《2025年与名师对话高中新教材同步导练案化学C选择性必修1》

11.某温度下，浓度都是1 mol·L⁻¹的两种气体X₂和Y₂，在密闭容器中反应生成Z，反应2 min后，测得参加反应的X₂为0.6 mol·L⁻¹，用Y₂表示的反应速率v(Y₂)=0.1 mol·L⁻¹·min⁻¹，生成的c(Z)=0.4 mol·L⁻¹，则该反应方程式为（ ）
A.3X₂+Y₂⇌2X₃Y
B.2X₂+Y₂⇌2X₂Y
C.X₂+2Y₂⇌2XY₂
D.X₂+3Y₂⇌2XY₃

答案： A 根据题意，浓度都是$1mol\cdot L^{-1}$的两种气体$X_{2}$和$Y_{2}$在密闭容器中反应生成$Z$，反应$2min$后，测得参加反应的$X_{2}$为$0.6mol\cdot L^{-1}$，用$Y_{2}$表示的反应速率$v(Y_{2})=0.1mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$，则$X_{2}$的浓度变化量为$0.6mol\cdot L^{-1}$，$Y_{2}$的浓度变化量为$0.1mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}\times2min = 0.2mol\cdot L^{-1}$，$Z$的浓度变化量为$0.4mol\cdot L^{-1}$，$X_{2}、Y_{2}、Z$的浓度变化量之比为$0.6:0.2:0.4 = 3:1:2$，根据化学反应方程式中化学计量数之比 = 反应速率之比 = 各物质浓度变化量之比，结合原子守恒，则该反应方程式为$3X_{2}+Y_{2}=2X_{3}Y$。

12.一定温度下，向一个容积为2 L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1 mol N₂和3 mol H₂，发生下列反应：$N_{2}+3H_{2}\underset{催化剂}{\overset{高温、高压}{⇌}}2NH_{3}$，3 min末测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H₂)是（ ）
A.0.2 mol·L⁻¹·min⁻¹
B.0.6 mol·L⁻¹·min⁻¹
C.0.1 mol·L⁻¹·min⁻¹
D.0.3 mol·L⁻¹·min⁻¹

答案： C $3min$末测得容器内压强是起始时压强的$0.9$倍，压强之比等于物质的量之比，所以$3min$末时容器内混合气体的物质的量为$(1mol + 3mol)\times0.9 = 3.6mol$。
$N_{2}+3H_{2}\underset{催化剂}{\overset{高温、高压}{⇌}}2NH_{3}$ 物质的量变化$\Delta n$
$3$ $2$
$\Delta n(H_{2})$ $4mol - 3.6mol = 0.4mol$
所以$\Delta n(H_{2})=\frac{3}{2}\times0.4mol = 0.6mol$，故$3min$内用$H_{2}$表示的平均反应速率$v(H_{2})=\frac{0.6mol}{2L\times3min}=0.1mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$。

13.反应3Fe(s)+4H₂O(g)${\overset{高温}{=}}$Fe₃O₄(s)+4H₂(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其反应速率______(填“增大”“不变”或“减小”，以下相同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率______。
(3)保持体积不变，充入N₂使体系压强增大，其反应速率______。
(4)保持压强不变，充入N₂使容器的体积增大，其反应速率______。

答案： 解析：
(1)由于$Fe$是固体，改变$Fe$的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。
(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。
(3)容器体积不变，充入$N_{2}$，反应物浓度不变，故反应速率不变。
(4)保持容器内压强不变，充入$N_{2}$相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。
答案：
(1)不变
(2)增大
(3)不变
(4)减小

14.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO₂气体体积，并绘制出如图所示的曲线。

请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是______，原因是______；
A.0～t₁
B.t₁～t₂
C.t₃～t₄
D.t₂～t₃
(2)为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的是______；
A.蒸馏水
B.NaCl固体
C.NaCl溶液
D.通入HCl
(3)若盐酸溶液的体积是20 mL，图中CO₂的体积是标准状况下的体积，则t₁～t₂时间段平均反应速率v(HCl)=______mol·L⁻¹·min⁻¹。

答案： 解析：
(1)曲线中斜率最大，表明反应速率最快，故为$t_{1}\sim t_{2}$时间段，原因是反应放热，使反应速率加快。
(2)该反应实质为$CaCO_{3}+2H^{+}=Ca^{2+}+CO_{2}\uparrow+H_{2}O$，故加水稀释$c(H^{+})$减小，反应速率减小，$NaCl$溶液中$Na^{+}$、$Cl^{-}$对该反应无影响，故相当于加水稀释；加$NaCl$固体对反应速率无影响，通入$HCl$会使$c(H^{+})$增大，反应速率加快，故选A、C。
(3)$t_{1}\sim t_{2}$时间段产生$CO_{2}\frac{V_{2}-V_{1}}{1000\times22.4}mol$，所以$v(HCl)=\frac{\frac{V_{2}-V_{1}}{22400}\times2}{\frac{20}{1000}\times(t_{2}-t_{1})}mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}=\frac{V_{2}-V_{1}}{224(t_{2}-t_{1})}mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$。
答案：
(1)B 反应放热，使反应速率加快
(2)AC
(3)$\frac{V_{2}-V_{1}}{224(t_{2}-t_{1})}$

15.(Ⅰ)在某一容积为4 L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量(n/mol)随时间(t/min)的变化曲线如图所示。完成下列问题：

(1)该反应的化学方程式为______。
(2)前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为______。
(Ⅱ)将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)⇌xC+2D，5 min后测得c(D)=0.5 mol·L⁻¹，c(A)∶c(B)=3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L⁻¹·min⁻¹。
(1)在5 min末的A浓度是______。
(2)v(B)=______。
(3)x = ______。

答案： 解析：(Ⅰ)
(1)$2min$时$A、B、C、D$改变的物质的量分别为$2mol、1mol、2mol、0mol$，且$A、B$的物质的量减少，应为反应物；$C$的物质的量增加，应为生成物；$D$的物质的量不变，反应中先减少后增加，为催化剂，则反应的化学方程式为$2A + B\overset{D}{=}2C$。
(2)前$2min$时，$A$的物质的量变化为$2mol$，所以$v(A)=\frac{\Delta n}{V\times\Delta t}=\frac{2mol}{4L\times2min}=0.25mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$。
(Ⅱ)$D$的浓度为$0.5mol\cdot L^{-1}$，所以$D$的物质的量为$1mol$，设$A、B$的物质的量为$nmol$，由三段式可知，
$3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)$
起始/mol $n$ $n$ $0$ $0$
转化/mol $1.5$ $0.5$ $1$
$5min$末/mol $n - 1.5$ $n - 0.5$ $1$
$c(A):c(B)=\frac{n - 1.5}{n - 0.5}=3:5$，所以$n = 3$。
(1)$A$在$5min$末的物质的量为$(n - 1.5)mol = 1.5mol$，其物质的量浓度为$\frac{1.5mol}{2L}=0.75mol\cdot L^{-1}$。
(2)$v(B)=\frac{\Delta c(B)}{\Delta t}=\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}=0.05mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$，所以$B$的反应速率是$0.05mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$。
(3)$D$的浓度是$0.5mol\cdot L^{-1}$，反应时间为$5min$，$D$的反应速率为$0.1mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$，已知$C$的反应速率是$0.1mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$，根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，所以$x = 2$。
答案：(Ⅰ)
(1)$2A + B\overset{D}{=}2C$
(2)$0.25mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$
(Ⅱ)
(1)$0.75mol\cdot L^{-1}$
(2)$0.05mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$
(3)$2$