《化学反应速率》例题精讲

第一节化学反应速率例题精讲

【例1】．反应2SO 2＋O22SO3，经过一段时间后，SO3的浓度增加了4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4 mol/(L·s)，则这段时间为() A．0.1 s B．2.5 s

C．5 s D．10 s

解析：由v(O2)＝0.4 mol/(L·s)，可知v(SO3)＝0.8 mol/(L·s)

v(SO3)＝Δc SO3

t，t＝

Δc SO3

v SO3＝

4 mol/L

0.8 mol/L·s＝5 s.

答案：C

【例2】．在四个不同的容器中，在不同条件下进行合成氨的反应，根据下列测定的结果判断，生成氨的速率最快的是()

A．开始时，N2的浓度为0.5 mol/L,2 min以后浓度为0.1 mol/L

B．开始时，NH3的浓度为0,3 min以后浓度为0.9 mol/L

C．开始时，H2的浓度为0.4 mol/L,3 min以后浓度为0.1 mol/L

D．开始时，N2的浓度为0.5 mol/L,4 min以后浓度为0.1 mol/L

解析：A项中，v(N2)＝0.5 mol/L－0.1 mol/L

2 min＝0.2 mol/(L·min)；B项中，v(NH3)

＝0.9 mol/L－0mol/L

3 min＝0.3 mol/(L·min)，折合成N2的速率为：v(N2)＝0.15

mol/(L·min)；C项中，v(H2)＝0.4 mol/L－0.1 mol/L

3 min＝0.1 mol/(L·min)，折合成

N2的速率为：v(N2)＝0.033 mol/(L·min)；

D项中，v(N2)＝0.5 mol/L－0.1 mol/L

4 min＝0.1 mol/(L·min)．由以上比较可知，

A项最快．

答案：A

【例3】．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应，3X(g)＋Y(g)n Z(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示反应的平均速率为0.01 mol/(L·min)，则上述反应中Z气体的反应方程式中化学计量数n的值是

() A．1 B．2

C．3 D．4

解析：根据化学方程式中各物质的计量关系，生成2 mol W的同时，必生成n mol 的Z.

v(Z)＝0.01 mol/(L·min)，

Δc(Z)＝v·Δt＝0.01 mol/(L·min)×5 min

＝0.05 mol/L

则Δn(Z)＝0.05 mol/L×2 L＝0.1 mol.

n∶2＝0.1∶0.2，所以n＝1.

答案：A

【例4】．已知反应4NH 3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)、v(NO)[mol/(L·min)]来表示，则下列关系正确的是()

A.4

5v(NH3)＝v(O2) B.

6v(O2)＝v(H2O)

C.2

3v(NH3)＝v(H2O) D.

5v(O2)＝v(NO)

解析：v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，

得出：v(O2)＝5

4v(NH3)，A项错误．v(H2O)＝

5v(O2)，B项错误．v(H2O)＝

v(NH3)，C项错误．v(NO)＝4

5v(O2)，D项正确．

答案：D

【例5】．(2010·宜昌高二检测)一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()

A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C

B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)

C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)

D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等

解析：A 中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn (A)∶Δn (B)∶Δn (C)∶Δn (D)＝(1.2－0) mol ∶(1－0.4) mol ∶(1－0.2) mol ∶(0.4－0)mol ＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B ＋4C

6A ＋2D ，A 项错误；不

论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量系数之比，故B 、D 选项错误．

答案：C

【例6】．(2010·淄博检测)某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内盛6.5 g 锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L 的硫酸，将产生的H 2收集在一个注射器中，用时10 s 时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成

0℃、101 kPa 条件下的H 2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不．正确的是( )

A ．用锌粒表示10 s 内该反应的速率为0.013 g/s

B ．忽略锥形瓶溶液体积的变化，用H ＋来表示10 s 内该反应的速率为0.01 mol/(L·s)

C ．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn 2＋来表示10 s 内反应的速率为0.01 mol/(L·s)

D ．用H 2表示10 s 内该反应的速率为0.004 mol/(L·s)

解析：Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑，今收集到n (H 2)＝44.8×10－3 L 22.4 L·mol －1＝0.002

mol ，所以用锌粒表示10 s 内的反应速率为

0.002 mol×6.5 g/mol 10 s

＝0.013 g·s －1

，A

正确；用H ＋表示10 s 内反应速率为0.002 mol×210 s×0.04 L

＝0.01 mol·(L·s)－1，B 正确；v (Zn

＋

)＝12v (H ＋)＝0.005 mol·(L·s)－1，C 错误；v (H 2)＝0.002 mol 0.05 L×10 s

＝0.004 mol·(L·s)－1，

D 正确．故选C.

答案：C

【例7】．反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H 2＋Cl 2===2HCl 的反应速率v 可表示为v ＝K [c (H 2)]m [c (Cl 2)]n ，式中K 为常数，m 、n 值可用下表中数据确定之.

c(H2)(mol/L) c(Cl2)(mol/L) mol/(L·s)

1.0 1.0 1.0K

2.0 1.0 2.0K

2.0 4.0 4.0K

由此可推得，m、n值正确的是()

A．m＝1，n＝1 B．m＝1

2，n＝

C．m＝1

2，n＝1 D．m＝1，n＝

解析：按题给数据代入v＝K[c(H2)]m[c(Cl2)]n即可．第一组数据无法计算，代入第二组数据；2.0K＝K(2.0)m(1.0)n，则m＝1；代入第三组数据：4.0K＝

K(2.0)m(4.0)n，联立方程解得：m＝1，n＝1 2.

答案：D

【例8】一定量的A、B在2 L的密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)2C(g)，2 min后，测得各物质的浓度分别为c(A)＝0.5 mol/L，c(B)＝0.75 mol/L，c(C)＝0.5 mol/L，则A和B起始的物质的量分别为____________ mol和____________ mol.

解析：A(g)＋B(g) 2C(g)

起始浓度

(mol/L)x y0

变化浓度

(mol/L)0.250.250.5

2分钟后浓度

( mol/L)0.50.750.5

A的起始浓度x＝0.75 mol/L，B的起始浓度y＝1.0 mol/L.

A起始的物质的量＝0.75 mol/L×2 L＝1.5 mol.

B起始的物质的量＝1.0 mol/L×2 L＝2.0 mol.

答案：1.5 2.0

【例9】在容积为3 L的密闭容器中，放入气态物

质X和Y在一定条件下发生反应2X＋Y===2Z，如图所

示是该反应中X的物质的量随时间变化的曲线．

(1)2 min内的平均速率是________；

(2)4 min内的平均速率是____________．

解析：2 min内X物质的量减少：

2．5 mol－1.5 mol＝1 mol.

该时间内v(X)＝1 mol

3 L

2 min＝

6mol/(L·min)．

4 min内X的物质的量减少2.

5 mol－1.0 mol ＝1.5 mol.

该时间内v(X)＝1.5 mol

3 L

4 min＝

8mol/(L·min)．

答案：(1)1

6mol/(L·min) (2)

8mol/(L·min)

【例10】将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===x C(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol/(L·min)，A在5 min末的浓度是________，B 的平均反应速率是________，D的平均反应速率是________，x的值是________．

解析：由题中所给数据得：v(D)＝0.5 mol/L

5 min＝0.1 mol/(L·min)，则v(A)＝

2v(D)

＝0.15 mol/(L·min) v(B)＝1

2v(D)＝0.05 mol/(L·min)，x＝2；设A和B的5 min

末浓度分别为：3c mol/L、5c mol/L则3c＋0.15 mol/(L·min)×5 min＝5c＋0.05 mol/(L·min)×5 min解得c＝0.25则A在5 min末的浓度为0.75 mol/L.

答案：0.75 mol/L0.05 mol/(L·min)

0．1 mol/(L·min) 2

【例11】近年来，随着人们大量的开发使用，不但使得煤、石油、天然气的储量大大减少，而且直接燃烧化石燃料造成的环境污染问题，也是人类面临的重大挑战，如何实现化石燃料的综合利用，提高效率，减少污染提上了日程．为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：

2H 2(g)＋CO(g)催化

CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：

t/s 0 500 s 1 000 s c(H2)(mol/L) 5.00 3.52 2.48

c(CO)(mol/L) 2.50

(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是__________________ mol/L；

(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是________mol/L 1 000 s时CO 的转化率是__________．

(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________ mol/L.

解析：(1)在500 s内，v(H2)＝5.00 mol/L－3.52 mol/L

500 s＝2.96×10

－3 mol/(L·s)．

(2)在1 000 s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)＝5.00 mol/L－2.48 mol/L＝2.52

mol/L，则反应了的CO的浓度是：Δc(CO)＝1

2Δc(H2)＝1.26 mol/L，用CO表示

化学反应速率为：v(CO)＝1.26 mol/L

1 000 s＝1.26×10

－3mol/(L·s)，CO的转化率为：

1.26 mol/L

2.50 mol/L×100%＝50.4%.

(3)在500 s时反应了的H2的浓度为：c(H2)＝1.48 mol/L，则生成的CH3OH

的浓度为：c(CH3OH)＝1

2c(H2)＝0.74 mol/L.

答案：(1)2.96×10－3 mol/(L·s)

(2)1.26×10－3 mol/(L·s)50.4%(3)0.74

【例12】有人研究了340 K时N2O5的分解反应：2N2O5===4NO2＋O2，所得实验数据见下表．

各物质在不同时刻的浓度

编号 1 2 3 4 5

t/min 0 1 2 3 4

c(N2O5)/mol/L 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040

c(O2)/mol/L 0 0.023 0.040 0.052 0.060

(1)图像能够非常直观地描述物理量的变化趋势．请你在同一坐标系中(如图

所示)作出c(N2O5)－t图及c(O2)－t图，描述反应物、生成物的浓度与反应时间的关系．

(2)数据处理是化学实验过程中非常重要的一个环节．请按下式计算化学反应速率，将计算结果填入表中．

v(B)＝c B2－c B1

t2－t1

Δt t2－t1t3－t2t4－t3t5－t4 v(N2O5)/mol/(L·min)

v(O2)/mol/(L·min)

(3)根据计算结果寻找用各物质表示的化学反应速率之间的关系．

解析：横坐标为时间，纵坐标为物质的量浓度，找到各对应点，连线即得图像，根据表中数据和速率表达式可得各个数据，速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比．

答案：(1)

(2)

Δt t2－t1t3－t2t4－t3t5－t4 v(N2O5)/mol/(L·min) 0.046 0.034 0.024 0.016

v(O2)/mol/(L·min) 0.023 0.017 0.012 0.008

(3)用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比．