1·s－1，丙：v(C)＝9．6mol·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为______________。答案(1)0．05mol·L－1·s－1(2)3A(g)＋B(g)2C(g)(3)见解析(4)乙甲丙解析(1)0～12s内，Δc(A)＝0．8mol·L－1－0．2mol·L－1＝0．6mol·L－1，v(A)＝0．6mol·L－1÷12s＝0．05mol·L－1·s－1。(2)前4s内，Δc(A)＝0．8mol·L－1－0．5mol·L－1＝0．3mol·L－1，v(A)＝0．3mol·L－1÷4s＝0．075mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0．075mol·L－1·s－1∶0．05mol·L－1·s－1＝3∶2；由图像知，0～12s内Δc(A)∶Δc(B)＝0．6mol·L－1∶0．2mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×0．6mol·L－1÷3＝0．4mol·L－1，则该曲线如图所示。(4)丙容器中v(C)＝9．6mol·L－1·min－1＝0．16mol·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝0．08mol·L－1·s－1，甲容器中v(B)＝0．1mol·L－1·s－1，乙容器中v(B