16．(12分)将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经5 min时，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶
c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol/(L·min)。 回答下列各问题：
(1)5 min内A的平均反应速率为________mol/(L·min)。 (2)x＝________。
(3)此时B的浓度为________mol/L。
第3节化学反应的速率和限度能力提升训练答案解析
1.解析：选C。此题着重考查压强对反应速率的影响。压强改变时,必须引起反应物浓度的变化,才能使反应速率发生变化,不能理解为“容器所受压强变化时反应速率就会发生变化”。A、B中反应物浓度不变,速率不变;C中c(N2)增大,速率加快;D中反应物浓度减小,速率减小。
2.解析：选D。因为该反应为可逆反应,反应不可能进行到底,所以0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol,A选项正确;达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度不再发生变化,B选项正确;1 mol X(g)和2 mol Y(g)完全反应生成3 mol Z(g)放出a kJ的热量,若n(X)>1 mol, n(Y)>2 mol,则反应放出的热量可达a kJ,C选项正确;升高反应温度,正反应和逆反应速率都增大,D选项错误。
3.解析：用4 g单质锌与5 mL 2 mol·L－1的稀硫酸作用制备氢气时，锌粉的表面积大，反应速率快，则②③>①④；氢离子浓度越大，反应速率越快，则①>④；③中锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，③>②；因此生成氢气速率大小顺序为③>②>①>④，故选C。
4.解析：选B。t1 min时,只是X和Y的物质的量相等,没有达到平衡状态,说明正、逆反应速率不相等;根据题中图象,Y表示H2的物质的量随时间的变化关系,X表示NH3的物质的量随时间的变化关系;0～8 min,H2的平均反应速率v(H2)= 0.011 25 mol·L-1·min-1;根据H2的变化量可计算出10～12 min时N2的平均反应速率v(N2)=0.002 5 mol·L-1·min-1。
5.解析：选A。①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是质量不变,对于有固体参加或者有固体生成的气体反应来说,质量不变说明已经达到平衡。②这是一个反应前后气体物质的量不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用物质的量是否变化衡量反应是否达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D),说明正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。 ⑥v正(B)=2v逆(C),说明正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。 【方法规律】判定化学平衡状态的标志
(1)利用速率相等进行判定时的两个要素:①分别表示正、逆方向,②变化量符合化学计量数之比。
(2)混合气体的物质的量、压强、密度和平均相对分子质量不变时,能否作为反应达到平衡的标志,取决于该物理量是否是“变量”。若该物理量是“变量”,则当该物理量不变时说明反应已经达到平衡。
6.解析：因为该反应为可逆反应，反应不可能进行到底，所以0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol，A选项正确；达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不再发生变化，B选项正确；1 mol X(g)和2 mol Y(g)完全反应生成3 mol Z(g)放出a kJ的热量，若n(X)>1 mol，n(Y)>2 mol，则反应放出的热量可达a kJ，C选项正确；升高反应温度，正反应和逆反应速率都增大，D选项错误。 7.解析：N2、H2合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)
1
1
2NH3(g),三个容器中的反
应速率都转化为N2的反应速率分别为甲:v(N2)=3v(H2)=1 mol·L-1·min-1,乙:v(N2)=2 mol·L-1·min-1;丙:v(N2)=2v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1;即v(乙)>v(甲)>v(丙)。 答案D
8.解析：温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。由于溶液体积均为100 mL,则X物质的量越大,浓度越大。 答案B
9.解析：反应物浓度越小,反应速率越小,若浓度的增加量相同,则后期所用的时间长。如果不考虑浓度的影响,生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即所需时间为20 s。但由于后期反应物浓度变小,反应速率变小,所需时间应该大于20 s,故选C。 答案C
10.解析：选B。由题意，平衡时n(D)＝0.5 mol·L－1×4 L＝ 2 mol，生成2 mol C的同时生成2 mol D，所以x＝2。 由 3A(g)＋B(g)
2C(g)＋2D(g)
起始/mol 6 5 0 0 变化/mol 3 1 2 2 平衡/mol 3 4 2 2
可知，B的转化率α(B)＝
1 mol3 mol
×100%＝20%，平衡时c(A)＝＝0.75 mol·L5 mol4 L
－1。由x＝2可知反应前后气体的物质的量不变，容器内气体的压强不变。 11.解析：选D。可逆反应不能进行到底，即反应物均有剩余，所以消耗Y的物质的量必小于1 mol，而生成Z的物质的量必小于1.5 mol，生成W的物质的量必小于1 mol，所以D错。
12.解析：选C。A项，由于该反应是一个反应前后气体体积改变的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态。B项，CO的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态。C项，生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达到化学平衡状态。D项，H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向，1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键，即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。
13.解析：(1)化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，所以a∶b＝(8 mol－2 mol)∶(5 mol－2 mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g)4 mol－3 mol1
(2)v(M)＝＝ mol/(L·min)。
（t2－t1） min×V L（t2－t1）×V(3)达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，物质的量之比为1∶1不能说明反应达到了平衡状态，A选项错误；该反应的反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，反应前后，混合气体的质量始终不变，B选项错误；该反应为气体体积减小的反应，若反应没有达到平衡状态，反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小，当该量不再发生变化时，则说明反应达到了平衡状态，C和E选项正确；消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应方向，没有体现逆反应速率的大小，不能说明反应达到了平衡状态，D选项错误。
1（t2－t1）×VM(g)。
答案：(1)2 (2) mol/(L·min) (3)CE
14.解析：(1)该反应是可逆反应，5 s时，NO转化率为100%＝65%。
0.020 mol－0.007 mol
×
0.020 mol
(2)由平衡体系2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)知，NO2为生成物，初始状态时，c(NO2)＝0，随反应的进行，c(NO2)逐渐增大，当达到平衡时，Δc(NO)＝Δc(NO2)＝0.020 mol0.007 mol
－＝0.006 5 mol/L，故表示NO2变化曲线的为b。
2 L2 L
Δc（NO）Δn（NO）0.020 mol－0.008 mol
＝＝＝0.003
ΔtV·Δt2 L×2 s
v(NO)＝
1
mol/(L·s)，则v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol/(L·s)。
2
(3)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内气体密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案：(1)是 65% (2)b 0.001 5 mol/(L·s) (3)bc
15.解析：由题意可知,n(HCl)=36.5 g·mol-1=0.4 mol,n(Fe)=56 g·mol-1=0.1 mol,盐酸过量。反应Fe+2HCl
FeCl2+H2↑,则:
0.05mol
14.6 g
5.6 g
(1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为v(FeCl2)=0.1 L·2 s=0.25 mol·L-1·s-1。
(2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为v(HCl)=0.1 L·4 s=0.25 mol·L-1·s-1。 答案(1)0.25 mol·L-1·s-1 (2)0.25 mol·L-1·s-1
(3)前2 s 前2 s时段内盐酸浓度比后4 s时段内大
16.解析：5 min时D的浓度为0.5 mol/L，则D的平均反应速率v(D)＝0.5 mol·L
＝0.1 mol/(L·min)，即v(C)＝v(D)，由反应速率之比等于化学计
5 min量数之比可知x＝2。同理可知v(A)＝0.15 mol/(L·min)；v(B)＝0.05 mol/(L·min)。由此可知在5 min内A的浓度减少量为0.75 mol/L；B的浓度减
－1
0.1mol
x－0.75 mol·L－13
少量为0.25 mol/L；假设A、B的起始浓度为x，可得＝，解
x－0.25 mol·L－15得x＝1.5 mol/L，故5 min后B的浓度为1.5 mol/L－0.25 mol/L＝1.25 mol/L。
答案：(1)0.15 (2)2 (3)1.25
人教版高中化学必修2第2章第3节化学反应的速率和限度能力提升训练(有答案，word)
