2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修1课后习题 第二章第一节 第1课时 化学反应速率（含解析）

第二章　化学反应速率与化学平衡
第一节　化学反应速率
第1课时　化学反应速率
A级 必备知识基础练
1.下列对化学反应速率的说法不正确的是(　　)
A.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
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的化学计量数之比
D.速率的大小与参加反应的物质的量有关
2.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
3.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L的容器中,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浓度变化来表示的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,上述反应中Z气体的化学计量数n的值是(　　)
A.1 B.2 C.3 D.4
4.在一个10 L的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),起始加入H2的物质的量为2 mol,I2的物质的量为5 mol,5 s后,HI的物质的量为0.5 mol,则这5 s内H2的反应速率为(　　)
A.0.04 mol·L-1·s-1
B.0.005 mol·L-1·s-1
C.0.01 mol·L-1·s-1
D.0.1 mol·L-1·s-1
5.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)
1.0 3.0 0.2
0.6 1.8 1.0
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
6.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)
7.在反应A2B中,A、B的浓度变化如图所示,则2 min内的平均反应速率为(　　)
A.v(A)=9 mol·L-1·min-1
B.v(A)=4.5 mol·L-1·s-1
C.v(B)=18 mol·L-1·min-1
D.v(B)=9 mol·L-1·min-1
8.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计量数。在0~3 min内,各物质的物质的量的变化如表所示:
物质 X Y Z Q
起始量/mol 0.7 1
2 min末量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末量/mol 0.8
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　　　　　　　　　　　　　　。
B级 关键能力提升练
以下选择题中有一个或两个选项符合题目要求
9.一定温度下,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)
10.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.
11.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法正确的是(　　)
A.用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s末时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
D.2 s末,物质A的转化率为70%
12.将固体NH4I置于2 L密闭容器中,在某一温度下,发生反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g),2HI(g)H2(g)+I2(g)。2 min后测知H2为1 mol,HI为8 mol,若NH4I的分解速率用v(NH3)表示,下列速率正确的是(　　)
A.1.25 mol·L-1·min-1
B.2 mol·L-1·min-1
C.2.5 mol·L-1·min-1
D.5 mol·L-1·min-1
13.某温度时,在2 L的容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,容器中发生反应的化学方程式为　　　　　　　。
(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率分别为　　　　　　、　　　　　　。
(3)5 min后Z的生成速率与5 min末Z的生成速率相比　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
C级 学科素养拔高练
14.固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图曲线Ⅱ所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。
(1)a~b、b~c、c~d、d~e四段中,平均反应速率最大的时间段是　　　　　　,该时间段内H2的平均反应速率是　　　　　　　　　　。
(2)H2的物质的量不再改变时,CO2的转化率是　　　　　　　;反应前后容器内的压强比是　　　　　　　。
第1课时　化学反应速率
1.D
2.D　将不同物质表示的反应速率除以各自的化学计量数,若相等,则能代表同一反应。①=0.3 mol·L-1·min-1,②=0.45 mol·L-1·min-1,③=0.2 mol·L-1·min-1,④=
=0.45 mol·L-1·min-1,故②④能代表同一反应,D项正确。
3.A　利用条件可求v(W)==0.02 mol·L-1·min-1,又知以Z浓度变化表示的反应速率为
0.01 mol·L-1·min-1,因此W和Z的化学计量数之比为2∶1,即n=1,所以A项正确。
4.B　生成HI 0.5 mol,需消耗H2 0.25 mol,则5 s内H2的反应速率为v(H2)==0.005 mol·L-1·s-1。
5.A　化学反应速率为平均速率,不是瞬时速率,故A错误。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,B正确。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,C正确。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,D正确。
6.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+Y22Z,根据质量守恒定律可知Z为X3Y,A项正确。
7.D　由题图可知2 min内Δc(A)=18 mol·L-1-9 mol·L-1=9 mol·L-1,Δc(B)=18 mol·L-1,所以v(A)==4.5 mol·L-1·min-1;v(B)==9 mol·L-1·min-1,故D正确。
8.答案 (1)2.3 mol　3 mol
(2)1　4　2　3
(3)0.05 mol·L-1·min-1
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的化学计量数之比,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。
9.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,为生成物。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+Y2Z,D项错误;v(Z)==0.079 mol·L-1·s-1,A项错误;Δc(X)==0.395 mol·L-1,B项错误;Y的转化率=×100%=79.0%,C项正确。
10.BC　由m∶n∶x=a∶b∶c,得x=。
11.AC　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,由三段式表示:
2A(g)+B(g)2C(g)
开始/mol 4 2 0
变化/mol 1.2 0.6 1.2
2 s末/mol 2.8 1.4 1.2
v(A)==0.3 mol·L-1·s-1,A正确;v(B)==0.15 mol·L-1·s-1,B错误;A的转化率为×100%=30%,D错误;2 s末时B的浓度c(B)==0.7 mol·L-1,C正确。
12.C　2 min后,容器中H2和HI的浓度分别为0.5 mol·L-1、4 mol·L-1。根据反应可知,碘化铵分解生成的氨气浓度与碘化氢浓度相等,碘化铵分解生成的碘化氢的浓度为c(HI)+2c(H2)=4 mol·L-1+2×0.5 mol·L-1=5 mol·L-1,所以2 min后碘化铵分解生成的氨气的浓度:c(NH3)=c总(HI)=5 mol·L-1,氨气的平均反应速率为2.5 mol·L-1·min-1,所以C项正确。
13.答案 (1)3X+Y2Z
(2)0.05 mol·L-1·min-1　0.04 mol·L-1·min-1
(3)不变
解析 (1)根据图示,反应达到平衡时X减少了0.6 mol,Y减少了0.2 mol,Z生成了0.4 mol,故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2,因5 min后三者共存且物质的量不再变化,故反应的化学方程式为3X+Y2Z。
(2)根据图中数据,依据反应速率计算公式可计算出反应速率,需注意Z的初始物质的量是0.1 mol。
(3)5 min后Z的物质的量不再变化,与5 min末Z的反应速率相等。
14.答案 (1)a~b　1 mol·L-1·min-1
(2)33.3%　7∶5
解析 (1)a~b段氢气的平均反应速率为=1 mol·L-1·min-1,b~c段氢气的平均反应速率为=0.75 mol·L-1·min-1,c~d段氢气的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,所以平均反应速率最大的时间段是a~b,该时间段内H2的平均反应速率是1 mol·L-1·min-1。
(2)由题图可知,平衡时氢气的物质的量为2 mol,列三段式有:
　　　3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量/mol 8 6 0 0
变化量/mol 6 2 2 2
平衡量/mol 2 4 2 2