一、选择题
1.下列反应在2L的密闭容器中进行:
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+4H2O(g)
1min后,NH3减少了0.12mol,则平均每秒钟浓度变化正确的是
A.[NO]转=0.001mol/L
B.[H2]转=0.002mol/L
C.[NH3]转=0.002mol/L
D.[O2]转=0.00125mol/L
2.已知下列反应速率分别用vNH3、vO2、vH2Omol/L·S表示,4NH3+5
O2=4NO+6H2O则正确关系是
A.45vNH3=vO2B56vO2=vH2OC.23vNH3=vH2OD.45vO2=vNO
3.下述反应在5L密闭容器中进行:4NH3+5O2=4NO+6H2O。半分钟后,NO物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率vz(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为
A.vO2=0.01mol/L·s
B.vHO==0.08mol/L·s
C.vH2O=0.003mol/L·s
D.vNH3=0.002mol/L·s
4.把下列四种X溶液,分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X与盐酸和缓地进行反应。其中反应速率最大的是
A.20mL·3mol/L的X溶液
B.20mL·2mol/L的X溶液
C.10mL·4mol/L的X溶液
D.10mL·2mol/L的X溶液
5.一定温度下,向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3molH2,3min末测科容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率vH2是
A.0.2mol/L·minB.0.6mol/L·minC.0.1mol/L·min D.0.3mol/L·min
6.在一定条件下将A2和B2两种气体通入1L密闭容器中,反应按下式进行:xA2+yB22C2(g)
2s后反应速率为:VA2=0.5mol/L·s、vB2=1.5mol/L·svC2=1mol/L·s,则x和y的值分别为
A.2和3B.3和2C.3和1D.1和3
7.由于催化作用使反应速率加快的是
A.乙酸乙酯的水解,加入少量稀H2SO4
B.苯和液溴反应,加入少量铁粉
C.实验室制取甲烷时,要加入生石灰
D.锌与盐酸反应,加入少量浓H2SO4
8.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢起反应,生成N2和CO2,对此反应下列叙述正确的是
A.使用催化剂不改变反应速率
B.降低压强能加大反应速率
C.升高温度能加快反应速率
D.改变压强对反应速率无影响
9.下列四种溶液中,分别加入少量固体MnO2,能产生气体的是
A.3%的H2O2溶液B.1mol/LNaOH溶液C.1mol/LKClO3溶液D.1mol/LHCl溶液
10.燃烧硫铁矿产生SO2。为了提高SO2的生成速率,下列操作可行的是
A.把块状矿石碾成粉末
B.向炉内喷吹O2
C.使用Fe2O3作催化剂
D.降低体系的温度
答案:
1.A、D
2.D
3.C、D
4.A
5.C
6.DvA2∶vB2∶vC2=x∶y∶2x=1y=3
7.A、B
8.C
9.A
10.A、B二、填空题
1.在2L密闭容器中发生下列反应:
3A(g)+B(g)=2C(g)
若最初加入A和B的物质的量都是4mol,A的平均反应速率是0.12
mol/L·s,则10s后容器中B的物质的量是mol。
2.根据化学方程式:
2N2O△2N2+O2
反应起始c(O2)、c(N2)皆为O,c(N2O)=cmol/L,tmin后c(O2)=amol/L,求:(1)tmin时c(N2)为;
(2)tmin时c(N2O)为;
(3)tmin内O2平均反应速率为;
(4)tmin内N2O平均反应速率为。
3.在2L密闭容器中发生下列反应:
3X(g)+Y(g)2Z(g)
若最初加入的X、Y、Z都是2mol,反应中X的平均反应速率为0.12 mol/L·s,若要产物Z为2.6mol,反应需要的时间为。
4.20℃时,将10mL 0.1 mol/LNa2S2O3溶液和10mL 0.1mol/L的硫酸溶液混合,2 min后溶液明显出现浑浊。已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,同样的反应要看到浑浊,需要的时间是s。
5.合成氨反应,在其他条件不变,增大体系压强10倍,化学反应速率可增大倍。
6.某反应在催化剂的作用下按以下两步进行:第一步X+Y=Z
第二步Y+Z=M+N+X
(1)此反应的总化学方程式为,
(2)反应中催化剂是,
(3)反应的中间产物是。
7.可逆反应:
2SO2+O22SO3
当采取下列措施时,对正、逆反应速率的影响是:(1)增大O2的浓度,正反应速率
(2)减小SO2的浓度,正反应速率
(3)增大反应容器的压强,正反应速率,逆反应速率;(4)升高温度,正反应速率,逆反应速率。
答案:
1.3.2 mol
2.(1)2amol·L(2)(c-2a)mol·L(3)atmol/L·min(4)2atmol/Lmol·min
3.提示n(Z)转=
2.6mol-2mol=0.6molvz=23vx=23·0.12mol/L·min=0.08mol/L·mint=0.6mol0.08mol/L·min=7.5min
4.提示:温度升高30℃,反应速率增大23倍,反应所需时间为原时间的18,即120s÷8=15s
5.104倍提示:v=K[N2]·[H2]3 N2H2浓度各增大10倍,反应速率增大104倍
6.(1)2Y=M+N(2)X,(3)Z
7.(1)增大(2)减小(3)增大,增大(4)增大,增大三、计算题
1.把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L密闭容器中,使它们发生如下反应:2X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)
5 min末已生成0.2molW,若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.1mol/L·min。(1)上述反应在5min末时已作用的Y占原有Y的质量分数是多少?(2)化学方程式中的值是多少?
2.在一个容积为3L的密闭容器里进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
反应开始时n(N2)=1.5mol,n(H2)=4.4mol,2min末n(H2)=0.8mol。(1)试用H2、N2和NH3的浓度分别表示该反应的反应速率。(2)并求出2min末N2的浓度。
答案:
1.2X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)
起始(mol/L)0.62=0.3
转化(mol/L)0.10.050.1
(1)5 min末Y%=0.050.30×100%=16.67%(2)n(Z)转=0.1mol/L·min·2L·5min=1molVz∶vw=n∶2
1∶0.2=n∶2n=10
2.(1)N2+3H22NH3
起始(mol)1.54.4
转化(mol)1.24.4-0.8=3.62.4
反应末(mol)0.30.82.4
v(H2)=4.4mol-0.8mol3l·2min=0.6mol/L·minv(N2)=13v(H2)=0.2mol/L·minv(NH3)=23v(H2)=0.4mol/L·min(2)[N2]反映末=[N2]的[N2]转=1.5mol3L-0.2mol/L·min·2min=0.1mol/L
四、简答题
1.催化剂的使用可以加快化学反应速率,列举学过的使用催化剂加快反应速率的五个实例,写出反应的化学方程式。
2.在一定温度,一定压强下,合成氨的反应,从反应开始至NH3的浓度不再增大,这一过程中正反应速率如何变化?逆反应速率如何变化?为什么?简述理由。
答案:
1.2KClO3MnO22KCl+3O2N2+3H2Fe2NH3
4NH3+5O2Pt-Kh4NO+6H2OC2H2OH+CH3COOH浓H2SO4CH3COOC2H2+H2O+Br2FeBr+HBr
2.正反应速率不断减小,因为反应中随N2、H2消耗反应物浓度不断减小。逆反应速率不断增大,因反应中NH3浓度不断增大。
注意:以上变化,达到一定程度,v正=v逆,反应速率将不再变化,下一节将讲到。
【典型例题】
例1在SO2、O2转化为SO3的反应中,SO2的起始浓度为2mol·L-1,O2的起始浓度为4mol·L-1,3min后SO3的浓度为1.5mol·L-1。计算该反应的反应速率是多少?3min时的SO2和O2的浓度各是多少?
分析:计算化学反应速率的关键在于依据给出条件,正确求出各物质转化浓度,用转化浓度除以反应时间,就可以得到反应速率,转化浓度求法简单,对于反应物来说:转化浓度=起始浓度-终了浓度
对于生成物来说:
转化浓度=终了浓度-起始浓度
本题给出生成物SO3的终了浓度为1.5mol·L-1,起始浓度为零,SO3的转化浓度为:[SO3]转=1.5mol·L-1-0=1.5mol·L-1
依据化学方程式中各物质的系数比,可以由SO3的转化浓度求出SO2和O2的转化浓度:[SO3]转=1.5mol·L-1
[SO3]转=0.75mol·L-1
再用各物质的转化浓度除以反应时间(3分),便可得出vSO3、vSO2和vO2从SO2
、O2的起始浓度和转化浓度,可以方便地算出3分钟时SO2和SO2的浓度。
解答:
2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)
始浓(mol·L-1)2 40
↓
转浓(mol·L-1)(1.5)←(0.75)←(1.5)
↓↓↑
终浓(mol·L-1)0.5(3.25)1.5
vSO3=1.5mol·L-1-03分=0.5mol·L-1·min-1
例2将除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中,产生H2的速率变化情况如下图所示。图中t1-t2速率变化的主要原因是,t2-t3速率变化的主要原因是。
分析:根据图像看出t1-t2反应速率加快,应想到该反应为放热反应,反应进行中温度逐渐升高,因此反应速率加快。可是为什么t2-t3反应速率又逐渐减慢了呢?应该想到反应进行中盐酸的浓度是逐渐减小的。
当反应进行到一定程度,反应物浓度减小变为影响反应速率的主要因素,因此反应速率减小。
解答:t1-t2,反应放热,温度升高是影响反应速率的主要因素;反应速率增大。t2-t3,盐酸浓度不断减小,该因素变为影响反应速率的主要因素,反应速率减小。
点拨:多种因素同时改变,分析它们对反应速率影响时,要抓住何种因素起主要作用,抓住主要矛盾。
例3某温度时,在2L容器中x、y、z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式和反应开始至2min末Z的平均速率分别为
A.3X+Y=2Z;0.05 mol/L·minB.2X+Y=2Z;0.1 mol/L·minC.X+2Y=Z;0.1 mol/L·minD.X+3Y=2Z;0.05 mol/L·min分析:从图像中找出2min末X、Y、Z物质的量与反应开始时的差值,就是它们的转化量,转化量之比即为方程式中系数比。
解答:2 min末△n(Z)=0.2mol△n(X)=1mol-0.7mol=0.3mol△n(Y)=1mol-0.9mol=0.1mol△n(X)∶△n(Y)∶△n(Z)=3∶1∶2
化学方程式:3X+Y=2Z
vz=0.2mol2L·2min=0.05mol/L·min答案:A
点拨:由化学方程式中系数比可求出反应中转化量之比,同理从化学反应中转化量的比值可确定化学方程式中系数,可见转化量是关键。学习中注重逆向思维的训练。