化学反应速率概念及计算.docx
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化学反应速率概念及计算
化学反应速率概念及计算
【基础达标】
1.合成氨
的反应速率可以分别用v(H2)、v(N2)、v(NH3)(单位为mol•L-1•s-1)表示,则下列表示正确的是( )
A.v(H2)=v(N2)=v(NH3) B.v(H2)=v(N2)
C.v(NH3)=3/2v(H2) D.v(H2)=3v(N2)
【答案】D
【解析】用不同物质表示的反应速率,其比值等于化学方程式中的化学计量数之比。
2.在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)==B(g)+C(g),若反应物的浓度由2mol•L-1降到0.8mol•L-1 需20s,那么反应物由0.8mol•L-1降到0.2mol•L-1所需反应的时间为( )
A.10s B.小于10s
C.大于10s D.无法判断
【答案】C
【解析】
反应物浓度越小,反应速率越慢。
若浓度的减少量相同,则浓度小的所用的时间长。
如果不考虑浓度的影响,反应物浓度的减少量应该与反应时间成正比,即所需时间为10s。
但由于浓度变小,反应速率变慢,所以时间应该比10s要长。
3.【陕西省西安交大附中2015届高三上学期期中考试】反应
经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol•L-1•s-1,则这段时间为( )
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
【答案】C
【解析】
试题分析:
反应
经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol•L-1•s-1,则用SO3表示的反应速率为0.08mol•L-1•s-1,故这段时间为:
0.4mol/L÷0.08mol•L-1•s-1=5s。
考点:
化学反应速率。
4.【福建省三明一中2015届高三上学期第二次月考】将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是( )
【答案】A
【解析】
试题分析:
向a中加少量CuSO4溶液,则锌置换出铜,从而构成铜、锌和稀硫酸组成的原电池,因此生成氢气的反应速率加快。
但由于消耗了部分锌,因此收集到的气体体积减少,则符合条件的图像是A,答案选A。
考点:
考查外界条件对反应速率的影响
5.合成氨反应:
其反应速率可以分别用v(H2)、v(N2)、v(NH3)[单位均为mol/(L•s)]表示,则正确的关系是( )
A.v(H2)=v(N2)=v(NH3)
B.v(N2)=2v(NH3)
C.
D.v(N2)=3v(H2)
【答案】C
【解析】对同一个反应化学反应速率用不同的物质表示时,其速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
【能力提升】
1.【山东省临沂市山大华特卧龙学校2015届高三上学期第三次月考】已知一定质量的锌粒与稀盐酸反应(放热反应),生成H2的浓度与反应时间的关系如图所示,下列结论不正确的是( )
A.若将锌粒改为锌粉,可以加快产生H2的反应速率
B.反应前4min内温度对反应速率的影响比浓度的大
C.反应前4min内生成H2的平均速率v(H2)=0.09mol•L-1•min-1
D.反应开始2min内平均反应速率最大
【答案】D
【解析】
试题分析:
A.一定质量的锌与稀盐酸反应,若将锌粒改为锌粉,由于固体的接触面积增大,所以可以加快产生H2的反应速率,正确;B.Zn与盐酸的反应是放热反应,随着反应的进行,反应放出的热量逐渐增多,是溶液的温度逐渐升高,因此反应速率在反应开始的前几分钟内逐渐升高,当反应进行到一定程度后,溶液很稀,这时溶液的浓度对速率的影响占优势,由于溶液浓度小,所以反应速率逐渐降低。
反应前4min内温度对反应速率的影响比浓度的大,正确;C.反应前4min内生成H2的平均速率v(H2)=Δc/Δt=0.36mol/L÷4min=0.09mol•L-1•min-1,正确D.反应开始2min内时间长,物质的量浓度变化小,所以平均反应速率最小,错误。
考点:
考查影响化学反应速率的因素及反应速率的大小比较的知识。
2.【河北省邯郸市2015届高三教学质量检测】在可逆反应
中,已知:
反应开始加入的物质只有A、B,起始浓度A为5mol•L-1,B为3mol•L-1,前2minC的平均反应速率为0.5mol•L-1•min-1。
2min末,测得D的浓度为0.5mol•L-1。
则关于此反应的下列说法中正确的是( )
A.2min末时A和B的浓度之比为5∶3
B.x=1
C.2min末时B的浓度为1.5mol•L-1
D.前2min,A的消耗浓度为0.5mol•L-1
【答案】C
【解析】
试题分析:
A、前2minC的平均反应速率为0.5mol•L-1•min-1,则生成C的浓度是1.0mol/L,2min末,测试题分析:
A、前2minC的平均反应速率为0.5mol•L-1•min-1,则生成C的浓度是1.0mol/L,2min末,测1.5mol/L,则剩余A和B的浓度分别是4mol/L、1.5mol/L,所以2min末时A和B的浓度之比为8∶3,A错误;B、根据以上分析可知x=2,B错误;C、根据以上分析可知2min末时B的浓度为1.5mol•L-1,C正确;D、根据以上分析可知前2min,A的消耗浓度为1.0mol•L-1,D错误,答案选C。
考点:
考查反应速率的有关计算
3.在一密闭容器中充入一定量的N2和O2,在电火花作用下发生反应N2+O2===2NO,经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol•L-1•s-1,则6s末NO的浓度为( )
A.1.2mol•L-1 B.大于1.2mol•L-1
C.小于1.2mol•L-1 D.不能确定
【答案】C
【解析】本题考查化学反应速率的计算,意在考查学生对化学反应速率计算公式的灵活运用能力。
前3s用N2表示的反应速率为0.1mol•L-1•s-1,即用NO表示的反应速率为0.2mol•L-1•s-1,如果3~6s的反应速率仍为0.2mol•L-1•s-1,则NO浓度为1.2mol•L-1,由于随着反应进行,反应物浓度减小,速率减慢,故应小于1.2mol•L-1。
4.【河北冀州中学2015届高三第三次月考】一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。
不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
【答案】C
【解析】
试题分析:
A、0~6min时间内,氧气的物质的量变化为10-3mol,则过氧化氢的物质的量变化为2×10-3mol,△c(H2O2)=0.002mol÷0.01L=0.2mol/L,v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min),正确;B、随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率减慢,v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min),正确;C、6min时,c(H2O2)=0.002mol÷0.01L=0.2mol/L,错误;D、6min时,H2O2分解率为50%,正确。
考点:
考查化学反应速率的有关计算。
5.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1molH2O(g),发生反应:
ΔH=+484kJ•mol-1,不同时间产生O2的物质的量见下表:
下列说法不正确的是( )
A.前20min内的反应速率v(H2O)=5.0×10-5mol•L-1•min-1
B.达到平衡时,至少需要从外界吸收能量0.968kJ
C.增大c(H2O),可以提高水的分解率
D.催化效果与Cu2O颗粒的大小有关
【答案】C
【解析】
由题意知,
A正确;热化学方程式表示的含义是2molH2O(g)完全分解生成2molH2(g)和1molO2(g),吸收484kJ的能量,所以生成O20.0020mol时,吸收的能量为0.0020mol×484kJ•mol-1=0.968kJ,正确;C项,由于反应物只有1种,增大c(H2O),相当于压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以水的分解率降低,错误;D项,若Cu2O颗粒小,则接触面积大,反应速率快,催化效果好,正确。
【终极闯关】
1.【山东师大附中2015届高三第四次模拟考试】700℃时,向容枳为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O发生反应:
反应过程中测定的部分数据见表。
下列说法正确的是( )
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.4/t1mol•L-1•min-1
B.其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20mo1H2O,到达平衡时,n(CO2)=0.40mol
C.其他条件不变,向平衡体系中再通入0.2molH2O,达到新平衡时CO转化率减小
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
【答案】B
【解析】
试题分析:
A、在t1min内水蒸气的物质的量减少(0.60-0.20)mol=0.40mol,则氢气的物质的量增加0.40mol,所以v(H2)=0.40mol/2L/t1min=0.2/t1mol•L-1•min-1,错误;B、t1时刻与t2时刻CO的物质的量相同,都是0.8mol,所以t1时达到平衡状态,c(CO)=0.8mol/2L=0.4mol/L,c(H2O)=0.2mol/2L=0.1mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.4mol/2L=0.2mol/L,则该反应的平衡常数K=c(CO2)•c(H2)/c(CO)•c(H2O)=1,其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20mo1H2O,设二氧化碳的浓度为x,则
开始(mol/L) 0.3 0.6
转化(mol/L) x x x x
平衡(mol/L) 0.3-x 0.6-x x x
所以x•x/(0.3-x)•(0.6-x)=1,解得x=0.2mol/L,则,n(CO2)=0.2mol/L×2L=0.4mol,正确;C、其他条件不变,向平衡体系中再通入0.2molH2O,平衡正向移动,达到新平衡时CO转化率增大,错误;D、温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,说明升高温度,平衡常数减小,则升高温度,平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,错误,答案选B。
考点:
考查反应速率、平衡常数的计算与应用。
2.【陕西省西安市铁一中2015届高三尖子班一模化学试题】一定条件下,可逆反应
若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0,单位mol/L),当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.08mol/L,则下列判断不合理的是( )
A.c1:
c2=1:
3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:
2
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol/L
【答案】C
【解析】
试题分析:
起始浓度(mol/L) c1 c2 c3
转化浓度(mol/L) x 3x 2x
平衡浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.08
则c1—x=0.1、c2—3x=0.3、c3+2x=0.08
A、根据以上分析可知c1:
c2=(0.1+x):
(0.3+3x)=1:
3,A正确;B、反应速率之比是相应的化学计量数之比,B正确;C、由于X和Y是按照化学计量数之比通入的,所以二者的转化率相等,C错误;D、当x大于0,c3=0时,c1的最大值是0.14mol/L,如果起始时反应向逆反应方向进行,则c1的最小值为0,则c1的取值范围为0<c1<0.14mol/L,D正确,答案选C。
考点:
考查可逆反应的有关计算。
3.一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
下列叙述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
【答案】B
【解析】
从图像可以看出,t2时刻X、Y两物质的物质的量相等,而不是反应速率相等,故C不正确;t3时,反应达到平衡状态,所以正反应速率等于逆反应速率,故D不正确;反应开始X指示的物质的量不清晰,故无法判断化学方程式的化学计量数。
4.【2014年高考北京卷第12题】一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。
不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
【答案】C
【解析】
10mL溶液中含有H2O2物质的量为0.01L×0.4mol/L=0.004mol,6min时,氧气的物质的量为0.0224L÷22.4L/mol=0.001mol,
根据三段法解题:
初始物质的量(mol) 0.004 0
变化的物质的量(mol) 0.002 0.001
6min时物质的量(mol) 0.002 0.001
则0~6min时间内,△c(H2O2)=0.002mol÷0.01L=0.2mol/L,
所以v(H2O2)=0.2mol/L÷6min≈3.3×10-2mol/(L•min),故A正确;
6min时,c(H2O2)=0.002mol÷0.01L=0.2mol/L,故C错误;
6min时,H2O2分解率为:
故D正确;
随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,又由于反应物的浓度越小,反应速率越慢,所以6~10min的平均反应速率小于前6min的平均速率,即<3.3×10-2mol/(L•min),故B正确;答案为C。
5.【2013福建卷】NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol•L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液40.0ml混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。
据图分析,下列判断不正确的是( )
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol•L-1•s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂
【答案】B
【解析】
试题分析:
A、从图像中可以看出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,说明没有生成I2,正确;B、b、c点对应的反应原理不一样,故速率不相等,错误;C、速率为
正确;D、55℃时,没有出现蓝色,故淀粉已不能作为该反应的指示剂,正确。
考点:
考查化学反应速率与化学平衡相关知识。