第二节 化学反应速率
1.氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5秒末为2.4 mol,则用氨气表示该反应的速率为( )
A.0.32 mol/(L•s) B.0.16 mol/(L•s) C.1.6 mol/(L•s) D.0.8 mol/(L•s)
解析:化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化来表示,其中“单位时间”和“物质浓度的变化”两个因素必须同时考虑,缺一不可。若忽略了“单位时间”只考虑氨气的物质的量的变化,会误选C;只考虑氨气的浓度的变化,会误选D;若将反应速率误认为是以单位时间内物质的物质的量变化来表示,会误选A。正确的计算是:v(NH3)=4-2.42×5=0.16 mol/(L•s)
答案:B
2.反应A(g)+3B(g) 2C(g);ΔH<0,达到平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是( )
A.正反应速率加大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
解析:题目提供的是一个正反应方向放热的化学反应,所以降低温度,平衡向正反应方向移动;而温度对化学反应速率的影响是不分正反应和逆反应的,即温度降低,正、逆反应速率都减小。
答案:C
3. 把下列4种X溶液,分别加入到4个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中,并加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.20 mL,3 mol/L B.20 mL,2 mol/L C.10 mL,4 mol/L D.10 mL,2 mol/L
解析:此题主要考虑浓度对化学反应速率的影响,X溶液的浓度大小决定了反应速率的快慢。那么是否是C中4 mol/L的X与盐酸反应速率最快呢?此题很容易错选C答案,实际上应考虑加水稀释后X溶液的浓度,同一体积的溶液中X的物质的量越大,浓度就越大,A中X的物质的量最大,故速率最大。
答案:A
4. 下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A.100 mL 2 mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C.二氧化硫的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
解析:选项A中,加入氯化钠溶液,因氯化钠溶液中有溶剂水,则它的加入相当于对盐酸稀释,浓度降低,反应速率减慢;选项B中,改用铁片与浓硫酸反应时,如常温则发生钝化,如加热,则反应生成二氧化硫气体,得不到氢气;选项C中,不论该化学反应是放热反应还是吸热 反应,升温,化学反应速率必然加快;D项对有气体参与的反应,减小压强,气体的浓度降低,反应速率减慢。
答案:D
5. 一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应
N2+3H2 2NH3,2 min时测得剩余N2为1 mol,下列表示其化学反应速率正确的是( )
A.v(N2)=0.25 mol•L-1•min-1 B.v(N2)=0.75 mol•L-1•min-1
C.v(NH3)=1 mol•L-1•min-1 D.v(NH3)=0.25 mol•L-1•min-1
解析:解法一(模式法):求反应速率,需先求物质的量浓度的变化量和反应所耗时间,根据物质的量的变化量与体积可得出物质的量浓度的变化量。
N2 + 3H2 2NH3
起始量/mol 2 10 0
2 min末量/mol 1 (10-3) 2
变化量/mol (2-1) 3 2
则v(N2)=(2-1) mol/(2 L×2 min)=0.25 mol•L-1•min-1。
v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol•L-1•min-1。
v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol•L-1•min-1。
解法二(规律法):
v(N2)=(2-1) mol2 L×2 min=0.25 mol•L-1•min-1。
用不同物质来表示其反应速率时,因为v(N2)∶v(H2)∶ v(NH3)=1∶3∶2,
则v(H2)=0.75 mol•L-1•min-1,v(NH3)=0.5 mol•L-1•min-1。
答案:A
6. 可逆反应mA(g)+nB(l) pC(g),改变温度(其他条件不变)、压强(其他条件不变)、对上述反应正逆反应速率的影响分别如图所示,以下叙述正确的是( )
A.m>p,正反应为放热反应
B.m<p,正反应为吸热反应
C.m+n>p,正反应为放热反应
D.m+n>p,正反应为吸热反应
解析:由v—T图像可以看出,升高温度时,逆反应速率增大程度大,说明逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应。从v—P图像知,增大压强时,正反应速率增大程度大,考虑到B为液态,则m>p,故选A。
答案:A
7.(2008•北京理综,12)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g);ΔH=+Q kJ/mol(Q>0)
某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达到平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L•min)
D.当反应吸收热量为0.025 Q kJ时,生成的HC l通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反应
解析:因反应是气体体积增大的反应,所以加压会减小SiCl4的转化率,A错;因反应为可逆反应,SiCl4不可能反应1 mol,故达平衡时吸收热量应小于Q kJ,B错;列式计算v(HCl)=0.12 mol/L4 min=0.03 mol/(L•min),v(H2)=12v(HCl)=0.015 mol/(L•min),C错误;据热化学方程式比例关系计算,吸收0.025Q kJ能量,则有0.1 mol HCl生成,可中和0.1 mol NaOH,D正确。
答案:D
8. (2009•全国Ⅱ,27)某温度时,在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
(1)根据下表中数据,画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线。
t/min X/mol Y/mol Z/mol
0 1.00 1.00 0.00
1 0.90 0.80 0.20
3 0.75 0.50 0.50
5 0.65 0.30 0.70
9 0.55 0.10 0.90
10 0.55 0.10 0.90
14 0.55 0.10 0.90
(2)体系中发生反应的化学方程式是_________________________________;
(3)列式计算该反应在0~3 min时间内产物Z的平均反应速率:________________;
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z的物质的量随时间变化的曲线①、②、③(如图所示),