1、第第二二章章 化学反应化学反应速率与速率与化学平衡化学平衡 第一节第一节 化学反应化学反应速率速率 第第 1 1 课时课时 化学反应化学反应速率速率 基础过关基础过关 1反应 4A(s)3B(g)2C(g)D(g)经 2 min B 的浓度减少 0.6 mol L 1。下列有关说法正 确的有( ) 用 A 表示的反应速率是 0.4 mol L 1 min1 在 2 min 末时，反应物 B 的反应速率是 0.3 mol L 1 min1 在这 2 min 内用 C 表示的平均速率为 0.2 mol L 1 min1 在 2 min 时，B、C、D 的浓度比一定为 321 若 D 的起始浓度为
2、0.1 mol L 1，则 2 min 时 D 的浓度为 0.3 mol L1 A B C D 2已知 4NH35O2=4NO6H2O，若反应速率分别用 v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表 示，则正确的关系是( ) A4 5v(NH3)v(O2) B5 6v(O2)v(H2O) C2 3v(NH3)v(H2O) D4 5v(O2)v(NO) 3一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中充入 0.4 mol NH3和 0.5 mol O2发生反应：4NH3(g) 5O2(g)4NO(g)6H2O(g)。2 min 后，NO 的浓度为 0.06 mol L 1。下列有关说法不正确 的
3、是( ) A2 min 末，用 NO 表示的反应速率为 0.06 mol L 1 min1 B2 min 末，NH3的浓度为 0.14 mol L 1 C02 min 内，生成的水的质量为 3.24 g D02 min 内，O2的物质的量减少了 0.15 mol 4 某温度下， 浓度都是 1 mol L 1 的两种气体 X2和 Y2， 在密闭容器中反应生成 Z， 反应2 min 后，测得参加反应的X2为0.6 mol L 1，用Y 2表示的反应速率v(Y2)0.1 mol L 1 min1，生成的 c(Z)0.4 mol L 1，则该反应方程式为( ) A3X2Y22X3Y B2X2Y22X2
4、Y CX22Y22XY2 DX23Y22XY3 5a、b、c 三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表： a b c 反应 速率 v(H2)3 mol L 1 min1 v(N 2)3 mol L 1 min1 v(NH3)0.2 mol L 1 s1 则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为( ) Av(a)v(b)v(c) Bv(c)v(b)v(a) Cv(c)v(a)v(b) Dv(b)v(a)v(c) 6用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是( ) A甲乙两实验均需要秒表 B实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好
5、C其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 能力提升能力提升 7在 2 L 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 4 mol，前 5 s 内 v(A)0.1 mol L 1 s1，则 10 s 时容器中 B 的物质的量是( ) A等于 3 mol B小于 3 mol C大于 3 mol D等于 3.5 mol 8向某密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的 B 三种气体，一定条件下发生如 下反应：3A(g)B(g)2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图
6、所示t0t1阶段的 c(B)变 化未画出。下列说法中不正确的是( ) A若t115 s，则用A 的浓度变化表示 t0t1阶段的平均反应速率为0.004 mol L 1 s1 Bt1时反应物 A 的转化率为 60% C该容器的容积为 2 L，B 的起始的物质的量为 0.04 mol Dt0t1阶段，此过程中容器与外界的热交换总量为 a kJ，该反应的热化学方程式为 3A(g) B(g)2C(g) H50a 3 kJ mol 1 9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： X Y W Q 10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0
7、mol 2.0 mol 20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol 上述容器中发生的化学反应方程式正确的是( ) AX2Y=2W2Q B3XY2W=2Q CX3Y2Q=2W DX2Y3Q=2W 10X(s)3Y(g)Z(g) Ha kJ mol 1。一定条件下，将 2 mol X 和 2 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中，反应 10 s，测得生成 0.5 mol Z。下列说法正确的是( ) A10 s 内，X 的平均反应速率为 0.025 mol L 1 s1 B第 10 s 时，Y 的反应速率为 0.075 mol L 1 s1 C第 10 s 时
8、，X 为 1.5 mol，Y 的浓度为 0.5 mol L 1 D10 s 内，X 和 Y 反应放出的热量为 0.5a kJ 11 某温度下， 在 2 L 的密闭容器中投入一定量的 A 和 B 两种气体， A、 B 反应生成气体 C， 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 12 s 时，用 A 表示的反应速率为_。 (2)经测定前 4 s 内 v(C)0.05 mol L 1 s1，则该反应的化学方程式为 _。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个 容器中的反应速率分别为甲：v(A)0.3 mol L 1 s
9、1；乙：v(B)0.12 mol L1 s1；丙：v(C) 9.6 mol L 1 min1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_。 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 为物 质的化学计量数。在 03 min 内，各物质物质的量的变化如下表所示： 物质 时间 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 min1，v(Z) v(Y) 1 2。 (1)试确定以下物质的相关量：
10、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_。 13向 2 L 密闭容器中通入 a mol 气体 A 和 b mol 气体 B，在一定条件下发生反应： xA(g)yB(g)pC(g)qD(g)。 已知：平均反应速率 v(C)1 2v(A)；反应 2 min 时，A 的浓度减少了 1 3，B 的物质的量减少了 a 2 mol，有 a mol D 生成。 回答下列问题： (1)反应 2 min 内，v(A)_，v(B)_。 (2)化学方程式中，x_，y_，p_，q_。 (3)若反应达到平衡时，D 为 2a mol，则 B
11、 的转化率为_。 14()在某一容积为 4 L 的密闭容器中，A、B、C、D 四种物质的物质的量(n/mol)随时间 (t/min)的变化曲线如图所示。完成下列问题： (1)该反应的化学方程式为_。 (2)前 2 min 用 A 的浓度变化表示的化学反应速率为_。 ()将等物质的量的 A 和 B 混合于 2 L 的密闭容器中， 发生反应： 3A(g)B(g)xC2D， 5 min 后测得c(D)0.5 mol L 1，c(A)c(B)35，C 的反应速率是0.1 mol L1 min1 (1)在 5 min 末的 A 浓度是_。 (2)v(B)_。 (3)x_。 参考答案 基础过关基础过关 1
12、 【答案】A 【解析】A 为固体，不能计算固体的反应速率，因为固体和纯液体的浓度认为是定值，不发 生变化， 故错误； 2 min 末的反应速率为瞬时速率， 用 B 表示的速率为 0.3 mol L 1 min1， 是 2 min 内的平均速率， 故错误； 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比， 在这 2 min 内用 C 表示的平均速率为 B 的平均速率的2 3，即 0.2 mol L 1 min1，故正确；因为起始浓 度未知，因此在 2 min 时，B、C、D 的浓度比不一定为 321，故错误；根据浓度的变 化量之比等于化学计量数之比，2 min 内 D 的浓度增加了 0.2 mol L
13、1，若 D 的起始浓度为 0.1 mol L 1，则 2 min 时 D 的浓度为 0.3 mol L1，故正确。 2 【答案】D 【解析】 根据化学方程式可得1 4v(NH3) 1 5v(O2) 1 4v(NO) 1 6v(H2O)。 A 项， 5 4v(NH3)v(O2)， 错误； B 项， 6 5v(O2)v(H2O)， 错误； C 项， 3 2v(NH3)v(H2O)， 错误； D 项， 4 5v(O2)v(NO)， 正确。 3 【答案】A 【解析】化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算 2 min 末的瞬时 速率， A 错误； 2 min 末， NO 的浓度为 0
14、.06 mol L 1， 则参加反应的 NH 3的浓度为 0.06 mol L 1，则 2 min 末，NH 3的浓度为 0.2 mol L 10.06 mol L10.14 mol L1，B 正确；02 min 内， 生成的水的物质的量为0.06 mol L 1 6 4 2 L0.18 mol， 质量为 0.18 mol 18 g mol 13.24 g，C 正确；02 min 内，O2的物质的量减少了0.06 mol L 1 5 4 2 L0.15 mol，D 正确。 4 【答案】A 【解析】根据题意，浓度都是 1 mol L 1 的两种气体 X2和 Y2，在密闭容器中反应生成 Z， 反应
15、 2 min 后，测得参加反应的 X2为 0.6 mol L 1，用 Y 2表示的反应速率 v(Y2)0.1 mol L 1 min1，则 X 2的浓度变化量为 0.6 mol L 1，Y 2的浓度变化量为 0.1 mol L 1 min1 2 min 0.2 mol L 1，Z 的浓度变化量为 0.4 mol L1，X 2、Y2、Z 的浓度变化量之比为 0.60.20.4 312，根据化学反应方程式中化学计量数之比反应速率之比各物质浓度变化量 之比，结合原子守恒，则该反应方程式为 3X2Y22X3Y。 5 【答案】B 【解析】发生反应：3H2N22NH3，单位相同时，反应速率与化学计量数的比
16、值越大， 反应速率越快，则：a 中3 31，b 中 3 13，c 中 v(NH3)0.2 mol L 1 s112 mol L1 min1， 则 c 中12 2 6，故反应速率为 v(c)v(b)v(a)。 6 【答案】D 【解析】甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，故 A 正确； 实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下， 活塞会回到原位，故 B 正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，且随 着稀硫酸不断加入，锥形瓶中反应生成的水越来越多，加入的稀硫酸溶液被稀释，浓度不确 定，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体
17、积和浓度的变化造成的实验误差，故 C 正确；甲、乙装置通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，故 D 错误。 能力提升能力提升 7 【答案】C 【解析】前 5 s 内 A 的平均反应速率为 0.1 mol L 1 s1，由反应速率之比等于化学计量数之 比可知，B 的反应速率为 0.1 mol L 1 s11 20.05 mol L 1 s1，假设后 5 s 内平均反应速率 不变，则转化的 B 的物质的量为 0.05 mol L 1 s1 10 s 2 L1.0 mol，则 10 s 时，容器中 B 的物质的量为 4 mol1.0 mol3.0 mol，但随着反应的进行，反应物的浓度减小，
18、后 5 s 内 的平均反应速率小于前 5 s 内的平均反应速率，因此容器中 B 的物质的量大于 3 mol。 8 【答案】A 【解析】 t0t1阶段， A 的浓度变化为 c(A)0.15 mol L 10.06 mol L10.09 mol L1， t 0 t1阶段的平均反应速率为 v(A)c t 0.09 mol L 1 15 s 0.006 mol L 1 s1，A 错误；t 1时该 反应达到平衡， 根据选项A中分析可知A的转化率为(A)0.09 mol 0.15 mol 100%60%， B正确； 根据反应 3A(g)B(g)2C(g)可知，反应达平衡后 c(A)0.09 mol L 1
19、，则 c(B)0.03 mol L 1。 由图像可知反应达平衡后， c(B)0.05 mol L1， 所以 B 的起始的浓度为 0.02 mol L 1，B 的起始的物质的量为 0.02 mol L1 2 L0.04 mol，C 正确；t 0t1阶段，c(A)0.09 mol L 1，n(A)0.09 mol L1 2 L0.18 mol，此时放热 a kJ，如果有 3 mol A 完全反应， 放热为50a 3 kJ，即热化学方程式为 3A(g)B(g)2C(g) H50a 3 kJ mol 1，D 正确。 9 【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
20、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，各物质的速率之比等于物质的量变 化量之比，等于化学计量数之比。n(X)n(Y)n(Q)n(W)(1.0 mol0.5 mol)(3.0 mol1.5 mol)(2.0 mol1.0 mol)(2.0 mol1.0 mol)1322，所以 X、Y、Q、W 的 化学计量数之比为 1322，选 C。 10 【答案】D 【解析】根据题意，列三段式： X(s) 3Y(g)Z(g) 开始 2 mol 2 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 10 s 时 1.5 mol 0.5 mol 0.
21、5 mol X 是固体， 不能用其表示反应速率， 故 A 错误； 10 s 内， Y 的平均反应速率为 1.5 mol 2 L 10 s0.075 mol L 1 s1，不是瞬时速率，故 B 错误；第 10 s 时，X 的物质的量为 1.5 mol，Y 的浓度为 0.25 mol L 1，故 C 错误；该反应中，Y 消耗 3 mol 时，反应放出 a kJ 热量，10 s 内，Y 消 耗了 1.5 mol，则反应放出的热量为 0.5a kJ，故 D 正确。 11 【答案】(1)0.05 mol L 1 s1 (2)3A(g)B(g)=2C(g) (3)乙甲丙 【解析】 (1)反应开始到 12
22、s 时， 用 A 表示的反应速率为 v(A)0.8 mol0.2 mol 12 s 0.05 mol L 1 s1； (2)前4 s内v(C)0.05 mol L 1 s1， v(A)0.8 mol L 10.5 mol L1 4 s 0.075 mol L 1 s1， v(A) v(C)0.075 mol L 1 s10.05 mol L1 s132，12 s 时，c(A)0.6 mol L1，c(B)0.2 mol L 1，则 ab0.60.231，从而得出 abc312；因为 12 s 之后，各物质 的浓度都大于 0，所以该反应为可逆反应；故该反应的化学方程式为 3A(g)B(g) 2C
23、(g)； (3)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)0.3 mol L 1 s1， 乙：v(B)0.12 mol L 1 s1， 则 v(A)0.36 mol L 1 s1， 丙：v(C)9.6 mol L 1 min1， 则 v(A)0.24 mol L 1 s1， 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙甲丙。 12 【答案】(1)2.3 mol 3 mol (2)1 4 2 3 (3)0.05 mol L 1 min1 【解析】解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比 X 的起 始
24、量和 2 min 末的量，可知反应逆向进行。 n(Q)v(Q) Vt0.075 mol L 1 min1 2 L 2 min0.3 mol 对反应过程以“三段式”法分析如下： mX(g) nY(g)pZ(g) qQ(g) 始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q) 变/mol n(X) n(Y) n(Z) 0.3 2 min 末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 故 n(X)0.8 mol0.7 mol0.1 mol， n(Z)1 mol0.8 mol0.2 mol， n(Q)0.3 mol2.7 mol3 mol。 (1)因v(Z) v(Y) 1 2， v(Z) v(Q) n(Z) n
25、(Q) 0.2 mol 0.3 mol， 故v(Y) v(Q) 4 3，v(Y)0.075 mol L 1 min14 30.1 mol L 1 min1， n(Y)0.1 mol L 1 min1 2 min 2 L0.4 mol， n(Y)2.7 mol0.4 mol2.3 mol。 (2)mnpqn(X)n(Y)n(Z)n(Q)0.1 mol0.4 mol0.2 mol0.3 mol1 423。 (3)v(Q) v(Z) 3 2，v(Q)0.075 mol L 1 min1，故 v(Z)0.05 mol L1 min1。 13 【答案】(1) a 12 mol L 1 min1 a 8
26、mol (2)2 3 1 6 (3) a b 100% 【解析】(1)根据化学反应速率定义：v(A)c(A) t 1 3a mol 2 L 2 min 1 12a mol L 1 min1，v(B) c(B) t 1 2a mol 2 L 2 min 1 8a mol L 1 min1。 (2)v(C)1 2v(A) 1 24a mol L 1 min1，v(D)1 4a mol L 1 min1，根据反应速率之比等于化学 方程式中化学计量数之比， xypq 1 12 1 8 1 24 1 42316， 则 x2， y3， p1， q6。 (3) 2A(g)3B(g)C(g)6D(g) 起始/
27、mol b 0 变化/mol a 2a 平衡/mol ba 2a B 的转化率a b 100%。 14 【答案】() (1)2AB= D 2C (2) 0.25 mol L 1 s1 ()(1)0.75 mol L 1 (2)0.05 mol L1 min1 (3)2 【解析】() (1)2 min 时 A、B、C、D 改变的物质的量分别为 2 mol、1 mol、2 mol、0 mol， 且 A、B 的物质的量减少，应为反应物；C 的物质的量增加，应为生成物；D 的物质的量不 变，反应中减少后增加，为催化剂，则反应的化学方程式为 2AB= D 2C。 (2)前 2 min 时， A 的物质的
28、量变化为 2 mol， 所以 v(A) n Vt 2 mol 4 L 2 min0.25 mol L 1 min 1。 ()D 的浓度为 0.5 mol L 1，所以 D 的物质的量为 1 mol，设 A、B 的物质的量为 n mol，由 三段式可知， 3A(g) B(g)xC(g)2D(g) 起始/mol n n 0 0 转化/mol 1.5 0.5 1 5 min/mol n1.5 n0.5 1 c(A)c(B)n1.5 n0.535，所以 n3。 (1)A 在 5 min 末的物质的量为(n1.5)mol1.5 mol，其物质的量浓度为1.5 mol 2 L 0.75 mol L 1。 (2)v(B)c(B) t 0.5 mol 2 L 5 min 0.05 mol L 1 min1，所以B 的反应速率是0.05 mol L1 min1。 (3)D 的浓度为 0.5 mol L 1，反应时间为 5 min，D 的反应速率为 0.1 mol L1 min1，已知 C 的反应速率是 0.1 mol L 1 min1，根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数 之比，所以 x2。