2026人教版高中化学选择性必修1--第二章 第一节 第1课时 化学反应速率（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026人教版高中化学选择性必修1--第二章 第一节 第1课时 化学反应速率（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 634.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 12:17:17 | ||
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文档简介
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2026人教版高中化学选择性必修1
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
基础过关练
题组一 化学反应速率的理解
1.(2025山东名校联盟大联考)已知反应aA+bB cC+dD。若各物质反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)、v(D)表示,且同一时间段内,存在关系v(A)=v(C)、3v(C)=2v(D)、5v(A)=4v(B)。则该反应的化学方程式为 ( )
A.4A+5B 4C+6D
B.5A+4B 4C+6D
C.4A+5B 6C+4D
D.5A+4B 5C+6D
2.(教材习题改编)4NH3+5O2 4NO+6H2O是工业制硝酸的主要反应,某小组同学在探究浓度对化学反应的速率影响时得到如下数据。下列判断错误的是 ( )
反应时间/min 0 20 40 60 80 100
c(NH3)/mol·L-1 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000
A.v(H2O)=0.8 mol·L-1·min-1是指1 min时c(H2O)为0.8 mol·L-1
B.v(NO)=v(H2O)
C.前60 min消耗NH3的速率为v(NH3)=1×10-3 mol·L-1·min-1
D.v(O2)=v(NH3)
题组二 化学反应速率的相关计算
3.(2025福建漳州期中)某温度下,把一定量的NH4Cl置于密闭容器中发生反应:NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g),2HCl(g) Cl2(g)+H2(g)。2 min后,测得H2的浓度为1 mol·L-1,HCl的浓度为4 mol·L-1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列反应速率正确的是 ( )
A.2.5 mol·L-1·min-1 B.2.0 mol·L-1·min-1
C.1.25 mol·L-1·min-1 D.3 mol·L-1·min-1
(2025山西太原月考)已知反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定条件下,将2 mol NO和2 mol Br2(g)通入
2 L的恒容密闭容器中。反应进行到10 s时,测得生成0.5 mol NOBr。下列说法正确的是 ( )
A.10 s内,v(Br2)=0.025 mol·L-1·s-1
B.第10 s时,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1
C.第10 s时,NO的浓度为0.75 mol·L-1
D.10 s内,NO(g)与Br2(g)反应放出的热量为a kJ
5.(易错题)(2025河南濮阳一中月考)将2 mol A和2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g),反应5 min,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,以C表示的平均反应速率v(C)=0.1 mol·L-1·min-1,下列说法正确的是 ( )
A.以B表示的平均反应速率为v(B)=0.1 mol·L-1·min-1
B.5 min内,v(D)=0.2 mol·L-1·min-1
C.该反应方程式中x=2
D.5 min时,A的物质的量为0.25 mol
题组三 化学反应速率大小的比较
6.(易错题)(2025河北保定开学考)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慢的是 ( )
A.v(CO)=0.02 mol·L-1·s-1
B.v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=0.08 mol·L-1·s-1
7.(2025湖南岳阳月考)实验表明,一定条件下,反应2NO(g)+2H2(g) 2H2O(g)+N2(g)的速率与浓度的关系为v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关。采用下列数据进行反应,反应速率最快的是 ( )
A.c(NO)=0.4 mol·L-1;c(H2)=0.4 mol·L-1
B.c(NO)=0.5 mol·L-1;c(H2)=0.3 mol·L-1
C.c(NO)=0.6 mol·L-1;c(H2)=0.2 mol·L-1
D.c(NO)=0.7 mol·L-1;c(H2)=0.1 mol·L-1
题组四 化学反应速率的测定
8.(2025河北唐山一中月考)化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是 ( )
A.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应,可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率
B.Zn与稀H2SO4反应,可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率
C.可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率
D.恒温恒容条件下发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率
9.(2024江苏无锡一中期中)为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述不正确的是 ( )
图1
图2
A.图1所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.用图2装置比较反应速率大小,可通过测定在相同状况下反应产生一定体积气体所需时间的多少
C.若图1所示的实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解反应的催化效果好
D.为检查图2装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离后松开,观察注射器活塞是否回到原位
10.(2025广东广州外国语学校月考)某校化学活动社团为测定1 mol/L的H2SO4溶液与锌粒或锌粉反应的速率,设计如图1装置。
图1 图2
(1)图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是 ,该实验中还需要一个重要仪器是 。
(2)按照图1装置实验时,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)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验结束后,必须冷却至室温再读数,原因是: 。冷却后,若观察到左侧干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面的高度不一致,应该先进行的操作是 。
能力提升练
题组一 化学反应速率的综合计算
1.(2024湖南衡阳期中)在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中的H2O2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)如表所示(液体体积变化忽略不计)。下列叙述不正确的是( )
t/min 0 2 4 6 8 10 12
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 a
A.反应至6 min时,c(H2O2)=0.2 mol/L
B.12 min时,a=33.3
C.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
D.反应至6 min时,过氧化氢的分解率为50%
2.(甄选真题)(2024上海高考节选)F2通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1 mol的Xe和9 mol的F2同时通入50 L的容器中,反应10 min后,测得容器内共有8.9 mol气体,且三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6=1∶6∶3,则10 min内XeF4的速率v(XeF4)= 。
题组二 借助图像考查化学反应速率
3.(2025广东广州外国语学校月考)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:6A(g)+bB(g)cC(g),12 s时C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是 ( )
A.12 s后A、B的浓度不再变化,反应停止
B.2 s时,用A表示的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.化学计量数之比b∶c=1∶3
D.12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13
4.(创新题·新情境)(2025湖南长沙开学考)异山梨醇广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。在温度为T、催化剂条件下,山梨醇制备异山梨醇的过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示,山梨醇的初始浓度为0.10 mol·kg-1,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 ( )
山梨醇1,4-失水
山梨醇 异山梨醇
A.曲线b表示1,4-失水山梨醇的浓度
B.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的1,4-失水山梨醇
C.t1 h时,反应①趋于彻底
D.3 h时,瞬时速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
5.(2024辽宁省实验中学期中)一定条件下,H2O(g)在某催化剂表面发生分解反应生成H2和O2,测得的实验结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.H2O(g)在该催化剂表面的分解反应是可逆反应
B.H2O(g)在该催化剂表面的分解速率与其起始浓度成正比
C.在该催化剂表面H2O(g)分解反应先快后慢
D.ab段O2的平均生成速率为5.0×10-4 mol/(L·min)
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A 根据v(A)=v(C)、3v(C)=2v(D)、5v(A)=4v(B)可得v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=4∶5∶4∶6,同一个反应中,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则a∶b∶c∶d=4∶5∶4∶6,A正确。
2.A v(H2O)=0.8 mol·L-1·min-1是指H2O在1 min内浓度的变化量为0.8 mol·L-1,A错误;根据化学方程式知6v(NO)=4v(H2O)、4v(O2)=5v(NH3),即v(NO)=v(H2O)、v(O2)=v(NH3),B、D正确;由表格中数据知,前60 min时v(NH3)==1×10-3 mol·L-1·min-1,C正确。
3.D 2 min后,测得H2的浓度为1 mol·L-1,则发生反应2HCl(g) Cl2(g)+H2(g)消耗的HCl的浓度是2 mol·L-1,此时HCl的浓度为4 mol·L-1,则发生反应NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)产生的HCl的浓度为2 mol·L-1+4 mol·L-1=6 mol·L-1(破题关键),由于该反应产生的HCl、NH3的浓度相等,则v(NH3)==3 mol·L-1·min-1,D正确。
4.C 利用三段式分析:
2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s时/mol 2-0.5 2-0.25 0.5
10 s内v(Br2)==0.012 5 mol·L-1·s-1,A项错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1,其表示的是10 s内NOBr的平均反应速率,而不是第10 s时的瞬时速率,B项错误;第10 s时,c(NO)==0.75 mol·L-1,C项正确;2 mol NO(g)和1 mol Br2(g)完全反应生成2 mol NOBr(g)时,放出的热量为a kJ,10 s内有0.5 mol NOBr生成,放出的热量不为a kJ,D项错误。
C B为固体,一般不用固体或纯液体的物质的量浓度变化表示化学反应速率(易错点),A错误;v(C)=0.1 mol·L-1·min-1,则Δc(C)=
0.1 mol·L-1·min-1×5min=0.5mol·L-1,Δc(C)=Δc(D)，则x=2,v(C)=v(D)=0.1 mol·L-1·min-1,B错误、C正确;列三段式:
3A(g)+B(s) 2C(g)+2D(g)
c始/mol·L-1 1 0 0
Δc/mol·L-1 0.75 0.5 0.5
5 min时/mol·L-1 0.25 0.5 0.5
则5 min时A的物质的量为0.25 mol·L-1×2 L=0.5 mol,D错误。
6.B 将A、B、D选项中反应速率均转换为v(N2)进行比较:
v v(N2)
A.v(CO)=0.02 mol·L-1·s-1 v(N2)==0.005 mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·min-1
B.v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1 v(N2)==0.03 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1 v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=0.08 mol·L-1·s-1 v(N2)==0.02 mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·min-1
则反应速率最慢的是B。
易错分析 化学反应速率大小比较的常见错误
(1)只看数值。用同一物质表示的化学反应速率比较时,必须保证单位统一;注意物质不能是固体或纯液体。
(2)转化错误。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率相互转化时出现错误,应按化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比进行转化。
7.B v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关,将各组数据代入公式计算,可得到A、B、C、D项的速率,其中速率最大的为B,故选B。
8.D 酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能将H2C2O4氧化为CO2,本身被还原为Mn2+而褪色,可通过记录溶液褪色时间来测定反应速率,A正确;Zn与稀H2SO4反应生成H2,可通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率,B正确;化学反应过程中,参与反应的物质有些性质如光的吸收、光的发射、导电能力等发生改变,可依靠科学仪器测量这些变化来测定反应速率,C正确;该反应前后气体物质的量不变,总压强不变,不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率,D错误。
9.C 反应速率的大小可以通过观察产生气泡的快慢来判断,A正确;反应速率的大小可以根据产生相同体积的气体所用时间的多少来判断,B正确;若题图1所示实验中反应速率①>②,则能够说明FeCl3比CuSO4对H2O2分解反应的催化效果好,Cl-和S对H2O2分解也可能有影响,C错误;关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若装置气密性不好,注射器活塞不能回到原位,D正确。
名师点津 测量化学反应速率时,常采用的方法
(1)对于有气体生成的反应:可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。
(2)对于有固体参加的反应,可测定一段时间内消耗固体质量的多少。
(3)对于有酸碱参与的反应,可测定一段时间内溶液中H+或OH-浓度的变化。
(4)对于有颜色变化的反应,可测定溶液变色所需时间。
10.答案 (1)分液漏斗 秒表 (2)收集到气体的体积 (3)温度升高时,气体体积因膨胀而偏大 调节量气管的高度使得两侧液面相平
解析 (1)题图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是分液漏斗,该实验中还需要秒表测量时间。(2)按照题图1装置实验时,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收集到气体的体积。(3)H2SO4与Zn的反应为放热反应,温度升高,气体体积因膨胀而偏大,必须冷却至室温再读数。冷却后,若观察到左侧干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面的高度不一致,应该先调节量气管的高度使得两侧液面相平。
能力提升练
1.B H2O2发生催化分解的反应为2H2O2 2H2O+O2↑,根据题表中数据可知,0~6 min内产生的氧气的物质的量Δn(O2)==0.001 mol,Δn(H2O2)=0.002 mol,故反应至6 min时c(H2O2)==0.2 mol/L,A正确;在一定温度下,反应物浓度越大反应速率越快,随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,无法计算12 min时生成的氧气体积,B错误;0~6 min,v(H2O2)=≈3.3×10-2 mol/(L·min),C正确;反应至6 min时,H2O2的分解率为×100%=50%,D正确。
2.答案 0.000 6 mol·L-1·min-1
解析 F2通入Xe会产生XeF2、XeF4、XeF6三种气体,10 min后三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6=1∶6∶3,总反应为22F2+10Xe XeF2+6XeF4+3XeF6,反应前体系中共有10 mol气体,反应后体系中共有8.9 mol气体,设生成的XeF4的物质的量是x,利用差量法进行计算:
10Xe+22F2 XeF2+6XeF4+3XeF6 Δn
6 mol 22 mol
x (10-8.9) mol=1.1 mol
10 min内生成的XeF4为=0.3 mol,则10 min内XeF4的速率v(XeF4)==0.000 6 mol·L-1·min-1。
3.D 12 s后A、B的浓度不再变化,但反应还在进行,A错误;2 s时是具体时刻,不能计算瞬时速率,B错误;12 s时Δc(A)=(0.8-0.2) mol·L-1=0.6 mol·L-1,Δc(B)=(0.5-0.3) mol·L-1=0.2 mol·L-1,Δc(C)=
=0.3 mol·L-1,则b∶c=0.2∶0.3=2∶3,C错误;12 s时n(A)=0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,n(B)=0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,n(C)=0.6 mol,则n(总)=1.6 mol,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13,D正确。
4.D
t1 h时山梨醇的浓度为零,反应①趋于彻底,C正确;由题图可知,3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,则3 h内异山梨醇的平均速率是0.014 mol·kg-1·h-1,D错误。
5.D
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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
基础过关练
题组一 化学反应速率的理解
1.(2025山东名校联盟大联考)已知反应aA+bB cC+dD。若各物质反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)、v(D)表示,且同一时间段内,存在关系v(A)=v(C)、3v(C)=2v(D)、5v(A)=4v(B)。则该反应的化学方程式为 ( )
A.4A+5B 4C+6D
B.5A+4B 4C+6D
C.4A+5B 6C+4D
D.5A+4B 5C+6D
2.(教材习题改编)4NH3+5O2 4NO+6H2O是工业制硝酸的主要反应,某小组同学在探究浓度对化学反应的速率影响时得到如下数据。下列判断错误的是 ( )
反应时间/min 0 20 40 60 80 100
c(NH3)/mol·L-1 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000
A.v(H2O)=0.8 mol·L-1·min-1是指1 min时c(H2O)为0.8 mol·L-1
B.v(NO)=v(H2O)
C.前60 min消耗NH3的速率为v(NH3)=1×10-3 mol·L-1·min-1
D.v(O2)=v(NH3)
题组二 化学反应速率的相关计算
3.(2025福建漳州期中)某温度下,把一定量的NH4Cl置于密闭容器中发生反应:NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g),2HCl(g) Cl2(g)+H2(g)。2 min后,测得H2的浓度为1 mol·L-1,HCl的浓度为4 mol·L-1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列反应速率正确的是 ( )
A.2.5 mol·L-1·min-1 B.2.0 mol·L-1·min-1
C.1.25 mol·L-1·min-1 D.3 mol·L-1·min-1
(2025山西太原月考)已知反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定条件下,将2 mol NO和2 mol Br2(g)通入
2 L的恒容密闭容器中。反应进行到10 s时,测得生成0.5 mol NOBr。下列说法正确的是 ( )
A.10 s内,v(Br2)=0.025 mol·L-1·s-1
B.第10 s时,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1
C.第10 s时,NO的浓度为0.75 mol·L-1
D.10 s内,NO(g)与Br2(g)反应放出的热量为a kJ
5.(易错题)(2025河南濮阳一中月考)将2 mol A和2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g),反应5 min,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,以C表示的平均反应速率v(C)=0.1 mol·L-1·min-1,下列说法正确的是 ( )
A.以B表示的平均反应速率为v(B)=0.1 mol·L-1·min-1
B.5 min内,v(D)=0.2 mol·L-1·min-1
C.该反应方程式中x=2
D.5 min时,A的物质的量为0.25 mol
题组三 化学反应速率大小的比较
6.(易错题)(2025河北保定开学考)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慢的是 ( )
A.v(CO)=0.02 mol·L-1·s-1
B.v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=0.08 mol·L-1·s-1
7.(2025湖南岳阳月考)实验表明,一定条件下,反应2NO(g)+2H2(g) 2H2O(g)+N2(g)的速率与浓度的关系为v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关。采用下列数据进行反应,反应速率最快的是 ( )
A.c(NO)=0.4 mol·L-1;c(H2)=0.4 mol·L-1
B.c(NO)=0.5 mol·L-1;c(H2)=0.3 mol·L-1
C.c(NO)=0.6 mol·L-1;c(H2)=0.2 mol·L-1
D.c(NO)=0.7 mol·L-1;c(H2)=0.1 mol·L-1
题组四 化学反应速率的测定
8.(2025河北唐山一中月考)化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是 ( )
A.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应,可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率
B.Zn与稀H2SO4反应,可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率
C.可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率
D.恒温恒容条件下发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率
9.(2024江苏无锡一中期中)为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述不正确的是 ( )
图1
图2
A.图1所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.用图2装置比较反应速率大小,可通过测定在相同状况下反应产生一定体积气体所需时间的多少
C.若图1所示的实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解反应的催化效果好
D.为检查图2装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离后松开,观察注射器活塞是否回到原位
10.(2025广东广州外国语学校月考)某校化学活动社团为测定1 mol/L的H2SO4溶液与锌粒或锌粉反应的速率,设计如图1装置。
图1 图2
(1)图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是 ,该实验中还需要一个重要仪器是 。
(2)按照图1装置实验时,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)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验结束后,必须冷却至室温再读数,原因是: 。冷却后,若观察到左侧干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面的高度不一致,应该先进行的操作是 。
能力提升练
题组一 化学反应速率的综合计算
1.(2024湖南衡阳期中)在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中的H2O2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)如表所示(液体体积变化忽略不计)。下列叙述不正确的是( )
t/min 0 2 4 6 8 10 12
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 a
A.反应至6 min时,c(H2O2)=0.2 mol/L
B.12 min时,a=33.3
C.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
D.反应至6 min时,过氧化氢的分解率为50%
2.(甄选真题)(2024上海高考节选)F2通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1 mol的Xe和9 mol的F2同时通入50 L的容器中,反应10 min后,测得容器内共有8.9 mol气体,且三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6=1∶6∶3,则10 min内XeF4的速率v(XeF4)= 。
题组二 借助图像考查化学反应速率
3.(2025广东广州外国语学校月考)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:6A(g)+bB(g)cC(g),12 s时C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是 ( )
A.12 s后A、B的浓度不再变化,反应停止
B.2 s时,用A表示的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.化学计量数之比b∶c=1∶3
D.12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13
4.(创新题·新情境)(2025湖南长沙开学考)异山梨醇广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。在温度为T、催化剂条件下,山梨醇制备异山梨醇的过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示,山梨醇的初始浓度为0.10 mol·kg-1,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 ( )
山梨醇1,4-失水
山梨醇 异山梨醇
A.曲线b表示1,4-失水山梨醇的浓度
B.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的1,4-失水山梨醇
C.t1 h时,反应①趋于彻底
D.3 h时,瞬时速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
5.(2024辽宁省实验中学期中)一定条件下,H2O(g)在某催化剂表面发生分解反应生成H2和O2,测得的实验结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.H2O(g)在该催化剂表面的分解反应是可逆反应
B.H2O(g)在该催化剂表面的分解速率与其起始浓度成正比
C.在该催化剂表面H2O(g)分解反应先快后慢
D.ab段O2的平均生成速率为5.0×10-4 mol/(L·min)
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A 根据v(A)=v(C)、3v(C)=2v(D)、5v(A)=4v(B)可得v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=4∶5∶4∶6,同一个反应中,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则a∶b∶c∶d=4∶5∶4∶6,A正确。
2.A v(H2O)=0.8 mol·L-1·min-1是指H2O在1 min内浓度的变化量为0.8 mol·L-1,A错误;根据化学方程式知6v(NO)=4v(H2O)、4v(O2)=5v(NH3),即v(NO)=v(H2O)、v(O2)=v(NH3),B、D正确;由表格中数据知,前60 min时v(NH3)==1×10-3 mol·L-1·min-1,C正确。
3.D 2 min后,测得H2的浓度为1 mol·L-1,则发生反应2HCl(g) Cl2(g)+H2(g)消耗的HCl的浓度是2 mol·L-1,此时HCl的浓度为4 mol·L-1,则发生反应NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)产生的HCl的浓度为2 mol·L-1+4 mol·L-1=6 mol·L-1(破题关键),由于该反应产生的HCl、NH3的浓度相等,则v(NH3)==3 mol·L-1·min-1,D正确。
4.C 利用三段式分析:
2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s时/mol 2-0.5 2-0.25 0.5
10 s内v(Br2)==0.012 5 mol·L-1·s-1,A项错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1,其表示的是10 s内NOBr的平均反应速率,而不是第10 s时的瞬时速率,B项错误;第10 s时,c(NO)==0.75 mol·L-1,C项正确;2 mol NO(g)和1 mol Br2(g)完全反应生成2 mol NOBr(g)时,放出的热量为a kJ,10 s内有0.5 mol NOBr生成,放出的热量不为a kJ,D项错误。
C B为固体,一般不用固体或纯液体的物质的量浓度变化表示化学反应速率(易错点),A错误;v(C)=0.1 mol·L-1·min-1,则Δc(C)=
0.1 mol·L-1·min-1×5min=0.5mol·L-1,Δc(C)=Δc(D)，则x=2,v(C)=v(D)=0.1 mol·L-1·min-1,B错误、C正确;列三段式:
3A(g)+B(s) 2C(g)+2D(g)
c始/mol·L-1 1 0 0
Δc/mol·L-1 0.75 0.5 0.5
5 min时/mol·L-1 0.25 0.5 0.5
则5 min时A的物质的量为0.25 mol·L-1×2 L=0.5 mol,D错误。
6.B 将A、B、D选项中反应速率均转换为v(N2)进行比较:
v v(N2)
A.v(CO)=0.02 mol·L-1·s-1 v(N2)==0.005 mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·min-1
B.v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1 v(N2)==0.03 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1 v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=0.08 mol·L-1·s-1 v(N2)==0.02 mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·min-1
则反应速率最慢的是B。
易错分析 化学反应速率大小比较的常见错误
(1)只看数值。用同一物质表示的化学反应速率比较时,必须保证单位统一;注意物质不能是固体或纯液体。
(2)转化错误。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率相互转化时出现错误,应按化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比进行转化。
7.B v=k·c(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,大小与浓度无关,将各组数据代入公式计算,可得到A、B、C、D项的速率,其中速率最大的为B,故选B。
8.D 酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能将H2C2O4氧化为CO2,本身被还原为Mn2+而褪色,可通过记录溶液褪色时间来测定反应速率,A正确;Zn与稀H2SO4反应生成H2,可通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率,B正确;化学反应过程中,参与反应的物质有些性质如光的吸收、光的发射、导电能力等发生改变,可依靠科学仪器测量这些变化来测定反应速率,C正确;该反应前后气体物质的量不变,总压强不变,不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率,D错误。
9.C 反应速率的大小可以通过观察产生气泡的快慢来判断,A正确;反应速率的大小可以根据产生相同体积的气体所用时间的多少来判断,B正确;若题图1所示实验中反应速率①>②,则能够说明FeCl3比CuSO4对H2O2分解反应的催化效果好,Cl-和S对H2O2分解也可能有影响,C错误;关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若装置气密性不好,注射器活塞不能回到原位,D正确。
名师点津 测量化学反应速率时,常采用的方法
(1)对于有气体生成的反应:可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。
(2)对于有固体参加的反应,可测定一段时间内消耗固体质量的多少。
(3)对于有酸碱参与的反应,可测定一段时间内溶液中H+或OH-浓度的变化。
(4)对于有颜色变化的反应,可测定溶液变色所需时间。
10.答案 (1)分液漏斗 秒表 (2)收集到气体的体积 (3)温度升高时,气体体积因膨胀而偏大 调节量气管的高度使得两侧液面相平
解析 (1)题图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是分液漏斗,该实验中还需要秒表测量时间。(2)按照题图1装置实验时,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收集到气体的体积。(3)H2SO4与Zn的反应为放热反应,温度升高,气体体积因膨胀而偏大,必须冷却至室温再读数。冷却后,若观察到左侧干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面的高度不一致,应该先调节量气管的高度使得两侧液面相平。
能力提升练
1.B H2O2发生催化分解的反应为2H2O2 2H2O+O2↑,根据题表中数据可知,0~6 min内产生的氧气的物质的量Δn(O2)==0.001 mol,Δn(H2O2)=0.002 mol,故反应至6 min时c(H2O2)==0.2 mol/L,A正确;在一定温度下,反应物浓度越大反应速率越快,随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,无法计算12 min时生成的氧气体积,B错误;0~6 min,v(H2O2)=≈3.3×10-2 mol/(L·min),C正确;反应至6 min时,H2O2的分解率为×100%=50%,D正确。
2.答案 0.000 6 mol·L-1·min-1
解析 F2通入Xe会产生XeF2、XeF4、XeF6三种气体,10 min后三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6=1∶6∶3,总反应为22F2+10Xe XeF2+6XeF4+3XeF6,反应前体系中共有10 mol气体,反应后体系中共有8.9 mol气体,设生成的XeF4的物质的量是x,利用差量法进行计算:
10Xe+22F2 XeF2+6XeF4+3XeF6 Δn
6 mol 22 mol
x (10-8.9) mol=1.1 mol
10 min内生成的XeF4为=0.3 mol,则10 min内XeF4的速率v(XeF4)==0.000 6 mol·L-1·min-1。
3.D 12 s后A、B的浓度不再变化,但反应还在进行,A错误;2 s时是具体时刻,不能计算瞬时速率,B错误;12 s时Δc(A)=(0.8-0.2) mol·L-1=0.6 mol·L-1,Δc(B)=(0.5-0.3) mol·L-1=0.2 mol·L-1,Δc(C)=
=0.3 mol·L-1,则b∶c=0.2∶0.3=2∶3,C错误;12 s时n(A)=0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,n(B)=0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,n(C)=0.6 mol,则n(总)=1.6 mol,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13,D正确。
4.D
t1 h时山梨醇的浓度为零,反应①趋于彻底,C正确;由题图可知,3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,则3 h内异山梨醇的平均速率是0.014 mol·kg-1·h-1,D错误。
5.D
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