第二章化学反应速率与化学平衡
实验活动1:探究影响化学平衡移动的因素课后练习2021-2022学年高中化学人教版2019选择性必修1
一、单选题(共16题)
1.以反应5H2C2O4
+
2MnO4-
+
6H+
=
10CO2↑
+
2Mn2+
+
8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4
温度/oC
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
下列说法不正确的是
(????
)
A.?实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
B.?实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40
s,则这段时间内平均反应速v(KMnO4)=2.5×10
-4
mol·L-1·s-1
C.?实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.?实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn2+对反应起催化作用
2.某实验小组仔细研究了硫酸亚铁铵的制备实验,并与侯氏制碱法的原理进行认真分析对比,同学们分别发表了如下看法,其中错误的是(???
)
A.?没有难溶、难电离、易挥发物质生成的复分解反应也可能发生
B.?溶液中某些离子结合成新物质析出,其根本原因是这些离子浓度的幂次积超过了该物质的溶度积常数或电离平衡常数
C.?一种难溶物质或难电离物质,可以通过复分解反应生成更难溶或更难电离的物质
D.?只要适当改变温度、压强、浓度,任何反应都可自发进行
3.下列相关实验不能达到预期目的的是(????
)
相关实验
预期目的
A
相同温度下,等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应
探究接触面积对化学反应速率的影响
B
把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中
探究温度对化学平衡的影响
C
在蔗糖中加入稀硫酸,水浴加热,再加入新制的氢氧化铜并加热
探究蔗糖水解产物具有还原性
D
两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl3溶液
探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
4.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下,下列说法错误的是(???
)
实验
序号
实验温度T/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间t/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
A
293
4
0.02
6
0.1
0
6
B
293
4
0.02
4
0.1
V1
8
C
T1
4
0.02
6
0.1
0
5
A.?时间t的意义是,从溶液混合到KMnO4颜色褪去的时间
B.?实验C中5s内平均反应速率v(KMnO4)=1.6×10-3mol?L-1?s-1
C.?实验A和B是探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,则V1=0
D.?实验A和C是探究温度对反应速率的影响,则T1>293
5.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的硫酸溶液,将产生的H2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H2体积为44.8
mL),在该温度下,下列说法错误的是(??
)
A.?用锌粒来表示10
s内该反应的速率为0.013
g/s
B.?忽略锥形瓶内溶液体积的变化,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Zn2+来表示10
s内该反应的速率为0.01
mol/(L·s)
D.?用H2来表示10
s内该反应的速率为0.000
2
mol/s
6.为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,某同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述中错误的是(
?)
A.?图2中的A为分液漏斗
B.?图2实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率
C.?若图1实验中反应速率为①>②,则Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好
D.?图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率
7.不同条件下,用O2氧化a
mol/L
FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测合理的是(
?)
A.?由①、②可知,pH越大,+2价铁越易被氧化
B.?由②、③推测,若pH>7,+2价铁更难被氧化
C.?由①、③推测,FeCl2被O2氧化的反应为放热反应
D.?60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a
mol/(L·h)
8.O3在水中易分解,一定条件下,
O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。
据表中的递变规律,推测O3分别在条件①40℃、pH=3.0,②10℃、pH=5.
0,
③30℃、pH=7.0下,分解速率依次增大的顺序为(???
)
A.?①②③????????????????????????????????B.?③②①????????????????????????????????C.?②①③????????????????????????????????D.?③①②
9.下列实验过程可以达到实验目的的是(??
)
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.4000
mol·L-1的NaOH溶液
称取4.0
g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解后立即转移至250
mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2
mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取并纯化氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5
mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2
mL
5%
H2O2溶液,观察实验现象
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
10.化学反应2NO(g)+O2?2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如图。请根据图示数据,下列有关该反应的说法正确的是(???
)
A.?相同条件下,化学反应速率随时间越来越快
B.?相同条件下,压强越大,化学反应速率越快
C.?相同条件下,温度越高,化学反应速率越快
D.?在0.1MPa、90℃条件下,反应20s时达到化学平衡状态
11.处于平衡状态的反应:2H2S(g)
2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下正确的是(??
)
A.?加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变
B.?升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C.?增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D.?若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小
12.下列关于反应速率的说法中,错误的是(??
)
A.?反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
B.?决定反应速率的主要因素有浓度、压强、温度和催化剂
C.?可逆反应达到化学平衡时,正、逆反应的速率都不为0
D.?增大反应物浓度、提高反应温度都能增大反应速率
13.下列装置或操作能达到目的的是(??
)
A.?装置①用于测定生成氢气的速率
B.?装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C.?装置③依据U管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应
D.?装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
14.常温下,下列四种酸溶液,能跟铝片反应放出H2且反应速率最快的是(??
)
A.?20mL
18.4mol·L?1的硫酸溶液???????????????????????????B.?10mL
3mol·L?1的硫酸溶液
C.?20mL
5mol·L?1的盐酸溶液????????????????????????????????D.?30mL
4mol·L?1的硝酸溶液
15.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图所示。下列说法不正确的是(??
)
A.?盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快
B.?钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小
C.?碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大,说明反应速率不与c(H+)成正比
D.?对比盐酸和硫酸两条曲线,可知Cl—也会影响碳素钢的腐蚀速率
16.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(??
)
A.?图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越大,其分解速率越快
B.?图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越大,H2O2分解速率越快
C.?图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.?图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
二、综合题(共3题)
17.某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。按要求回答下列问题:
(1)I.室温下,向盛有5mL0.005mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL0.01mol/L的KSCN溶液,溶液变为________色。发生反应的离子方程式为________。
现将上述溶液均分为两份置于甲、乙两支试管中;
(2)向甲试管中加入4滴饱和FeCl3溶液,平衡________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);溶液中的Fe3+浓度c(Fe3+)________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),重新达到平衡时Fe3+转化率________,该条件下反应的平衡常数________。
(3)向乙试管中加入KCl固体,平衡________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(4)II.该实验小组还利用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液和0.1mol·L-1H2SO4溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如表。请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号
反应温度
V(Na2S2O3)
V(H2SO4)
V(H2O)
出现沉淀所需的时间
Ⅰ
0℃
5mL
5mL
10mL
12s
Ⅱ
30℃
5mL
10mL
5mL
8s
Ⅲ
30℃
5mL
7mL
amL
10s
Ⅳ
30℃
5mL
5mL
10mL
4s
该反应的离子方程式为________。
(5)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合是________(填实验序号,下同);
②实验Ⅱ和III探究的是________(填外部因素)对化学反应速率的影响,其中实验III中a=________。
18.???????????
(1)一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①写出该反应的化学方程式________。
②计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是________。
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是________
(填写序号)。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1
b.混合气体中X的浓度保持不变
c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2
④为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是________
(填写序号)。
A.适当降低温度??????
b.扩大容器的体积?????
c.充入一定量Z
(2)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(表中气体体积为累计值,且已转化为标准状况):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
①2—3min反应速率最大,原因是________。
②如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:A.蒸馏水;B.NaCl溶液;C.NaNO3溶液;D.CuSO4溶液;E.Na2CO3溶液,你认为可行的是________(填选项代号)。
(3)氢气用于工业合成氨N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示,其中t4、t5、t7时刻所对应的实验条件改变分别是:t4________,t5________,t7________。
19.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况),实验记录如表(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
100
240
464
576
620
①哪一时间段反应速率最大________min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)。反应开始后反应速率先增大的原因是________。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________(设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是(_______)
A.蒸馏水
B.KCl溶液
C.KNO3溶液
D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图
①该反应的化学方程式是________。
②该反应达到平衡状态的标志是________。
A.X、Y、Z的反应速率相等????????????????
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.容器内气体压强保持不变????????????????
D.生成1mol
Y的同时生成2mol
Z
③2min内X的转化率为________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【解答】A.反应过程中是通过KMnO4褪色所需时间来判断反应速率快慢的,故参与反应的KMnO4需等量,且完全反应,因此要求H2C2O4应过量,选项正确,A不符合题意;
B.由于无法确定40sKMnO4的浓度变化量,故无法计算反应速率,选项错误,B符合题意;
C.实验①和实验②所用草酸浓度不同,探究的是浓度对反应速率的影响,实验②和实验③反应温度不同,探究的是温度对反应速率的影响,选项正确,C符合题意;
D.反应过程中生成Mn2+
,
反应速率加快,有可能是生成的Mn2+对反应有催化作用,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.H2C2O4过量,才能保证KMnO4完全反应;
B.根据速率公式计算反应速率;
C.根据实验①②③中不同因素分析外界因素对反应速率的影响;
D.催化剂可加快反应速率;
2.【答案】
D
【解析】【解答】焓减熵增的反应一定自发进行,焓增熵减的反应一定不能自发进行,D不正确。
【分析】本题考查实验室制取硫酸亚铁铵和侯氏制碱法的反应原理,熟练掌握化学反应的反应原理是解题的关键?。
3.【答案】
D
【解析】【解答】蔗糖水解时,稀硫酸作催化剂,而—CHO的检验须在碱性溶液中,所以需先加NaOH中和H2SO4
,
调成碱性溶液后,再检验—CHO(葡萄糖)的存在。
【分析】本题考查实验探究方案的设计和评价,熟练掌握实验探究方案的设计是解题的关键?。
4.【答案】
C
【解析】【解答】A.溶液颜色褪至无色时所需时间t,即为从溶液混合到KMnO4颜色褪去的时间,故A不符合题意;
B.利用实验C中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的化学反应速率v(KMnO4)=
=1.6×10-3mol?L-1?s-1
,
故B不符合题意;
C.实验A和B是在相同温度和相同KMnO4的浓度下,探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,则V1=2,故C符合题意;
D.实验A和C是在KMnO4和H2C2O4浓度相同的条件下,探究温度对反应速率的影响,C的反应速率快,则T1>293,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.根据题意,通过比较褪色的时间来比较速率的快慢,因此时间指的是褪色的时间
B.根据高锰酸钾完全被消耗的时间计算出速率即可
C.浓度对反应的速率有影响,因此V1不为0,保证总体积不变,V1=2
D.温度越高,速率越快,时间越短
5.【答案】
C
【解析】【解答】0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL,其物质的量为0.002mol,则根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑反应可知:Zn--H2SO4--ZnSO4---H2
,
n(Zn)=
n(H2SO4)=
n(ZnSO4)=
n(H2)=
0.002mol;m(Zn)=0.002mol×65g/mol=0.13g,v(Zn)=0.13/10=0.013g/s,v(H+)=0.002×2/0.04×10=0.01mol/(L·s),v(Zn2+)=0.002/0.04×10=0.005mol/(L·s),v(H2)=0.002/10=0.0002mol/s;
A、用锌粒来表示10s内该反应的速率为0.013g/s,不符合题意;
B、用H+来表示10s内该反应的速率0.01mol/(L·s),不符合题意;
C、用Zn2+来表示10s内该反应的速率0.005mol/(L·s),符合题意;
D、用H2来表示10s内该反应的速率为0.0002mol/s,不符合题意;
故答案为:C。
【分析】0℃、101kPa为标况条件下,气体摩尔体积为22.4L/mol;化学反应速率,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示;根据Zn+2H+=Zn2++H2↑反应,可算出用各物质表示的10s内该反应的速率。
6.【答案】
C
【解析】【解答】A.图2中仪器A为分液漏斗,故A说法不符合题意;
B.图2实验过程中可通过测定相同状态下产生气体体积与反应时间来比较反应速率的快慢,故B说法不符合题意;
C.图1中所滴加溶液为FeCl3溶液和CuSO4溶液,溶液中阴离子的成分不同,因此无法比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效率,故C说法符合题意;
D.图1实验过程中可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率,故D说法不符合题意;
故答案为C。
【分析】图1中所滴加溶液为FeCl3溶液和CuSO4溶液,两者浓度虽然相同,但是溶液中阴离子的成分不同,因此无法比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效率,但是可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率;图2实验过程中可通过注射器中气体的体积和反应时间来比较反应速率的快慢;以此来解答。
7.【答案】
D
【解析】【解答】A、由②、③可知,
pH越小,+2价铁氧化速率越快,故A不符合题意;
B、若pH>7,FeCl2变成Fe(OH)2
,
Fe(OH)2非常容易被氧化成Fe(OH)3
,
故B不符合题意;
C、由①、③推测,升高温度,相同时间内+2价铁的氧化率增大,升高温度+2价铁的氧化速率加快,由图中数据不能判断反应的热效应,故C不符合题意;
D、50℃、pH=2.5时,4
h内Fe2+的氧化率是60%,即消耗0.6a
mol/L,4
h内平均消耗速率等于0.15a
mol/(L·h),温度升高到60℃、pH=2.5时,+2价铁的氧化率速率加快,4
h内Fe2+的平均消耗速率大于
0.15a
mol/(L·h)。符合题意
故答案为:D。
【分析】A.
①、②
中有两个变量,没有可比性;
B.若pH>7,FeCl2变成Fe(OH)2沉淀;
C.①、③中pH相同,温度越高,转化率越大;
D.50℃、pH=2.5时,4
h内Fe2+的平均消耗速率等于0.15a
mol/(L·h)。
8.【答案】
C
【解析】【解答】由表中数据可知,温度越高反应速率越快,pH越大反应速率越快,所以40℃、pH=3.0时,所需时间在31min~158min之间;10℃、pH=4.0时,所需时间>231min;30℃、pH=7.0时,所需时间<15min,则分解速率依次增大的顺序为②、①、③,C符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率大小比较的考查,结合反应速率的影响因素分析。
9.【答案】
B
【解析】【解答】A.NaOH的溶解过程是放热的,导致溶液温度高于室温,如果在转移溶液之前未将溶液冷却至室温,配制的溶液体积偏小,则配制溶液浓度偏高,所以不能实现实验目的,故A不选;
B.氯化铁具有氧化性、维生素C具有还原性,二者发生氧化还原反应而生成亚铁离子,导致溶液由黄色变为浅绿色,则溶液变色,所以能实现实验目的,故B选;
C.向稀盐酸中加入锌粒,生成的氢气中会混入少量水蒸气和氯化氢气体,HCl和NaOH反应,浓硫酸能够干燥氢气,但高锰酸钾溶液和氢气不反应,且最后通过酸性高锰酸钾溶液会导致得到的氢气中含有水蒸气,所以不能实现实验目的,故C不选;
D.向2支盛有5
mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2
mL
5%
H2O2溶液,二者发生氧化还原反应生成硫酸钠和水,实验现象不明显,不能实现实验目的,故D不选;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点为D,尽管二者能够发生化学反应,但由于实验过程中没有明显现象,因此无法通过实验现象比较反应速率,要注意通过实验验证某结论时,需要有较为明显的实验现象。
10.【答案】
B
【解析】【解答】A.相同条件下,随时间越来越长各曲线斜率越来越小,趋于和X轴平行,说明化学反应速率越来越小,故A不符合题意;
B.相同条件下,压强越大,如(0.8MPa
30℃)曲线比(0.1MPa
30℃)曲线斜率大,说明压强越大,化学反应速率越快,故B符合题意;
C.相同条件下,温度越高,(0.8MPa
90℃)曲线比(0.8MPa
30℃)曲线斜率小,说明温度越高,化学反应速率越慢,故C不符合题意;
D.在0.1MPa、90℃条件下,反应20s时二氧化氮的转化率随时间变化未知,不能说明反应达到化学平衡状态,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在有气体参与的可逆反应中,增大压强,反应会向气体计量数之和较小的方向进行,反之减小压强,反应会向气体计量数之和较大的方向进行。
11.【答案】
B
【解析】【解答】A.加入催化剂,反应途径将发生改变,但根据盖斯定律反应的始态和终态不变,反应的△H不会改变,不符合题意。
B.升高温度,正逆反应速率都增大,根据勒夏特列原理:化学平衡向吸热反应方向移动。所以该平衡正向移动,H2S分解率增大,符合题意。
C.该反应随反应进行气体分子数增多。增大压强,化学平衡逆向移动。由于正反应吸热,所以平衡逆向移动体系温度升高,不符合题意。
D.根据勒夏特列原理,恒容体系,充入H2平衡逆向移动。但平衡移动的趋势是很微弱的,只能减弱这种改变,但不能抵消这种改变,因此H2的浓度比原来是增大的,不符合题意。
【分析】此题考查平衡移动原理,根据外界条件对平衡的影响进行判断,注意速率和平衡分别判断。
12.【答案】
B
【解析】【解答】A.化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度,用单位时间内反应物难度的减少或生成物难度的增加来表示,所以A选项是不符合题意的;
B.决定反应速率的主要因素是物质本身的性质,故B符合题意;
C.可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,且不等于0,所以C选项是不符合题意的;
D.增大反应物浓度,化学反应速率增大;升高温度,化学反应速率增大,所以D选项是不符合题意的,
故答案为:B。
【分析】本题主要考查化学反应速率的相关知识。决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质,而
浓度、压强、温度和催化剂等是化学反应速率的影响因素。
13.【答案】
C
【解析】【解答】A.装置①生成的氢气可以由长颈漏斗逸出,不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率,故A不符合题意;
B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,应保证高锰酸钾溶液的浓度相同,用不同浓度的草酸(乙二酸)来做实验,故B不符合题意;
C.Na和水反应放热,广口瓶内气体受热膨胀,U型管左侧液面下降,右侧液面上升,所以装置③能实现目的,故C符合题意;
D.装置④中浓度、温度都不同,无法判断温度对速率的影响,故D不符合题意。
【分析】A.装置不能形成密闭系统;
B.高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,无法进行比较;
C.根据气体的热胀冷缩进行分析;
D.两种溶液的浓度都不相同,不能进行比较。
14.【答案】
B
【解析】【解答】A、18.4mol·L-1的硫酸是浓硫酸,金属铝常温下与浓硫酸发生钝化反应,反应缓慢,故A不符合题意;
B、相同条件浓度越大,反应速率越快,此时溶液中c(H+)=6mol·L-1;
C、此溶液中c(H+)=5mol·L-1;
D、金属铝与硝酸反应不产生H2
,
故D不符合题意;
综上所述,选项B中c(H+)大于选项C中c(H+),即3mol·L-1硫酸反应最快,故B符合题意。
【分析】影响反应速率的因素包括浓度、温度等,咋温度相同的条件下,反应物的浓度越大,反应的速率就越快。但是金属铝和硝酸反应是不会产生氢气的。
15.【答案】
C
【解析】【解答】A.由图可知,当盐酸浓度越大时,碳素钢的腐蚀速率越快,A不符合题意;
B.由图可知,当钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度都为150mg/L时,碳素钢的腐蚀速率最慢,B不符合题意;
C.由图可知,酸的浓度在0~8mol/L时,碳素钢的腐蚀速率随酸溶液的增大而增大,因此说明反应速率受c(H+)的影响,C符合题意;
D.由图可知,碳素钢的腐蚀速率受HCl的影响较大,
故Cl-也会影响碳素钢的腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据图像中曲线变化趋势分析;
B.根据图像中缓蚀剂浓度与腐蚀速率关系图进行分析;
C.综合分析盐酸、硫酸浓度对碳素钢腐蚀速率的影响;
D.分析盐酸、硫酸两条曲线的变化趋势可得出结论;
16.【答案】
C
【解析】【解答】A.图甲中溶液的pH相同,但浓度不同,浓度越大,相同时间内浓度的变化量越大,由此可知:其他条件相同时,H2O2浓度越大,H2O2分解速率越快,A不符合题意;
B.图乙中H2O2浓度相同,但加入NaOH浓度不同,说明溶液的pH不同,NaOH浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,由此得出:当H2O2浓度相同时,溶液的pH越大,H2O2分解速率越快,B不符合题意;
C.由图丙可知,少量Mn2+存在时,1.0mol/LNaOH条件下对应的H2O2分解速率要小于0.1mol/LNaOH时的分解速率,因此并不是碱性越强,H2O2分解速率越快,C符合题意;
D.图丁中溶液的pH相同,Mn2+浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,图丙中说明催化剂的催化效率受溶液的pH值影响,由此得出:碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】过氧化氢的分解速率和很多因素有关,和浓度,催化剂、温度等因素有关,控制相同条件。浓度越高、温度越高、使用催化剂速率加快
二、综合题
17.【答案】
(1)红或血红;Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
(2)正向移动;增大;减小;不变
(3)不移动
(4)S2O
+2H+=S↓+SO2↑+H2O
(5)I和Ⅳ;浓度;8
【解析】【解答】I.Fe3+遇KSCN溶液会发生反应:Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
,
生成(血)红色的Fe(SCN)3络合物;(2)向试管中加入4滴饱和FeCl3溶液,溶液中Fe3+浓度增大,使平衡正向移动,根据勒夏特列原理可知,只能削弱不能抵消,因此消耗的Fe3+没有增大的多,在重新达到平衡时Fe3+转化率减小,平衡常数只与温度有关,温度未发生改变,所以平衡常数不变;(3)加入KCl固体,Fe3+、SCN-浓度不变,平衡不会发生移动;II.(4)Na2S2O3溶液和H2SO4溶液混合,Na2S2O3在酸性条件下发生自发的氧化还原反应生成S单质和SO2气体,反应的离子方程式为S2O
+2H+=S↓+SO2↑+H2O;(5)①要探究温度对该反应速率的影响时,变量只是温度,而其他的条件需要控制不变,因此满足条件的组合可以是I和Ⅳ;②实验Ⅱ和Ⅲ温度和Na2S2O3溶液的体积相同,而H2SO4溶液的体积不同,即浓度不同,则探究的是浓度对化学反应速率的影响,为保证其他变量一样,则液体总体积应该相同,则5+5+10=5+7+a,所以a=8。
【分析】(1)Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
,
生成(血)红色的Fe(SCN)3络合物
(2)一般情况下,反应物浓度增加平衡正向移动,但达到平衡后,增加的反应物的浓度仍增加,转化率降低。平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变
(3)氯化钾固体的加入不会影响Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3中任意物质浓度的变化
(4)
S2O??在酸性条件下发生归中反应生成硫单质
(5)利用控制变量的科学方法
18.【答案】
(1)X+Y?2Z;0.0395mol?L-1?s-1;b;c
(2)锌与盐酸反应放热,随反应进行温度升高,温度对反应速率影响占主导作用;AB
(3)加入催化剂;减小NH3浓度;降温
【解析】【解答】(1)①由图象可以看出X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,则有Y:X:Z=(1.20mol-0.41mol):(1.0mol-0.21mol):1.58mol=1:1:2,则反应的化学方程式为:X+Y?2Z;②反应开始到10s,用X表示的反应速率为:v(X)=
=0.0395mol?L-1?s-1;③a.当X与Y的反应速率之比为1:1时,无法判断正逆反应速率是否相等,则无法判断是否达到平衡状态,故不正确;
b.混合气体中X的浓度保持不变,说明各组分的浓度不再变化,则该反应达到平衡状态,故正确;
c.
X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,无法判断各组分的浓度是否发生变化,则无法判断是否达到平衡状态,故不正确;
故答案为b;④a.降低温度,反应速率减小,故不选;
b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故不选;
c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率增大,
答案为c;
故答案为:X+Y?2Z;0.0395mol?L-1?s-1;b;c;(2)①锌与盐酸反应放热,随反应进行温度升高,温度对反应速率影响占主导作用,所以2—3min反应速率最大;
②A.加蒸馏水,浓度降低,反应速率减小,但生成氢气量不变,
B.加NaCl溶液,盐酸浓度减小,反应速率减小,但生成氢气量不变,
C.加入NaNO3溶液时,硝酸根离子在酸性环境下具有氧化性,锌被氧化,有NO气体生成,不生成氢气,故不选;
D.加CuSO4溶液,锌置换出铜后形成原电池,反应加快,故不选;
E.加Na2CO3溶液,与盐酸反应生成二氧化碳气体,生成氢气量减小,故不选;答案为:AB;
故答案为:锌与盐酸反应放热,随反应进行温度升高,温度对反应速率影响占主导作用;锌与盐酸反应放热,随反应进行温度升高,温度对反应速率影响占主导作用;AB;(3)t4时刻正逆反应速率同时增大,且保持平衡不移动,所以应该是加入催化剂造成的;t5时刻,正反应速率不变,逆反应速率减小,平衡向正方向移动,应该是减小了NH3浓度造成的;t7时刻,正逆反应速率均减小,且平衡向正方向移动,该反应为放热反应,则是温度降低造成的,故答案为:加入催化剂;减小NH3浓度;降温。
【分析】(1)由图象中反应物、生成物浓度的变化书写反应方程式;根据平衡状态特征及本质分析反应是否达到平衡;根据图示信息及速率表达式计算反应速率;(2)根据反应原理及影响反应速率的外界因素及原电池原理分析解答;(3)根据影响反应速率及平衡移动的因素分析解答。
19.【答案】
(1)2~3min;因为反应开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用,反应是放热反应,升高温度,反应速率增大;0.025mol/(L·min)
(2)C,D
(3)3X(g)+Y(g)
2Z(g);CD;30%
【解析】【解答】(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中,产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3
min;因为该反应是放热反应,开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用,温度越高,反应速率越大,故答案为:2~3
min;因为反应开始阶段温度对反应的速率起决定性的作用,反应是放热反应,升高温度,反应速率增大;②在3~4min时间段内,n(H2)=
=0.005mol,根据2HCl~H2
,
计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则υ(HCl)=
=0.025mol/(L?min),故答案为:0.025mol/(L?min);(2)A.加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小,且不减少产生氢气的量,故A可行;B.加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,故B可行;C.加入KNO3溶液,H+浓度减小,因酸性溶液中有NO3-
,
具有强氧化性,与Zn反应无氢气生成,故C不可行;D.加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu反应速度增大,且影响生成氢气的量,故D不可行;故答案为:CD;(3)①由图像可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物。当反应进行到5min时,△n(Y)=0.2mol,△n(Z)=0.4mol,△n(X)=0.6mol,则△n(Y)∶△n(Z)∶△n(X)=1∶2∶3,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的方程式为:3X(g)+Y(g)
2Z(g),故答案为:3X(g)+Y(g)
2Z(g);②A.X、Y、Z的反应速率相等,不能说明是否变化,不能作平衡状态的标志,故A不正确;B.随着反应的进行,X、Y的反应速率比始终为3∶1,不能作为平衡状态的标志,故B不正确;C.体积固定,混合气体的总物质的量不确定,当容器的压强保持一定,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;D.生成1mol
Y的同时生成2mol
Z,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;故答案为:CD;
③2min内X的转化率为
×100%=30%,故答案为:30%。
【分析】(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中产生气体的体积判断,根据金属与酸的反应为放热反应分析解答;②计算出氢气的体积,根据2HCl~H2
,
计算消耗盐酸的物质的量,计算浓度的变化,根据v=
计算反应速率;(2)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可降低H+浓度,但不能影响H+的物质的量;(3)①根据图像判断出反应物和生成物,以及参加反应的物质的物质的量之比书写化学方程式;②根据反应到达平衡状态的特征分析判断;③根据转化率=
×100%计算。