第2课时 外界条件对化学反应速率的影响
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.运用“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成无污染的物质。下列对此反应的叙述中正确的是( )
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.改变压强对反应速率无影响
C.升高温度能加快反应速率
D.该反应生成NO2和C,控制了大气污染
2.下列说法不正确的是( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应的途径
D.增大压强能提高活化分子的浓度
3.决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤
B.⑤
C.①④
D.①②③④
4.研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是( )
A.降低了反应的活化能
B.减缓了反应的速率
C.降低了反应的焓变
D.增大了反应的平衡常数
5.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实
验
反应
温度/℃
Na2S2O3溶液
稀硫酸
H2O
V/mL
V/mL
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
6.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是( )
A.对该反应体系加热
B.不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C.向稀硫酸中通入HCl气体
D.不用铁片,改用铁粉
7.同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率加快,选用的反应条件正确的组合是( )
①锌粒 ②锌片 ③锌粉 ④5%的盐酸 ⑤10%的盐酸 ⑥15%的盐酸 ⑦适当加热 ⑧用冷水冷却
⑨不断振荡 ⑩迅速混合后静置
A.②⑥⑦⑩
B.①④⑧⑩
C.③⑤⑦⑨
D.③⑥⑦⑨
8.在一定条件下,容积为2
L的密闭容器中,将2
mol
L气体和3
mol
M气体混合,发生如下反应:2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g),10
s末,生成2.4
mol
R,并测得Q的浓度为0.4
mol·L-1。计算:
(1)10
s末L的物质的量浓度为 。?
(2)前10
s内用M表示的化学反应速率为 。?
(3)化学方程式中x值为 。?
(4)在恒温恒容条件下,往容器中加入1
mol氦气,反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。?
(5)在恒温恒压条件下,往容器中加入1
mol氦气,反应速率 。?
关键能力提升练
9.(2021广西南宁高二期末)在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
10.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,化学反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,生成SO3(g)的平均反应速率v=
11.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲.在500
℃时,10
mol
SO2和10
mol
O2
乙.在500
℃时,用V2O5作催化剂,10
mol
SO2和10
mol
O2
丙.在450
℃时,8
mol
SO2和5
mol
O2
丁.在500
℃时,8
mol
SO2和5
mol
O2
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、丙、乙、甲
12.对于化学反应A(s)+aB(g)bC(g)在不同温度和压强条件下达到平衡时,平衡混合气体中B的体积分数如图所示。下列判断正确的是( )
①正反应是放热反应 ②正反应是吸热反应 ③a>b
④aA.①③
B.②④
C.②③
D.①④
13.
在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如右图。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2+3H22NH3 ΔH=-92
kJ·mol-1
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
14.A与B在容积为1
L的密闭容器中发生反应:aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
n(B)/mol
n(C)/mol
n(D)/mol
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
下列说法正确的是( )
A.0~t1内,平均反应速率v(B)=
mol·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)=
mol·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=6∶1
15.
如图所示,某刚性容器内有一活塞和弹簧,B为真空,A内已充入2
mol
SO2和1
mol
O2,在一定条件下发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-Q
kJ·mol-1(Q>0),一段时间后活塞已保持静止,SO2的反应速率为v0。再往A内迅速充入2
mol
SO2和1
mol
O2,当活塞再次保持静止时,SO2的反应速率为v,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.活塞先下移,后上移到原静止位置,v>v0
B.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v>v0
C.活塞先下移,后上移到原静止位置,v=v0
D.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v=v0
16.向某密闭容器中加入0.3
mol
A、0.1
mol
C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是( )
A.若t1=15,生成物C在t0~t1时间段的反应速率为0.004
mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度
C.B的起始物质的量为0.02
mol
D.t5~t6阶段可能是降低温度
17.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中所示的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应 (填“需要”或“不需要”)加热,该反应的ΔH= (用含E1、E2的代数式表示)。?
(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8
kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2
kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为 。?
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是 。?
学科素养拔高练
18.反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7
g
N2,放出166
kJ的热量,该反应的速率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:
①2NO+H2N2+H2O2(慢)
②H2O2+H22H2O(快)
T℃时测得有关实验数据如下:
序号
Ⅰ
0.006
0
0.001
0
1.8×10-4
Ⅱ
0.006
0
0.002
0
3.6×10-4
Ⅲ
0.001
0
0.006
0
3.0×10-5
Ⅳ
0.002
0
0.006
0
1.2×10-4
下列说法错误的是( )
A.整个反应速率由第①步反应决定
B.正反应的活化能一定是①<②
C.该反应速率表达式:v=5
000
c2(NO)·c(H2)
D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664
kJ·mol-1
19.为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验,请回答下列问题。
编号
操作
实验现象
①
分别在试管A、B中加入5
mL
5%H2O2溶液,各滴入2滴1
mol·L-1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5
℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40
℃左右热水的烧杯中浸泡
试管A中产生气泡速率变慢;试管B中产生气泡速率加快
②
另取两支试管分别加入5
mL
5%
H2O2溶液和5
mL10%
H2O2溶液
试管A、B中均未明显见到有气泡产生
(1)过氧化氢分解的化学方程式为 。?
(2)实验①的目的是 。实验中滴加FeCl3溶液的目的是 。?
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是 (用实验中所提供的几种试剂)。?
(4)某同学在50
mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如下图所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是 。?
-
10
-第2课时 外界条件对化学反应速率的影响
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.运用“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成无污染的物质。下列对此反应的叙述中正确的是( )
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.改变压强对反应速率无影响
C.升高温度能加快反应速率
D.该反应生成NO2和C,控制了大气污染
答案C
解析由题意可知发生的反应为2NO+2CON2+2CO2,故D错;对该反应而言,光催化剂的使用,压强的改变,都会改变反应速率,故A、B错。
2.下列说法不正确的是( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应的途径
D.增大压强能提高活化分子的浓度
答案A
解析能量高不一定是活化分子,只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活化分子;温度升高,可使一部分分子变成活化分子,增大了活化分子百分数;催化剂能降低反应所需的活化能,所以改变了化学反应途径;增大压强,体积缩小,所以提高了活化分子浓度但不会改变活化分子百分数。
3.决定化学反应速率的主要因素是( )
①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质
A.①②③④⑤
B.⑤
C.①④
D.①②③④
答案B
解析决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,温度、压强、催化剂和浓度均为影响化学反应速率的外因,B正确。
4.研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是( )
A.降低了反应的活化能
B.减缓了反应的速率
C.降低了反应的焓变
D.增大了反应的平衡常数
答案A
解析CuCl作为催化剂降低了反应的活化能,从而加快金属的腐蚀。
5.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实
验
反应
温度/℃
Na2S2O3溶液
稀硫酸
H2O
V/mL
V/mL
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
答案D
解析本题采用控制变量法分析外界因素对反应速率的影响。温度高、浓度大时反应速率会加快。
6.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是( )
A.对该反应体系加热
B.不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C.向稀硫酸中通入HCl气体
D.不用铁片,改用铁粉
答案B
解析加热、增大固体反应物的表面积,都能加快反应速率,排除A、D;浓硫酸能使铁发生钝化,阻止了进一步的反应,并且浓硫酸与Fe反应也不生成H2,B项符合题意;而选项C中,增大了H+浓度,加快了化学反应速率。
7.同质量的锌与盐酸反应,欲使反应速率加快,选用的反应条件正确的组合是( )
①锌粒 ②锌片 ③锌粉 ④5%的盐酸 ⑤10%的盐酸 ⑥15%的盐酸 ⑦适当加热 ⑧用冷水冷却
⑨不断振荡 ⑩迅速混合后静置
A.②⑥⑦⑩
B.①④⑧⑩
C.③⑤⑦⑨
D.③⑥⑦⑨
答案D
解析对于锌的选择,接触面积越大反应速率越快;对于盐酸的选择,浓度越大反应速率越快;另外升高温度也可以加快反应速率,不断地振荡也可以增大反应物之间的接触面积,从而使反应速率增大。
8.在一定条件下,容积为2
L的密闭容器中,将2
mol
L气体和3
mol
M气体混合,发生如下反应:2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g),10
s末,生成2.4
mol
R,并测得Q的浓度为0.4
mol·L-1。计算:
(1)10
s末L的物质的量浓度为 。?
(2)前10
s内用M表示的化学反应速率为 。?
(3)化学方程式中x值为 。?
(4)在恒温恒容条件下,往容器中加入1
mol氦气,反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。?
(5)在恒温恒压条件下,往容器中加入1
mol氦气,反应速率 。?
答案(1)0.2
mol·L-1 (2)0.12
mol·L-1·s-1
(3)1 (4)不变 (5)减小
解析根据题给信息可得:
2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)
起始/mol
2
3
0
0
10s末/mol
0.4
0.6
0.8
2.4
(1)c(L)==0.2mol·L-1。
(2)v(M)==0.12mol·L-1·s-1。
(3),x=1。
(4)恒温、恒容条件下通入He,反应物和生成物的浓度均不变,反应速率不变。
(5)恒温、恒压条件下通入He,容器容积增大,反应物和生成物的浓度减小,反应速率减慢。
关键能力提升练
9.(2021广西南宁高二期末)在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
答案B
解析若增大O2的浓度,正反应速率突然变大,逆反应速率瞬间不变,随后逐渐变大,故A项错误;加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,v'(正)=v'(逆),故B项正确;加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,v(正)=v(逆),化学平衡不移动,SO2的转化率不变,故C项错误;乙达到平衡时所用时间短,则反应速率快,乙的压强较甲高,但增大压强平衡右移,SO2的转化率会增大,故D项错误。
10.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,化学反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,生成SO3(g)的平均反应速率v=
答案D
解析V2O5作为催化剂,能同等程度改变正、逆化学反应的速率,A项错误;压强并不是影响化学反应速率的唯一因素,只有当其他条件不变时增大压强,化学反应速率才有可能增大,B项错误;不管是吸热反应还是放热反应,降低温度时化学反应速率均减小,使达到平衡所需的时间增多,C项错误;据v=可知,D项正确。
11.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲.在500
℃时,10
mol
SO2和10
mol
O2
乙.在500
℃时,用V2O5作催化剂,10
mol
SO2和10
mol
O2
丙.在450
℃时,8
mol
SO2和5
mol
O2
丁.在500
℃时,8
mol
SO2和5
mol
O2
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、丙、乙、甲
答案C
解析甲、乙相比较,乙使用催化剂,反应速率乙>甲;丙、丁相比较,丁温度高,反应速率丁>丙;甲与丁相比较,甲反应物浓度大,反应速率甲>丁,故C项正确。
12.对于化学反应A(s)+aB(g)bC(g)在不同温度和压强条件下达到平衡时,平衡混合气体中B的体积分数如图所示。下列判断正确的是( )
①正反应是放热反应 ②正反应是吸热反应 ③a>b
④aA.①③
B.②④
C.②③
D.①④
答案C
解析升高温度时B的体积分数减小,平衡向正反应方向移动,升温时平衡向吸热的方向移动,则正反应为吸热反应,②正确;由图像可知,压强增大时B的体积分数减小,平衡向正反应方向移动,压强增大平衡向气体分子数减小的方向移动,即正反应方向气体分子数减小,A为固体,则a>b,③正确;综上C项正确。
13.
在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如右图。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2+3H22NH3 ΔH=-92
kJ·mol-1
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
答案B
解析加入催化剂可以降低反应所需的活化能,根据图示可求ΔH,热化学方程式应标出反应物和反应产物的状态,A错。使用催化剂会同等程度地加快正、逆反应速率,但不能使平衡发生移动,也就不会影响反应释放的热量,C、D错。
14.A与B在容积为1
L的密闭容器中发生反应:aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
n(B)/mol
n(C)/mol
n(D)/mol
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
下列说法正确的是( )
A.0~t1内,平均反应速率v(B)=
mol·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)=
mol·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=6∶1
答案C
解析不能确定起始时B的物质的量,因此0~t1时间段内,不能确定B的变化量,则不能计算其反应速率,A项错误;反应速率是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B项错误;t1~t2时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06mol、0.1mol,所以b∶d=3∶5,D项错误。
15.
如图所示,某刚性容器内有一活塞和弹簧,B为真空,A内已充入2
mol
SO2和1
mol
O2,在一定条件下发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-Q
kJ·mol-1(Q>0),一段时间后活塞已保持静止,SO2的反应速率为v0。再往A内迅速充入2
mol
SO2和1
mol
O2,当活塞再次保持静止时,SO2的反应速率为v,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.活塞先下移,后上移到原静止位置,v>v0
B.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v>v0
C.活塞先下移,后上移到原静止位置,v=v0
D.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v=v0
答案B
解析再往A内充入2molSO2和1molO2后,压强增大,先将弹簧压下,随着反应的进行,压强减小(平衡正向移动),弹簧又伸长,但最终压强比原来大,所以反应速率比原来大。
16.向某密闭容器中加入0.3
mol
A、0.1
mol
C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知,t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是( )
A.若t1=15,生成物C在t0~t1时间段的反应速率为0.004
mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件为降低反应温度
C.B的起始物质的量为0.02
mol
D.t5~t6阶段可能是降低温度
答案A
解析v(C)==0.004mol·L-1·s-1,A正确;在t4~t5阶段,平衡没有移动,反应速率减小,则是减小了压强;由图分析可知反应方程式是3A(g)B(g)+2C(g),再由化学式前的系数之比等于Δc之比,求出Δc(B)=0.03mol·L-1,则B起始浓度为0.02mol·L-1,求出容器容积为2L,B和C错误;t5~t6阶段改变的条件应是升高温度,D错误。
17.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中所示的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应 (填“需要”或“不需要”)加热,该反应的ΔH= (用含E1、E2的代数式表示)。?
(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8
kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2
kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为 。?
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是 。?
答案(1)放热 需要 -(E1-E2)kJ·mol-1
(2)409
kJ·mol-1 (3)使用了催化剂
解析(1)据图可知,反应物的总能量高于反应产物的总能量,则题给反应是放热反应,反应热ΔH=-(E1-E2)kJ·mol-1;由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量,因此反应需要加热。
(2)由反应H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8kJ·mol-1可知,活化分子的最低能量比反应物分子的能量高167.2kJ·mol-1,该反应是放热反应,反应物分子的能量又比反应产物分子的能量高241.8kJ·mol-1,因此活化分子的最低能量比反应产物分子的能量高(241.8+167.2)kJ·mol-1=409kJ·mol-1;逆反应是吸热反应,则逆反应的活化能为409kJ·mol-1。
(3)加入催化剂可改变反应的历程,从而降低反应的活化能。
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18.反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7
g
N2,放出166
kJ的热量,该反应的速率表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测),其反应包含下列两步:
①2NO+H2N2+H2O2(慢)
②H2O2+H22H2O(快)
T℃时测得有关实验数据如下:
序号
Ⅰ
0.006
0
0.001
0
1.8×10-4
Ⅱ
0.006
0
0.002
0
3.6×10-4
Ⅲ
0.001
0
0.006
0
3.0×10-5
Ⅳ
0.002
0
0.006
0
1.2×10-4
下列说法错误的是( )
A.整个反应速率由第①步反应决定
B.正反应的活化能一定是①<②
C.该反应速率表达式:v=5
000
c2(NO)·c(H2)
D.该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664
kJ·mol-1
答案B
解析由①、②两反应知,反应过程中反应慢的反应决定整个反应速率,整个反应速率由第①步反应决定,A正确;反应①慢,说明反应①的活化能高,正反应的活化能一定是①>②,B错误;比较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知,NO浓度不变,氢气浓度增大一倍,反应速率增大一倍,比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知,H2浓度不变,NO浓度增大一倍,反应速率增大四倍,据此得到速率方程:v=kc2(NO)·c(H2),依据实验Ⅰ中数据计算k=5000,则题给反应的速率表达式为v=5000c2(NO)·c(H2),C正确;反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)中,每生成7gN2放出166kJ的热量,生成28gN2应放热664kJ,则热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664kJ·mol-1,D正确。
19.为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验,请回答下列问题。
编号
操作
实验现象
①
分别在试管A、B中加入5
mL
5%H2O2溶液,各滴入2滴1
mol·L-1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5
℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40
℃左右热水的烧杯中浸泡
试管A中产生气泡速率变慢;试管B中产生气泡速率加快
②
另取两支试管分别加入5
mL
5%
H2O2溶液和5
mL10%
H2O2溶液
试管A、B中均未明显见到有气泡产生
(1)过氧化氢分解的化学方程式为 。?
(2)实验①的目的是 。实验中滴加FeCl3溶液的目的是 。?
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是 (用实验中所提供的几种试剂)。?
(4)某同学在50
mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如下图所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是 。?
答案(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)研究温度对H2O2分解速率的影响 加快H2O2分解速率,使实验现象易于观察
(3)将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴1
mol·L-1FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
(4)C点
解析影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响,这种探究方法称为控制变量法。解答此类题时,首先要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。题中实验①控制浓度和其他条件相同,探究温度对反应速率的影响。实验②控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响。(3)若实验②未观察到预期的实验现象,根据②的实验条件,应同时升高温度或滴入FeCl3溶液,以便加快反应速率。(4)分析图像可知斜率越大,反应速率越快,所以C点反应速率最慢。
-
10
-第1课时 化学反应速率
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种反应产物浓度的增加来表示
C.若某化学反应的反应速率为0.5
mol·L-1·s-1,就是指在该时间内反应物和反应产物的浓度变化都为0.5
mol·L-1·s-1
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
2.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B),则此反应可表示为( )
A.2A+3B2C
B.A+3B2C
C.3A+2B3C
D.A+BC
3.四位同学同时进行反应:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)的速率测定实验,分别测得反应速率如下:
①v(A)=0.15
mol·L-1·s-1;②v(B)=0.6
mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4
mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45
mol·L-1·s-1。其中,反应进行得最快的是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
4.已知反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10
L
密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45
mol,则此反应的平均速率v(X)可表示为( )
A.v(NH3)=0.010
mol·L-1·s-1
B.v(O2)=0.001
0
mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.001
0
mol·L-1·s-1
D.v(H2O)=0.045
mol·L-1·s-1
5.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中正确的是( )
A.v(W)=3v(Z)
B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y)
D.3v(W)=2v(X)
6.在一定温度下的容积不变的容器中进行反应:2X(g)2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048
mol·L-1增加到0.12
mol·L-1需18
s,那么由0.12
mol·L-1增加到0.2
mol·L-1,需要反应的时间是( )
A.等于20
s
B.等于18
s
C.大于20
s
D.大于18
s
7.在反应N2+3H22NH3中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6
mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45
mol·L-1·s-1,则此段时间是( )
A.1
s
B.2
s
C.44
s
D.1.33
s
8.(2021甘肃庆阳六中高二期中)
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0
kJ·mol-1。一定条件下,向容积为1
L的恒容密闭容器中充入1
mol
CO2和3
mol
H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.3
min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
B.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225
mol·L-1·min-1
C.13
min时,向容器中充入2
mol氦气,该反应的化学反应速率增加
D.13
min时,反应停止
9.
某温度时,在容积为3
L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为 。?
(2)反应开始至2
min末,X的反应速率为 。?
(3)该反应是由 (填序号)开始的。?
①正反应 ②逆反应 ③正、逆反应同时
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10.关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率0.8
mol·L-1·s-1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L-1
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种反应产物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,化学反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
11.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式应该为( )
A.v(NH3)=v(O2)
B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O)
D.v(O2)=v(NO)
12.对于反应2A+B3C+4D,表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3
mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8
mol·L-1·s-1
D.v(D)=1
mol·L-1·s-1
13.在一定条件下,将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L
的容器中混合发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若在2
s末测得C的浓度为0.6
mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol·L-1·s-1
③2
s末时物质B的浓度为0.7
mol·L-1
④2
s末时物质A的转化率为70%
其中正确的是( )
A.①④
B.①③
C.②④
D.③④
14.(2021安徽蚌埠三中高二质量检测)一定温度下,在2
L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。下列描述正确的是( )
A.反应开始到10
s,用Z表示的反应速率为0.158
mol·L-1·s-1
B.反应开始到10
s,X的物质的量浓度减少了0.79
mol·L-1
C.反应开始到10
s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
15.在一定温度下,10
mL
0.40
mol·L-1
H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表:
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6
min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2
mol·L-1·min-1
B.6~10
min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2
mol·L-1·min-1
C.反应至6
min时,c(H2O2)=0.30
mol·L-1
D.反应至6
min时,H2O2分解了50%
16.900
℃时,向2.0
L恒容密闭容器中充入0.40
mol乙苯,发生反应:
(g)+H2(g) ΔH=a
kJ·mol-1(a>0),经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
下列说法不正确的是( )
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则反应速率不变
B.反应在前20
min内的平均速率为v(H2)=0.004
mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时乙苯的浓度为0.2
mol·L-1
D.30
min后反应达到平衡状态
17.在2
L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质系数。在0~3
min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
时间
物质
X
Y
Z
Q
起始/mol
0.7
1
2
min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3
min末/mol
0.8
已知2
min内v(Q)=0.075
mol·L-1·min-1,。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ,n(Q)= 。?
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。?
(3)用Z表示2
min内的反应速率 。?
(4)2
min末Q的转化率为 。?
(5)试判断在2
min内v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”),在2
min末~3
min末v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。?
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18.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25
℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,进行下列对比实验。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
V1
V2
测得实验①和②溶液中的Cr2浓度随时间变化关系如图所示。
则表格中V1= ,V2= 。?
(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。?
(3)实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1
min反应速率v(Cr3+)=
mol·L-1·min-1(用代数式表示)。?
-
10
-第1课时 化学反应速率
课后篇素养形成
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1.下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种反应产物浓度的增加来表示
C.若某化学反应的反应速率为0.5
mol·L-1·s-1,就是指在该时间内反应物和反应产物的浓度变化都为0.5
mol·L-1·s-1
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
答案D
解析中和反应速率很快,但有的没有明显现象,A错;在化学反应中,由于固体和纯液体的浓度视为常数,其浓度变化值为零,故不能用它们表示反应速率,B错;C项中单位错,浓度变化单位应为mol·L-1,并且由于化学式前的系数不一定相同,在该时间内反应物和反应产物的浓度变化不一定都为0.5mol·L-1。
2.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,已知3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B),则此反应可表示为( )
A.2A+3B2C
B.A+3B2C
C.3A+2B3C
D.A+BC
答案C
解析由3v(B)=2v(A)、2v(C)=3v(B)可推出:,即v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶2∶3,反应速率之比等于方程式中化学式前的系数之比。
3.四位同学同时进行反应:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)的速率测定实验,分别测得反应速率如下:
①v(A)=0.15
mol·L-1·s-1;②v(B)=0.6
mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4
mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45
mol·L-1·s-1。其中,反应进行得最快的是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
答案D
解析根据化学反应速率之比等于方程式中各物质化学式前的系数之比,将A、B、C、D的反应速率都转化成A的速率,然后再进行比较。
4.已知反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10
L
密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45
mol,则此反应的平均速率v(X)可表示为( )
A.v(NH3)=0.010
mol·L-1·s-1
B.v(O2)=0.001
0
mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.001
0
mol·L-1·s-1
D.v(H2O)=0.045
mol·L-1·s-1
答案C
解析先求出v(H2O)。由题意可知,v(H2O)==0.0015mol·L-1·s-1,D错误。再根据反应速率与方程式中物质化学式前的系数的关系求出v(NH3)、v(O2)、v(NO):
v(NH3)=v(H2O)=×0.0015mol·L-1·s-1=0.0010mol·L-1·s-1
v(O2)=v(H2O)=×0.0015mol·L-1·s-1=0.00125mol·L-1·s-1
v(NO)=v(NH3)=0.0010mol·L-1·s-1
可见,A、B错误,C正确。
5.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中正确的是( )
A.v(W)=3v(Z)
B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y)
D.3v(W)=2v(X)
答案C
解析反应速率关系式为v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3,可知C正确。
6.在一定温度下的容积不变的容器中进行反应:2X(g)2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048
mol·L-1增加到0.12
mol·L-1需18
s,那么由0.12
mol·L-1增加到0.2
mol·L-1,需要反应的时间是( )
A.等于20
s
B.等于18
s
C.大于20
s
D.大于18
s
答案C
解析如果反应速率一直不变,则反应产物浓度的增加量应该与反应时间成正比,根据题意计算Y的浓度由0.12mol·L-1增加到0.2mol·L-1所需时间为20s;但随着反应的进行反应物浓度会变小,反应速率变慢,因此实际所需时间应该大于20s,C项正确。
7.在反应N2+3H22NH3中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6
mol·L-1,在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45
mol·L-1·s-1,则此段时间是( )
A.1
s
B.2
s
C.44
s
D.1.33
s
答案B
解析已知用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1,则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)=v(H2)=×0.45mol·L-1·s-1=0.3mol·L-1·s-1,所以Δt==2s。
8.(2021甘肃庆阳六中高二期中)
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0
kJ·mol-1。一定条件下,向容积为1
L的恒容密闭容器中充入1
mol
CO2和3
mol
H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.3
min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
B.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225
mol·L-1·min-1
C.13
min时,向容器中充入2
mol氦气,该反应的化学反应速率增加
D.13
min时,反应停止
答案B
解析3min时反应还没有平衡,A项错误。达到平衡时,v(H2)=3v(CO2)=0.225mol·L-1·min-1,B项正确。由于容器的容积没有变化,所以通入2mol氦气各成分的浓度没有变化,化学反应速率不变,C项错误。13min时反应达到平衡,正、逆反应速率相等,但不等于零,D错误。
9.
某温度时,在容积为3
L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为 。?
(2)反应开始至2
min末,X的反应速率为 。?
(3)该反应是由 (填序号)开始的。?
①正反应 ②逆反应 ③正、逆反应同时
答案(1)2Z+Y3X
(2)0.067
mol·L-1·min-1 (3)③
解析(1)由图知Z、Y为反应物,X为反应产物,且该反应为可逆反应,Z、Y、X三物质的系数之比为(2.0-1.6)∶(1.2-1.0)∶(1.0-0.4)=2∶1∶3。
(2)v(X)==0.067mol·L-1·min-1。
关键能力提升练
10.关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率0.8
mol·L-1·s-1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L-1
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种反应产物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,化学反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
答案D
解析化学反应速率0.8mol·L-1·s-1是指经过1s时某物质的浓度变化量为0.8mol·L-1,故A错误;化学反应速率可表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或反应产物浓度的变化来表示,而固体或纯液体浓度不变,故不能用于表示反应速率,故B错误;对于任何化学反应来说,化学反应速率的快慢与反应现象是否明显无必然联系,故C错误;化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,故D正确。
11.已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式应该为( )
A.v(NH3)=v(O2)
B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O)
D.v(O2)=v(NO)
答案D
解析根据反应4NH3+5O24NO+6H2O可知,v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6。
v(NH3)∶v(O2)=4∶5?v(NH3)=v(O2),因此A不正确。v(O2)∶v(H2O)=5∶6?v(O2)=v(H2O),因此B不正确。v(NH3)∶v(H2O)=4∶6?v(NH3)=v(H2O),因此C不正确。v(O2)∶v(NO)=5∶4?v(O2)=v(NO),因此D正确。
12.对于反应2A+B3C+4D,表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3
mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8
mol·L-1·s-1
D.v(D)=1
mol·L-1·s-1
答案B
解析可将反应速率均转化为用B表示的速率,然后比较大小即可。
A项:v(B)==0.25mol·L-1·s-1
B项:v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C项:v(B)=≈0.27mol·L-1·s-1
D项:v(B)==0.25mol·L-1·s-1
则B项中速率最大。
13.在一定条件下,将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L
的容器中混合发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若在2
s末测得C的浓度为0.6
mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol·L-1·s-1
③2
s末时物质B的浓度为0.7
mol·L-1
④2
s末时物质A的转化率为70%
其中正确的是( )
A.①④
B.①③
C.②④
D.③④
答案B
解析2s末C的浓度为0.6mol·L-1,则2s末n(C)=0.6mol·L-1×2L=1.2mol,由“三段式”分析:
2A(g)+B(g)2C(g)
开始/mol
4
2
0
转化/mol
1.2
0.6
1.2
2s末/mol
2.8
1.4
1.2
v(A)==0.3mol·L-1·s-1,v(B)==0.15mol·L-1·s-1,2s末时A的转化率为×100%=30%,2s末时B的浓度为=0.7mol·L-1。
14.(2021安徽蚌埠三中高二质量检测)一定温度下,在2
L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。下列描述正确的是( )
A.反应开始到10
s,用Z表示的反应速率为0.158
mol·L-1·s-1
B.反应开始到10
s,X的物质的量浓度减少了0.79
mol·L-1
C.反应开始到10
s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
答案C
解析v(Z)==0.079mol·L-1·s-1,A项错误;反应开始到10s,X物质的量浓度减少量为=0.395mol·L-1,B项错误;10s内Y的转化率为×100%=79.0%,C项正确;X、Y、Z三物质的系数比为(1.20-0.41)∶(1.00-0.21)∶1.58=1∶1∶2,故该反应化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D项错误。
15.在一定温度下,10
mL
0.40
mol·L-1
H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表:
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6
min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2
mol·L-1·min-1
B.6~10
min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2
mol·L-1·min-1
C.反应至6
min时,c(H2O2)=0.30
mol·L-1
D.反应至6
min时,H2O2分解了50%
答案C
解析H2O2的催化分解反应为2H2O22H2O+O2↑,根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的量,6min时,n(O2)=1×10-3mol,消耗的H2O2的物质的量n(H2O2)=2×10-3mol,则剩余H2O2的浓度c(H2O2)=0.2mol·L-1,C错误;0~6min,Δc(H2O2)=0.2mol·L-1,v(H2O2)=0.2mol·L-1÷6min≈3.33×10-2mol·L-1·min-1,A正确;随着反应进行,过氧化氢浓度减小,反应速率减小,故B正确;开始n(H2O2)=4×10-3mol,0~6min消耗了2×10-3mol,分解率为50%,D正确。
16.900
℃时,向2.0
L恒容密闭容器中充入0.40
mol乙苯,发生反应:
(g)+H2(g) ΔH=a
kJ·mol-1(a>0),经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(乙苯)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(苯乙烯)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
下列说法不正确的是( )
A.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则反应速率不变
B.反应在前20
min内的平均速率为v(H2)=0.004
mol·L-1·min-1
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时乙苯的浓度为0.2
mol·L-1
D.30
min后反应达到平衡状态
答案C
解析由题给表格中数据可知,30min后苯乙烯的物质的量不再变化,说明反应已达到平衡状态,D项正确;水蒸气对该反应体系来说为“惰性气体”,恒容下充入水蒸气不影响反应速率,A项正确;前20min内v(H2)==0.004mol·L-1·min-1,B项正确;900℃平衡时,乙苯的浓度为=0.1mol·L-1,C项错误。
17.在2
L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质系数。在0~3
min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
时间
物质
X
Y
Z
Q
起始/mol
0.7
1
2
min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3
min末/mol
0.8
已知2
min内v(Q)=0.075
mol·L-1·min-1,。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ,n(Q)= 。?
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。?
(3)用Z表示2
min内的反应速率 。?
(4)2
min末Q的转化率为 。?
(5)试判断在2
min内v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”),在2
min末~3
min末v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。?
答案(1)2.3
mol 3
mol (2)1 4 2 3
(3)0.05
mol·L-1·min-1 (4)10% (5)< =
解析对比X的起始量和2min末的量可知,起始时反应逆向进行。Δn(Q)=v(Q)·V·Δt=0.075mol·L-1·min-1×2L×2min=0.3mol。
利用“三段式”法对反应过程分析如下:
mX+ nY pZ+ qQ
起始/mol
0.7
n(Y)
1
n(Q)
转化/mol
Δn(X)
Δn(Y)
Δn(Z)
Δn(Q)
2min末/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
故Δn(X)=0.8mol-0.7mol=0.1mol,Δn(Z)=1mol-0.8mol=0.2mol,n(Q)=0.3mol+2.7mol=3mol。
(1)因,则Δn(Y)=0.4mol,n(Y)=2.7mol-0.4mol=2.3mol。
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)=0.1mol∶0.4mol∶0.2mol∶0.3mol=1∶4∶2∶3。
(3),v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05mol·L-1·min-1。
(4)Q的转化率α(Q)=×100%=×100%=10%。
(5)起始时反应逆向进行,至2min末Z的物质的量不再变化,达到平衡状态,故2min内v(正)学科素养拔高练
18.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25
℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,进行下列对比实验。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
V1
V2
测得实验①和②溶液中的Cr2浓度随时间变化关系如图所示。
则表格中V1= ,V2= 。?
(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。?
(3)实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1
min反应速率v(Cr3+)=
mol·L-1·min-1(用代数式表示)。?
答案(1)20 20(或其他合理答案) (2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响或溶液pH越小,反应速率越大
解析(1)实验①②中初始pH不同,则探究的是pH对反应速率的影响。因此实验②③为探究一定浓度草酸溶液用量对反应速率的影响,实验②③中试剂总体积应相同。
(2)草酸中C元素为+3价,则其被氧化为CO2。
(3)根据图像分析,实验①和②表明pH越小,则Cr2转化为Cr3+的反应速率越大;0~t1min反应速率v(Cr3+)=2v(Cr2)=mol·L-1·min-1。
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10
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