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高中化学人教版(2019)必修第二册第六章 第二节 化学反应的速率与限度
一、单选题
1.(2021高一下·雅安期末)下列反应不属于可逆反应的是( )
A.NO与氧气反应 B.H2与N2反应合成NH3
C.NH3溶于水 D.Cl2溶于水
【答案】A
【知识点】化学反应的可逆性
【解析】【解答】A.NO与氧气反应生成NO2,NO2不会分解生成NO和氧气,故A不是可逆反应,故A符合题意;
B.H2与N2反应合成NH3,NH3在相同条件下生成H2与N2,是可逆反应,故B不符合题意;
C.NH3溶于水生成氨水,氨水同时又会生成氨气和水,是可逆反应,故C不符合题意;
D.Cl2溶于水生成盐酸和次氯酸,同时盐酸和次氯酸又会生成氯气和水,是可逆反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】常见的可逆反应:1.工业制备氨气;2.氯气溶于水;3.氨气溶于水;4.二氧化硫和氧气生成三氧化硫;5.二氧化硫溶于水等。
2.(2021高一下·雅安期末)在某一化学反应中,反应物A的浓度在10s内从0.8 mol·L-1变为0.2 mol·L-1,则在这10s内A的化学反应速率为( )
A.0.06 mol·L-1·s-1 B.0.02 mol·L-1·s-1
C.0.02 mol·L-1 D.0.08 mol·L-1·s-1
【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】根据化学反应速率的计算公式,可得该反应的速率v(A)= =0.06mol/(L·s),
故答案为:A。
【分析】根据计算;
3.(2021高一下·内江期末)把下列四种X溶液,分别加入到盛有10mL2mol.L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X和盐酸缓慢进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.30mL2mol.L-1的X溶液 B.20mL1mol.L-1的X溶液
C.10mL4mol.L-1的X溶液 D.10mL3mol.L-1的X溶液
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】把四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,四种溶液中含有X的物质的量分别为:
A.n(X)=0.03L×2mol/L=0.06mol;
B.n(X)=0.02L×1mol/L=0.02mol;
C.n(X)=0.01L×4mol/L=0.04mol;
D.n(X)=0.01L×3mol/L=0.03mol;
通过计算可知:X的物质的量最大的是A,则均为50mL稀释液中,A混合液中X的浓度最大,反应速率最快,故A符合;
故答案为:A。
【分析】混合后溶液中HCl浓度相等,则混合溶液中X浓度越大,反应速率越快,由于混合液体积相同,则X的物质的量越大,反应速率越大,据此进行解答。
4.(2021高一下·蓝田期末)下列有关化学反应的说法正确的是( )
A.把食物放入冰箱内,可减缓食物腐败的速率
B.铝粉与需要在高温下反应,所以该反应是吸热反应
C.蜡烛燃烧过程中,只有化学能转化为热能的能量变化
D.品红溶液中通入褪色,加热后又恢复红色属于可逆反应
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;吸热反应和放热反应;化学反应速率的影响因素;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.降低温度会降低化学反应速率,把食物放入冰箱内,温度降低,所以可减缓食物腐败的速率,故A符合题意;
B.虽然铝粉与 Fe2O3 需要在高温下反应,但是铝热反应为放热反应,故B不符合题意;
C.蜡烛燃烧过程中还存在化学能转化为光能等,化学能不完全转化为热能,故C不符合题意;
D.SO2使品红溶液褪色,加热又复原,是不同反应条件下进行的两个过程,不是可逆反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据化学反应速率的影响因素以及吸热反应和放热反应及其能量变化和SO2的漂白性分析解答。
5.(2021高一下·韩城期末)下列有关化学反应速率和限度的说法中错误的是( )
A.实验室通过分解制备,加入后,反应速率明显加快
B.已知工业合成氨是一个放热的可逆反应,所以升高温度,正反应速率减小
C.在反应中,不能100%转化为
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取时,用碳酸钙粉末比块状碳酸钙反应要快
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应的可逆性;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,二氧化锰其催化作用,反应速率明显加快,A不符合题意;
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,只是增大的程度不同,B符合题意;
C.由于反应2SO2+O22SO3是可逆反应,所以SO2不能全部转化为SO3,C不符合题意;
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制CO2,用碳酸钙粉末可以增大反应物的接触面积,因此比用块状碳酸钙反应要快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.二氧化锰是双氧水分解的催化剂;
B.温度升高反应速率加快;
C.可逆反应中,反应物不可能完全转化;
D.固体的接触面积越大反应速率越快。
6.(2021高一下·渭滨期末)100mL浓度为2mol/L的硫酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成的氢气的总量,可采用的方法是( )
A.加入适量的6mol/L的硫酸 B.适当加热
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的稀硝酸
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、加入适量6mol/L的硫酸,增大氢离子的浓度,也增大了氢离子的物质的量,A不符合题意;
B、加热会加快反应速率,且没有改变氢离子的物质的量,不影响生成的氢气的总量,B符合题意;
C、加入适量蒸馏水,氢离子浓度降低,减小反应速率,C不符合题意;
D、加入适量的硝酸溶液,金属锌和硝酸反应不会产生氢气,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又基本不影响生成氢气的总量,则增大氢离子的浓度,不改变氢离子的物质的量或利用原电池原理来加快反应速率即可。
7.(2021高一下·肇庆期末)一定条件下,对于可逆反应,若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为、、,则下列判断正确的是( )
A.
B.X的浓度为时,Z的浓度为
C.X、Y的转化率不相等
D.的取值范围为
【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A.由反应式可知,反应物、的计量数之比为,平衡时、的浓度比为,则起始浓度,故A符合题意;
B.根据三段式计算,的浓度为时,的浓度为0.08+0.04=,故B不符合题意;
C.、初始浓度比等于反应计量数之比,其转化率相等,故C不符合题意;
D.由、、均不为零可知,的取值范围为,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 A.由反应式可知,转化的X、Y的物质的量之比为1:3,平衡时物质的量浓度之比还是1:3,所以 ;
B.根据三段式计算;
C.初始浓度比等于反应计量数之比,其转化率相等;
D.由、、均不为零可知,取不到等;
8.(2021高一下·深圳期末)相同质量的与足量稀硫酸分别在下列条件下发生反应,其中化学反应速率最大的一组是( )
温度/ 锌的状态
A 0.1 20 颗粒
B 0.1 35 颗粒
C 0.1 20 粉末
D 1.0 35 粉末
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】硫酸浓度越大反应速率越快;温度越高反应速率越快;锌粉与硫酸接触面积增大,反应速率比Zn颗粒快,
故答案为:D。
【分析】影响化学反应速率的外界因素:温度,浓度,催化剂和压强(有气体参与的反应),以及接触面积和光照等。
9.(2021高二上·宁南月考)在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.通入少量HCl气体,溶液中pH值增大
C. 加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动,CH3COO-浓度增大
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向逆反应方向移动,CH3COO-浓度减小
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.加水稀释,促进弱电解质的电离,因此平衡正向移动,A不符合题意;
B.通入少量的HCl气体,溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,达到心的平衡后,溶液中c(H+)增大,溶液的pH减小,B不符合题意;
C.加入少量的NaOH固体,NaOH电离产生的OH-能与H+反应,使得溶液中c(H+)减小,平衡正向移动,溶液中c(CH3COO-)增大,C符合题意;
D.加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,但是达到新的平衡后,溶液中c(CH3COO-)仍比原来的大,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、加水会促进弱电解质在水中的电离;
B、通入HCl气体,溶液中c(H+)增大;
C、加入少量NaOH固体,OH-能与H+反应;
D、加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大;
10.(2021高二上·黑龙江期中)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。下列说法正确的是( )
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,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
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.由图甲可知,当溶液中c(H2O2)越大时,H2O2的分解速率越快,A不符合题意;
B.由图乙可知,NaOH溶液的浓度越大时,H2O2的分解速率越快,而NaOH溶液的浓度越大,此时溶液的pH越大,B不符合题意;
C.由图丙可知,在有少量Mn2+的溶液中,溶液中c(NaOH)越大时,H2O2的分解速率越慢,而c(NaOH)越大, 碱性越强,C不符合题意;
D.由图丙和图丁可知,在碱性溶液中,溶液中c(Mn2+)越大,H2O2的分解速率越快,因此Mn2+对H2O2的分解速率影响较大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据浓度对反应速率的影响分析;
B、根据NaOH溶液浓度大小,确定溶液pH的大小,对反应速率的影响;
C、根据NaOH溶液浓度的大小判断溶液碱性强弱,从而分析碱性对反应速率的影响;
D、pH相同时,c(Mn2+)越大,H2O2的分解速率越大;
11.(2021高三上·龙岗期中)一定温度下,在 物质 的溶液中,发生反应: ,测算出物质 的浓度随时间变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A. , 的平均速率为
B.反应至 时,
C.反应过程中,
D.可推测出图中x为3930
【答案】D
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A. ,X浓度变化为:0.96mol/L-0.66 mol/L =0. 3mol/L 的平均速率为(2×0.3mol/L )÷600s= ,A不符合题意;
B.由图像可知,反应至 时没有达到平衡,正、逆反应速率不相等,则 不等于v逆(Y),B不符合题意;
C.反应过程中,以600s处为例, ,C不符合题意;
D.由题目给出的图表可知,600~1710s时间段内,反应物浓度减少至原来的一半时,所需时间为1110s,1710~2820s时间段内, c(X)减小至原来的一半,所需时间为
1110s,要使c(X)再减小一半,反应所需要的时间仍为1110s,则可推测上图中的x为3930s,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、根据图像确定Δc(X),由反应的化学方程式可得Δc(Y),再结合公式计算反应速率;
B、反应至2200s时,反应未达到平衡状态;
C、当反应进行到600s时,2c(X)+c(Y)=3.52mol/L;
D、根据反应过程中,单位时间内c(X)的变化分析;
12.(2021高二上·浙江期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正=v逆
B.4min内,CO2的转化率为71.4%
C.CO的反应速率v(CO)=0.125mol·L-1·s-1
D.保持容器压强不变,充入He,化学反应速率不变
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.反应速率为平均速率,故t1 min时的速率不能计算,故A不符合题意;
B.4 min内,CO2的转化率为 ×100%=71.4%,故B符合题意;
C.CO的平均反应速率v(CO)= = 0.125 mol·L-1·min-1,故C不符合题意;
D.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,则浓度减小,故速率减慢,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、t1min时,反应正向进行,据此判断正逆反应速率的相对大小;
B、根据坐标系数据,确定4min内,参与反应的c(CO2),进而计算CO2的转化率;
C、根据公式计算反应速率;
D、保持压强不变,充入He,体系的体积增大,浓度减小,反应速率减小;
13.(2021高二上·浙江期中)NO催化O3分解的反应机理如下:
第一步:
第二步:
第三步:___________
总反应:
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述的错误的是( )
A.第一步基元反应是该反应的决速步骤
B.第二步反应断裂的化学键只有共价键
C.第三反应的反应机理为:
D.催化剂NO改变了总反应的反应历程和焓变
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.根据图示可知第一步反应的活化能最大,反应速率最慢,对整个化学反应的化学反应速率起决定作用,A不符合题意;
B.NO2是共价化合物,第二步反应中断裂NO2中的共价键,形成O和NO中的共价键,因此只有共价键的断裂,B不符合题意;
C.根据盖斯定律,将总反应方程式减去第一步、第二步反应方程式可得第三反应的反应机理为: ,C不符合题意;
D.催化剂NO改变了总反应的反应历程,但由于不能改变反应的起始状态与终止状态,也就不能改变反应物、生成物的能量,因此不能改变总反应的焓变,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、决速反应是慢反应,根据活化能的大小判断反应的快慢;
B、第二步反应反应物只有NO2,只存在共价键的断裂;
C、根据盖斯定律确定第三步反应的化学方程式;
D、催化剂不能改变反应的焓变;
14.(2021高二上·安徽期中)某温度下,在恒容密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,改变条件对反应正、逆反应速率的影响如图所示,关于改变的条件下列说法错误的是( )
A.压缩容器体积 B.通入O2
C.通入稀有气体He D.减低温度
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.压缩体积,相当于加压,平衡正向进行,v’正>v’逆,与图示信息不相符,A不符合题意;
B.增加O2的瞬间, 正变大, 逆不变,B符合题意;
C.恒温恒容通入稀有气体,不影响反应物、生成物浓度,故 正、 逆均不变,C不符合题意;
D.降温,平衡正向移动,v’正>v’逆,与图示信息不相符,D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.加压平衡正向进行;
B.通入O2的瞬间, 正变大;
C.恒容通入稀有气体不影响反应速率;
D.降温,平衡正向移动。
15.(2021高二上·浙江期中)把下列四种 溶液分别加入到四个盛有 盐酸的烧杯中,均加水稀释至溶液体积为 ,此时 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )
A. 的 溶液
B. 的 溶液
C. 的 溶液
D. 的 溶液
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】其他条件相同时,温度越高,浓度越大,反应速率越快。因此20℃时,反应速率比10℃时快,故排除选项C、D。选项 A中,,B选项中。选项A中溶液的浓度大,反应速率快。因此反应速率最快的是A,A符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合温度、浓度对反应速率的影响分析。
16.(2021高二上·浙江期中)密闭的真空容器中放入一定量 固体,发生反应 .达到平衡后,保持温度不变,缩小容器体积为原来的一半,重新达到平衡.下列叙述正确的是( )
A.缩小容器体积,平衡正向移动
B.达到新平衡后,容器内压强增大
C.达到新平衡后,气体的密度不变
D.达到新平衡后,固体总质量不变
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.缩小体积后,压强增大, 平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡逆向移动,A不符合题意;
B.达到新平衡后,容器内的压强减小,B不符合题意;
C.由于该反应中只存在O2一种气体,因此气体的密度保持不变,C符合题意;
D.改变条件后平衡逆向移动,部分O2的质量转化为固体CaO2的质量, 因此固体的质量增加,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】达到平衡后保持温度不变,缩小容器体积为原来的一半,体系的压强增大,结合压强对平衡移动的影响分析。
二、综合题
17.(2021高二上·三亚月考)在密闭容器里,通入xmolH2(g)和ymolI2(g),改变下列条件,反应速率将如何变化?(填“增大、减小、或无影响”)
(1)若升高温度,速率 ;
(2)若加入催化剂,速率 ;
(3)若充入更多的H2,速率 ;
(4)若扩大容器的体积,速率 ;
(5)若容器容积不变,通入氖气,速率 。
【答案】(1)增大
(2)增大
(3)增大
(4)减小
(5)无影响
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)温度越高,反应速率越快,若升高温度,速率增大;
(2)催化剂能加快反应速率,若加入催化剂,速率增大;
(3)若充入更多的H2,反应物浓度增大,反应速率增大;
(4)若扩大容器的体积,反应物浓度减小,反应速率减小;
(5)若容器容积不变,通入氖气,反应物浓度不变,反应速率无影响。
【分析】改变影响反应速率条件,增大浓度、增大压强、使用催化剂,反应速率加快,反之反应速率减慢,反应体系中各物质的浓度不变,则反应速率不变解答该题。
18.(2021高一下·温州期中)在 密闭容器中,800℃时,反应 体系中, 随时间的变化如表所示.
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中,A点处 (填“大于”小于”或“等于”)。
(2)图中表示 变化的曲线是 。用 表示从 内该反应的平均速率 。
(3)下列能使该反应的反应速率增大的是 。
a.及时分离出 气体 b.适当升高温度
c.适当扩大容器的容积 d.选择高效的催化剂
【答案】(1)大于
(2)b;
(3)bd
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】(1)观察图表可知,A点还未达到平衡,则 大于 ;
(2)NO2是产物,随反应进行浓度增大,平衡时浓度为NO浓度的变化量△c(NO)= ,所以图中表示NO2变化的曲线是b,2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)= = =3.0×10-3mol L-1 s-1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)= v(NO)= =3.0×10-3mol L-1 s-1=1.5×10-3mol L-1 s-1,故答案为:b;1.5×10-3 mol L-1 s-1;
(3)a.及时分离出NO2气体,浓度降低,化学反应速率降低,故a不正确;
b.适当升高温度,反应速率加快,故b正确;
c.适当扩大容器的容积,反应物浓度减小,化学反应速率降低,故c不正确;
d.选择高效催化剂,化学反应速率加快,故d正确;
故答案为:bd。
【分析】
(1)根据A点未达到平衡,因此向正反应方向移动
(2)根据给出的数据计算出平衡时二氧化氮的浓度即可,根据一氧化氮的速率结合化学计量系数之比计算出氧气的速率
(3)对于 反应可以提高反应速率,可以适当的提高温度以及使用合适的催化剂
19.(2021高一下·太原期末)某温度时,在2 L密闭容器中充入NO与O2,反应过程中各物质的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)NO与O2反应的化学方程式是 ,反应现象是 。
(2)上图中表示NO的曲线是 (填序号),在 内用NO表示的平均反应速率是 。
(3)为加快该反应的速率,可采取的一种措施是 。
(4)已知该反应为放热反应,下图中能正确表示该反应中能量变化的是 (填序号)。
A. B. C.
【答案】(1)2NO+O2 2NO2;无色气体变为红棕色
(2)b;0.003 mol/(L·s)
(3)升温
(4)
【知识点】吸热反应和放热反应;化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)根据图示可知:在前2 s内,a增加0.012 mol,b减少0.012 mol,c减少0.006 mol,则a是生成物,b、c是反应物,它们反应的物质的量的比是a:b:c=2:1:2,则b是NO,c是O2,a是NO2,2 s后三种物质都存在,且物质的量都不再发生变化,说明该反应是可逆反应,反应的化学方程式为:2NO+O2 2NO2;在三种气体中,NO、O2是无色气体,而NO2是红棕色气体,故反应现象是:无色气体变为红棕色;
(2)根据(1)分析可知b表示NO,c表示O2,a表示NO2;在0~2 s内用NO表示的平均反应速率v(NO)= = 0.003 mol/(L·s);
(3)根据影响化学反应速率的因素,可知要加快反应速率,可采取的措施有升高温度;
(4)该反应的正反应是放热反应,说明反应物的能量比生成物的高,发生反应时会释放出多余的能量。图示中A为吸热反应,B为放热反应,C中无能量变化,只有选项B与反应事实相吻合,故答案为:B。
【分析】 (1) 由图中曲线可以看出,a物质在反应开始后逐渐增多,而b、c物质在反应开始后逐渐减少,判断b、c是反应物,a是生成物.根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比书写化学方程式;2NO(无色)+O2 2NO2(红棕色);
(2) 根据图中的数据和反应速率的概念,可求出物质NO在 内的平均反应速率;
(3) 依据化学反应速率的影响因素分析;
(4) 依据放热反应中的能量关系分析.
20.(2021高一下·阎良期末)化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。某研究学习小组同学进行下列探究活动。
(1)甲同学探究反应Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1 mol/L的H2SO4,观察到试管内有气泡产生,触摸试管外壁,温度升高。
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②下列措施中,能加快氢气生成速率的是 (填字母)。
a.将铁片改成铁粉 b.将稀H2SO4改成浓硫酸 c.加硫酸钠溶液
(2)乙同学认为原电池原理也可加快化学反应速率,他设计如图1所示实验装置。实验过程中可观察到的现象是 。铁片上的电极反应式为 。
(3)丙同学根据 反应的发生条件,在老师的指导下,按如图2流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入一定体积滴有酚酞的稀硫酸中(溶液的体积、浓度均相同)。
①写出实验室用加热固体混合物的方法制备NH3的化学反应方程式 。
②为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。
③在不同催化剂时测得混合气体中NH3的物质的量与时间的关系如图所示,则曲线 (填序号)使用的催化剂催化性能最好,理由是 。
【答案】(1)放热;a
(2)电流计指针偏转,铁片逐渐溶解,溶液由无色变为浅绿色,铜片上有气泡产生;Fe-2e-=Fe2+
(3)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;溶液显色所需时间;Ⅲ;其它条件相同时,Ⅲ中NH3的物质的量减少的程度最快,反应速率最快,达平衡时间最短,所以催化剂的性能最好
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①Fe与稀硫酸发生反应制取氢气,反应后触摸试管外壁,温度升高,说明发生反应放出热量,因此该反应为放热反应;
②a.将铁片改成铁粉,反应物接触面积增大,发生速率大大加快,a正确;
b.将稀H2SO4改成浓硫酸,由于浓硫酸主要以硫酸分子存在,其中的H+浓度很小,H+浓度减小,反应速率减慢,b不正确;
c.加硫酸钠溶液,溶液中的水对稀硫酸起稀释作用,导致硫酸浓度降低,反应速率减慢,c不正确;
故答案为:a;
(2)在如图的原电池反应中,由于金属活动性:Fe>Cu,所以Fe为负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;电子经电流表流向正极Cu,溶液中的H+在正极Cu上得到电子,发生还原反应,正极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑。因此看到的现象是:电流计指针偏转;铁片逐渐溶解,溶液由无色变为浅绿色;铜片上有气泡产生;
(3)①在实验室中用铵盐与碱共热制取氨气,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②NH3的水溶液显碱性,能够使酚酞试液变为红色,若反应快,反应后的气体中NH3含量少,溶液变色慢、变色浅;若反应慢,反应后的气体中NH3含量多,溶液变色快、变红色深;故为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是溶液显色所需时间;
③催化剂的催化效率越好,反应速率就越快,反应消耗相同物质的量的NH3所需时间就越少,达到平衡所需时间越少。根据图示可知曲线III使用的催化剂催化性能最好。
【分析】(1)①根据温度升高即可判断其为放热
②常见的加快速率的方法是铁块变为粉末或者是增大浓度
(2)根据形成原电池,铁做负极,铜做正极,铁溶解附近变为浅绿色,铜做正极,有气泡冒出。即可写出电极式
(3)①根据反应物和生成物即可写出方程式
②根据氨气溶于水形成氨水,氨水使酚酞变色即可确定终点,根据变色的时间判断催化剂的效果
③根据时间的长度即可判断催化剂的催化效果
21.(2021·鹰潭模拟)碘及碘的化合物在人类活动中占有重要的地位。已知反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)ΔH=-14.9kJ·mol-1。
(1)根据下图判断1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。
(2)氢气和碘蒸气能直接反应生成碘化氢,T℃时,向1L的恒容密闭容器中充入0.2mol H2(g)和0.2mol
I2(g),5min时反应达到平衡,H2(g)、I2(g)和HI(g)的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示:
0~5min内,用H2(g)表示的该反应速率v(H2)= 。6min时,改变的外界条件为 。
(3)反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I2 2I(快速平衡);
第二步:I+H2 H2I(快速平衡);
第三步:H2I+I→2HI(慢反应)。
则该反应的反应速率由 步决定。
(4)将等物质的量的I2和H2置于预先抽真空的特制1L恒容密闭容器中,加热到1500K,起始总压强为416kPa;体系达到平衡时,总压强为456kPa。若体系中只考虑如下反应关系:
①I2(g) 2I(g)Kpl=200ΔH1
②I2(g)+H2(g) 2HI(g)Kp2ΔH2
KP为以分压表示的平衡常数。1500K时,平衡体系中I(g)的分压为 kPa,Kp2= (写表达式)。
(5)某实验兴趣小组将氧化还原反应2Cu2++5I- 2CuI↓++ 设计成如图所示的原电池装置:
带孔的封蜡鸡蛋壳为半透膜,鸡蛋壳内的电极为 (填“正极”或“负极”);该电极反应式为 。
【答案】(1)439.9
(2)0.032mol·L-1·min-1;降低温度
(3)第三
(4)80;
(5)负极;3I--2e-=
【知识点】反应热和焓变;电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,断裂1molH-H键的焓变=ΔH3-ΔH1=+439.9kJ·mol-1,所以断裂1molH-H键需要吸收的能量为439.9kJ;
(2)0~5min内,v(H2)= =0.032 mol·L-1·min-1;6min时改变外界条件,平衡向正反应方向移动,根据图像曲线斜率可知,化学反应速率降低,且Δc(HI)=2Δc(H2),该反应正向为放热反应,因此改变的条件为降低温度;
(3)多步反应的反应速率由慢反应决定,故该反应的反应速率由第三步决定;
(4)可设起始时n(I2)=n(H2)=208mol,则平衡时混合气体总物质的量为456mol,1mol气体的分压为1kPa,由于反应②是等体积变化的反应,反应①正向是气体体积增大的反应,由反应的差量I2(g) 2I(g)Δn=2 1=1可知,生成I(g)的物质的量为气体物质的量变化量的2倍,所以I(g)的物质的量为:(456 416)mol×2=80mol,即平衡时I(g)的物质的量为80mol,分压分压为80kpa,即p(I)=80kPa;KP是指可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的分压(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的分压(方程式系数幂次方)乘积比,因此Kp2= ;
(5)鸡蛋壳内为碘化钾溶液,烧杯中盛装硫酸铜溶液,根据总反应可知,鸡蛋壳内的是I-发生氧化反应生成 ,电极为负极,其电极反应式为3I--2e-= 。
【分析】(1)根据盖斯定律即可求出 1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量
(2)根据氢气的变化量即可计算出速率,根据HI浓度增大,而H2和I2的浓度降低,说明反应向正反应方向移动因此可以是降温
(3)分步反应的速率是由最慢的一步决定
(4)① 恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于压强之比,即可计算,再根据公式即可计算出平衡常数
(5)根据 2Cu2++5I- 2CuI↓++ 即可判断发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极即可判断
22.(2021·海淀模拟)具有十八面体结构的Ag3PO4晶体是一种高效光催化剂,可用于实现“碳中和”,也可用于降解有机污染物。
(1)Ⅰ.配位-沉淀法制备 高效光催化剂
已知:i.Ag3PO4难溶于水,可溶于硝酸;
ii.Ag3PO4沉淀的生成速率会影响其结构和形貌,从而影响其光催化性能;
iii.银氨溶液中存在:
配制银氨溶液时的反应现象是 。
(2)加入 溶液时,发生以下反应,请将离子方程式补充完整:
□ +□+□=□NH3+□+□
(3) 和 在溶液中反应也可制得Ag3PO4固体,但制得的Ag3PO4固体光催化性能极差。从速率角度解释其原因: 。
(4)Ⅱ.Ag3PO4光催化剂的使用和再生
已知:Ag3PO4晶体在光照条件下发挥催化作用时,首先引发反应。a.
Ag3PO4光催化CO2制备甲醇可实现“碳中和”,a的后续反应: , ,则由CO2制备甲醇的总反应的化学方程式为 。
(5)Ag3PO4光催化降解RhB(代表有机污染物),RhB被氧化成CO2和H2O。a的后续反应
注:Ag3PO4在该催化过程中可能发生光腐蚀,生成单质银,影响其光催化性能。
用Ag3PO4依次降解三份相同的废水,测得3次降解过程中RhB的残留率( :即时浓度与起始浓度之比)随时间变化的曲线如图。
①下列说法正确的是 (填字母序号)。
a. 和 是降解RhB的重要氧化剂
b.第1次使用后Ag3PO4的光催化性能降低
c.该实验条件下,Ag3PO4使用两次即基本失效
②第1次光降解时, 内的反应速率为 (废水中RhB初始浓度 为 ,RhB的摩尔质量为 )
【答案】(1)先产生沉淀,继续滴加氨水,溶液变澄清
(2)3Ag(NH3) +HPO +OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O
(3)AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO )较大,沉淀反应速率快,不利于生成具有十八面体结构的Ag3PO4晶体
(4)2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
(5)abc;
【知识点】氧化还原反应;化学反应速率;离子方程式的书写
【解析】【解答】Ⅰ.(1)向硝酸银中滴加氨水,发生复分解反应生成氢氧化银沉淀、继续滴加氨水,则氢氧化银和氨水反应生成 溶液,当生成的白色沉淀恰好溶解,即为银氨溶液,故配制银氨溶液时的反应现象是:先产生沉淀,继续滴加氨水,溶液变澄清;
(2)由信息知:银氨溶液中加入 溶液时生成磷酸银沉淀、同时产生氨气,则离子方程式为:3Ag(NH3) +HPO +OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O;
(3)已知:具有十八面体结构的Ag3PO4晶体是一种高效光催化剂,但AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO )较大,沉淀反应速率快,不利于生成具有十八面体结构的Ag3PO4晶体,故制得的Ag3PO4固体光催化性能极差;
Ⅱ.(4)由 a. 、a的后续反应②: 以及③ ,按得失电子守恒可知:12×a+3×②+③×2可得:由CO2制备甲醇的总反应的化学方程式为:2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2;
(5)①a.降解RhB即使之被氧化为二氧化碳和水,需要氧化剂, 和 是 a的后续反应 的产物,是重要氧化剂,a正确;
b.由图知,第一次降解过程大约为60min,而第2次降解过程大约要400min,第3次RhB的残留率高、则第1次使用后Ag3PO4的光催化性能降低,b正确;
c.该实验条件下,Ag3PO4使用两次即基本失效,c正确;
说法正确的是abc;
②第1次光降解时, 内的反应速率为 。
【分析】(1)将氨水不断的加入到硝酸银溶液中,先生成白色沉淀再沉淀溶解
(2)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(3)根据 Ag3PO4沉淀的生成速率会影响其结构和形貌从而影响其光催化性能 可知银离子和磷酸根浓度过大不易产生 十八面体结构的Ag3PO4晶体
(4)根据后续反应进行转换即可得到二氧化碳制取甲醇的反应
(5)①a.根据需要将 RhB被氧化成CO2和H2O ,因此需要氧化剂,而 和 是氧化剂
b.根据图示即可判断第一次实验后的降解时间即可判断
c.根据第三次残留率即可判断
②根据残留率计算出减少的量即可计算出速率
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高中化学人教版(2019)必修第二册第六章 第二节 化学反应的速率与限度
一、单选题
1.(2021高一下·雅安期末)下列反应不属于可逆反应的是( )
A.NO与氧气反应 B.H2与N2反应合成NH3
C.NH3溶于水 D.Cl2溶于水
2.(2021高一下·雅安期末)在某一化学反应中,反应物A的浓度在10s内从0.8 mol·L-1变为0.2 mol·L-1,则在这10s内A的化学反应速率为( )
A.0.06 mol·L-1·s-1 B.0.02 mol·L-1·s-1
C.0.02 mol·L-1 D.0.08 mol·L-1·s-1
3.(2021高一下·内江期末)把下列四种X溶液,分别加入到盛有10mL2mol.L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X和盐酸缓慢进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.30mL2mol.L-1的X溶液 B.20mL1mol.L-1的X溶液
C.10mL4mol.L-1的X溶液 D.10mL3mol.L-1的X溶液
4.(2021高一下·蓝田期末)下列有关化学反应的说法正确的是( )
A.把食物放入冰箱内,可减缓食物腐败的速率
B.铝粉与需要在高温下反应,所以该反应是吸热反应
C.蜡烛燃烧过程中,只有化学能转化为热能的能量变化
D.品红溶液中通入褪色,加热后又恢复红色属于可逆反应
5.(2021高一下·韩城期末)下列有关化学反应速率和限度的说法中错误的是( )
A.实验室通过分解制备,加入后,反应速率明显加快
B.已知工业合成氨是一个放热的可逆反应,所以升高温度,正反应速率减小
C.在反应中,不能100%转化为
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取时,用碳酸钙粉末比块状碳酸钙反应要快
6.(2021高一下·渭滨期末)100mL浓度为2mol/L的硫酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成的氢气的总量,可采用的方法是( )
A.加入适量的6mol/L的硫酸 B.适当加热
C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的稀硝酸
7.(2021高一下·肇庆期末)一定条件下,对于可逆反应,若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为、、,则下列判断正确的是( )
A.
B.X的浓度为时,Z的浓度为
C.X、Y的转化率不相等
D.的取值范围为
8.(2021高一下·深圳期末)相同质量的与足量稀硫酸分别在下列条件下发生反应,其中化学反应速率最大的一组是( )
温度/ 锌的状态
A 0.1 20 颗粒
B 0.1 35 颗粒
C 0.1 20 粉末
D 1.0 35 粉末
A.A B.B C.C D.D
9.(2021高二上·宁南月考)在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.通入少量HCl气体,溶液中pH值增大
C. 加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动,CH3COO-浓度增大
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向逆反应方向移动,CH3COO-浓度减小
10.(2021高二上·黑龙江期中)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。下列说法正确的是( )
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,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
11.(2021高三上·龙岗期中)一定温度下,在 物质 的溶液中,发生反应: ,测算出物质 的浓度随时间变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A. , 的平均速率为
B.反应至 时,
C.反应过程中,
D.可推测出图中x为3930
12.(2021高二上·浙江期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正=v逆
B.4min内,CO2的转化率为71.4%
C.CO的反应速率v(CO)=0.125mol·L-1·s-1
D.保持容器压强不变,充入He,化学反应速率不变
13.(2021高二上·浙江期中)NO催化O3分解的反应机理如下:
第一步:
第二步:
第三步:___________
总反应:
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述的错误的是( )
A.第一步基元反应是该反应的决速步骤
B.第二步反应断裂的化学键只有共价键
C.第三反应的反应机理为:
D.催化剂NO改变了总反应的反应历程和焓变
14.(2021高二上·安徽期中)某温度下,在恒容密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,改变条件对反应正、逆反应速率的影响如图所示,关于改变的条件下列说法错误的是( )
A.压缩容器体积 B.通入O2
C.通入稀有气体He D.减低温度
15.(2021高二上·浙江期中)把下列四种 溶液分别加入到四个盛有 盐酸的烧杯中,均加水稀释至溶液体积为 ,此时 和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是( )
A. 的 溶液
B. 的 溶液
C. 的 溶液
D. 的 溶液
16.(2021高二上·浙江期中)密闭的真空容器中放入一定量 固体,发生反应 .达到平衡后,保持温度不变,缩小容器体积为原来的一半,重新达到平衡.下列叙述正确的是( )
A.缩小容器体积,平衡正向移动
B.达到新平衡后,容器内压强增大
C.达到新平衡后,气体的密度不变
D.达到新平衡后,固体总质量不变
二、综合题
17.(2021高二上·三亚月考)在密闭容器里,通入xmolH2(g)和ymolI2(g),改变下列条件,反应速率将如何变化?(填“增大、减小、或无影响”)
(1)若升高温度,速率 ;
(2)若加入催化剂,速率 ;
(3)若充入更多的H2,速率 ;
(4)若扩大容器的体积,速率 ;
(5)若容器容积不变,通入氖气,速率 。
18.(2021高一下·温州期中)在 密闭容器中,800℃时,反应 体系中, 随时间的变化如表所示.
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中,A点处 (填“大于”小于”或“等于”)。
(2)图中表示 变化的曲线是 。用 表示从 内该反应的平均速率 。
(3)下列能使该反应的反应速率增大的是 。
a.及时分离出 气体 b.适当升高温度
c.适当扩大容器的容积 d.选择高效的催化剂
19.(2021高一下·太原期末)某温度时,在2 L密闭容器中充入NO与O2,反应过程中各物质的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)NO与O2反应的化学方程式是 ,反应现象是 。
(2)上图中表示NO的曲线是 (填序号),在 内用NO表示的平均反应速率是 。
(3)为加快该反应的速率,可采取的一种措施是 。
(4)已知该反应为放热反应,下图中能正确表示该反应中能量变化的是 (填序号)。
A. B. C.
20.(2021高一下·阎良期末)化学反应中的能量和速率变化对生产生活有着重要意义。某研究学习小组同学进行下列探究活动。
(1)甲同学探究反应Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑中的能量变化。向装有铁片的试管中加入1 mol/L的H2SO4,观察到试管内有气泡产生,触摸试管外壁,温度升高。
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②下列措施中,能加快氢气生成速率的是 (填字母)。
a.将铁片改成铁粉 b.将稀H2SO4改成浓硫酸 c.加硫酸钠溶液
(2)乙同学认为原电池原理也可加快化学反应速率,他设计如图1所示实验装置。实验过程中可观察到的现象是 。铁片上的电极反应式为 。
(3)丙同学根据 反应的发生条件,在老师的指导下,按如图2流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入一定体积滴有酚酞的稀硫酸中(溶液的体积、浓度均相同)。
①写出实验室用加热固体混合物的方法制备NH3的化学反应方程式 。
②为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。
③在不同催化剂时测得混合气体中NH3的物质的量与时间的关系如图所示,则曲线 (填序号)使用的催化剂催化性能最好,理由是 。
21.(2021·鹰潭模拟)碘及碘的化合物在人类活动中占有重要的地位。已知反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)ΔH=-14.9kJ·mol-1。
(1)根据下图判断1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。
(2)氢气和碘蒸气能直接反应生成碘化氢,T℃时,向1L的恒容密闭容器中充入0.2mol H2(g)和0.2mol
I2(g),5min时反应达到平衡,H2(g)、I2(g)和HI(g)的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示:
0~5min内,用H2(g)表示的该反应速率v(H2)= 。6min时,改变的外界条件为 。
(3)反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I2 2I(快速平衡);
第二步:I+H2 H2I(快速平衡);
第三步:H2I+I→2HI(慢反应)。
则该反应的反应速率由 步决定。
(4)将等物质的量的I2和H2置于预先抽真空的特制1L恒容密闭容器中,加热到1500K,起始总压强为416kPa;体系达到平衡时,总压强为456kPa。若体系中只考虑如下反应关系:
①I2(g) 2I(g)Kpl=200ΔH1
②I2(g)+H2(g) 2HI(g)Kp2ΔH2
KP为以分压表示的平衡常数。1500K时,平衡体系中I(g)的分压为 kPa,Kp2= (写表达式)。
(5)某实验兴趣小组将氧化还原反应2Cu2++5I- 2CuI↓++ 设计成如图所示的原电池装置:
带孔的封蜡鸡蛋壳为半透膜,鸡蛋壳内的电极为 (填“正极”或“负极”);该电极反应式为 。
22.(2021·海淀模拟)具有十八面体结构的Ag3PO4晶体是一种高效光催化剂,可用于实现“碳中和”,也可用于降解有机污染物。
(1)Ⅰ.配位-沉淀法制备 高效光催化剂
已知:i.Ag3PO4难溶于水,可溶于硝酸;
ii.Ag3PO4沉淀的生成速率会影响其结构和形貌,从而影响其光催化性能;
iii.银氨溶液中存在:
配制银氨溶液时的反应现象是 。
(2)加入 溶液时,发生以下反应,请将离子方程式补充完整:
□ +□+□=□NH3+□+□
(3) 和 在溶液中反应也可制得Ag3PO4固体,但制得的Ag3PO4固体光催化性能极差。从速率角度解释其原因: 。
(4)Ⅱ.Ag3PO4光催化剂的使用和再生
已知:Ag3PO4晶体在光照条件下发挥催化作用时,首先引发反应。a.
Ag3PO4光催化CO2制备甲醇可实现“碳中和”,a的后续反应: , ,则由CO2制备甲醇的总反应的化学方程式为 。
(5)Ag3PO4光催化降解RhB(代表有机污染物),RhB被氧化成CO2和H2O。a的后续反应
注:Ag3PO4在该催化过程中可能发生光腐蚀,生成单质银,影响其光催化性能。
用Ag3PO4依次降解三份相同的废水,测得3次降解过程中RhB的残留率( :即时浓度与起始浓度之比)随时间变化的曲线如图。
①下列说法正确的是 (填字母序号)。
a. 和 是降解RhB的重要氧化剂
b.第1次使用后Ag3PO4的光催化性能降低
c.该实验条件下,Ag3PO4使用两次即基本失效
②第1次光降解时, 内的反应速率为 (废水中RhB初始浓度 为 ,RhB的摩尔质量为 )
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】化学反应的可逆性
【解析】【解答】A.NO与氧气反应生成NO2,NO2不会分解生成NO和氧气,故A不是可逆反应,故A符合题意;
B.H2与N2反应合成NH3,NH3在相同条件下生成H2与N2,是可逆反应,故B不符合题意;
C.NH3溶于水生成氨水,氨水同时又会生成氨气和水,是可逆反应,故C不符合题意;
D.Cl2溶于水生成盐酸和次氯酸,同时盐酸和次氯酸又会生成氯气和水,是可逆反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】常见的可逆反应:1.工业制备氨气;2.氯气溶于水;3.氨气溶于水;4.二氧化硫和氧气生成三氧化硫;5.二氧化硫溶于水等。
2.【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】根据化学反应速率的计算公式,可得该反应的速率v(A)= =0.06mol/(L·s),
故答案为:A。
【分析】根据计算;
3.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】把四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,四种溶液中含有X的物质的量分别为:
A.n(X)=0.03L×2mol/L=0.06mol;
B.n(X)=0.02L×1mol/L=0.02mol;
C.n(X)=0.01L×4mol/L=0.04mol;
D.n(X)=0.01L×3mol/L=0.03mol;
通过计算可知:X的物质的量最大的是A,则均为50mL稀释液中,A混合液中X的浓度最大,反应速率最快,故A符合;
故答案为:A。
【分析】混合后溶液中HCl浓度相等,则混合溶液中X浓度越大,反应速率越快,由于混合液体积相同,则X的物质的量越大,反应速率越大,据此进行解答。
4.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;吸热反应和放热反应;化学反应速率的影响因素;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A.降低温度会降低化学反应速率,把食物放入冰箱内,温度降低,所以可减缓食物腐败的速率,故A符合题意;
B.虽然铝粉与 Fe2O3 需要在高温下反应,但是铝热反应为放热反应,故B不符合题意;
C.蜡烛燃烧过程中还存在化学能转化为光能等,化学能不完全转化为热能,故C不符合题意;
D.SO2使品红溶液褪色,加热又复原,是不同反应条件下进行的两个过程,不是可逆反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据化学反应速率的影响因素以及吸热反应和放热反应及其能量变化和SO2的漂白性分析解答。
5.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应的可逆性;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,二氧化锰其催化作用,反应速率明显加快,A不符合题意;
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,只是增大的程度不同,B符合题意;
C.由于反应2SO2+O22SO3是可逆反应,所以SO2不能全部转化为SO3,C不符合题意;
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制CO2,用碳酸钙粉末可以增大反应物的接触面积,因此比用块状碳酸钙反应要快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.二氧化锰是双氧水分解的催化剂;
B.温度升高反应速率加快;
C.可逆反应中,反应物不可能完全转化;
D.固体的接触面积越大反应速率越快。
6.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、加入适量6mol/L的硫酸,增大氢离子的浓度,也增大了氢离子的物质的量,A不符合题意;
B、加热会加快反应速率,且没有改变氢离子的物质的量,不影响生成的氢气的总量,B符合题意;
C、加入适量蒸馏水,氢离子浓度降低,减小反应速率,C不符合题意;
D、加入适量的硝酸溶液,金属锌和硝酸反应不会产生氢气,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又基本不影响生成氢气的总量,则增大氢离子的浓度,不改变氢离子的物质的量或利用原电池原理来加快反应速率即可。
7.【答案】A
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A.由反应式可知,反应物、的计量数之比为,平衡时、的浓度比为,则起始浓度,故A符合题意;
B.根据三段式计算,的浓度为时,的浓度为0.08+0.04=,故B不符合题意;
C.、初始浓度比等于反应计量数之比,其转化率相等,故C不符合题意;
D.由、、均不为零可知,的取值范围为,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 A.由反应式可知,转化的X、Y的物质的量之比为1:3,平衡时物质的量浓度之比还是1:3,所以 ;
B.根据三段式计算;
C.初始浓度比等于反应计量数之比,其转化率相等;
D.由、、均不为零可知,取不到等;
8.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】硫酸浓度越大反应速率越快;温度越高反应速率越快;锌粉与硫酸接触面积增大,反应速率比Zn颗粒快,
故答案为:D。
【分析】影响化学反应速率的外界因素:温度,浓度,催化剂和压强(有气体参与的反应),以及接触面积和光照等。
9.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.加水稀释,促进弱电解质的电离,因此平衡正向移动,A不符合题意;
B.通入少量的HCl气体,溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,达到心的平衡后,溶液中c(H+)增大,溶液的pH减小,B不符合题意;
C.加入少量的NaOH固体,NaOH电离产生的OH-能与H+反应,使得溶液中c(H+)减小,平衡正向移动,溶液中c(CH3COO-)增大,C符合题意;
D.加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大,平衡逆向移动,但是达到新的平衡后,溶液中c(CH3COO-)仍比原来的大,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、加水会促进弱电解质在水中的电离;
B、通入HCl气体,溶液中c(H+)增大;
C、加入少量NaOH固体,OH-能与H+反应;
D、加入少量CH3COONa固体,溶液中c(CH3COO-)增大;
10.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.由图甲可知,当溶液中c(H2O2)越大时,H2O2的分解速率越快,A不符合题意;
B.由图乙可知,NaOH溶液的浓度越大时,H2O2的分解速率越快,而NaOH溶液的浓度越大,此时溶液的pH越大,B不符合题意;
C.由图丙可知,在有少量Mn2+的溶液中,溶液中c(NaOH)越大时,H2O2的分解速率越慢,而c(NaOH)越大, 碱性越强,C不符合题意;
D.由图丙和图丁可知,在碱性溶液中,溶液中c(Mn2+)越大,H2O2的分解速率越快,因此Mn2+对H2O2的分解速率影响较大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据浓度对反应速率的影响分析;
B、根据NaOH溶液浓度大小,确定溶液pH的大小,对反应速率的影响;
C、根据NaOH溶液浓度的大小判断溶液碱性强弱,从而分析碱性对反应速率的影响;
D、pH相同时,c(Mn2+)越大,H2O2的分解速率越大;
11.【答案】D
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】A. ,X浓度变化为:0.96mol/L-0.66 mol/L =0. 3mol/L 的平均速率为(2×0.3mol/L )÷600s= ,A不符合题意;
B.由图像可知,反应至 时没有达到平衡,正、逆反应速率不相等,则 不等于v逆(Y),B不符合题意;
C.反应过程中,以600s处为例, ,C不符合题意;
D.由题目给出的图表可知,600~1710s时间段内,反应物浓度减少至原来的一半时,所需时间为1110s,1710~2820s时间段内, c(X)减小至原来的一半,所需时间为
1110s,要使c(X)再减小一半,反应所需要的时间仍为1110s,则可推测上图中的x为3930s,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、根据图像确定Δc(X),由反应的化学方程式可得Δc(Y),再结合公式计算反应速率;
B、反应至2200s时,反应未达到平衡状态;
C、当反应进行到600s时,2c(X)+c(Y)=3.52mol/L;
D、根据反应过程中,单位时间内c(X)的变化分析;
12.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.反应速率为平均速率,故t1 min时的速率不能计算,故A不符合题意;
B.4 min内,CO2的转化率为 ×100%=71.4%,故B符合题意;
C.CO的平均反应速率v(CO)= = 0.125 mol·L-1·min-1,故C不符合题意;
D.保持压强不变,充入He使容器的体积增大,则浓度减小,故速率减慢,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、t1min时,反应正向进行,据此判断正逆反应速率的相对大小;
B、根据坐标系数据,确定4min内,参与反应的c(CO2),进而计算CO2的转化率;
C、根据公式计算反应速率;
D、保持压强不变,充入He,体系的体积增大,浓度减小,反应速率减小;
13.【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.根据图示可知第一步反应的活化能最大,反应速率最慢,对整个化学反应的化学反应速率起决定作用,A不符合题意;
B.NO2是共价化合物,第二步反应中断裂NO2中的共价键,形成O和NO中的共价键,因此只有共价键的断裂,B不符合题意;
C.根据盖斯定律,将总反应方程式减去第一步、第二步反应方程式可得第三反应的反应机理为: ,C不符合题意;
D.催化剂NO改变了总反应的反应历程,但由于不能改变反应的起始状态与终止状态,也就不能改变反应物、生成物的能量,因此不能改变总反应的焓变,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、决速反应是慢反应,根据活化能的大小判断反应的快慢;
B、第二步反应反应物只有NO2,只存在共价键的断裂;
C、根据盖斯定律确定第三步反应的化学方程式;
D、催化剂不能改变反应的焓变;
14.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A.压缩体积,相当于加压,平衡正向进行,v’正>v’逆,与图示信息不相符,A不符合题意;
B.增加O2的瞬间, 正变大, 逆不变,B符合题意;
C.恒温恒容通入稀有气体,不影响反应物、生成物浓度,故 正、 逆均不变,C不符合题意;
D.降温,平衡正向移动,v’正>v’逆,与图示信息不相符,D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.加压平衡正向进行;
B.通入O2的瞬间, 正变大;
C.恒容通入稀有气体不影响反应速率;
D.降温,平衡正向移动。
15.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】其他条件相同时,温度越高,浓度越大,反应速率越快。因此20℃时,反应速率比10℃时快,故排除选项C、D。选项 A中,,B选项中。选项A中溶液的浓度大,反应速率快。因此反应速率最快的是A,A符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合温度、浓度对反应速率的影响分析。
16.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.缩小体积后,压强增大, 平衡向气体分子数减小的方向移动,即平衡逆向移动,A不符合题意;
B.达到新平衡后,容器内的压强减小,B不符合题意;
C.由于该反应中只存在O2一种气体,因此气体的密度保持不变,C符合题意;
D.改变条件后平衡逆向移动,部分O2的质量转化为固体CaO2的质量, 因此固体的质量增加,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】达到平衡后保持温度不变,缩小容器体积为原来的一半,体系的压强增大,结合压强对平衡移动的影响分析。
17.【答案】(1)增大
(2)增大
(3)增大
(4)减小
(5)无影响
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)温度越高,反应速率越快,若升高温度,速率增大;
(2)催化剂能加快反应速率,若加入催化剂,速率增大;
(3)若充入更多的H2,反应物浓度增大,反应速率增大;
(4)若扩大容器的体积,反应物浓度减小,反应速率减小;
(5)若容器容积不变,通入氖气,反应物浓度不变,反应速率无影响。
【分析】改变影响反应速率条件,增大浓度、增大压强、使用催化剂,反应速率加快,反之反应速率减慢,反应体系中各物质的浓度不变,则反应速率不变解答该题。
18.【答案】(1)大于
(2)b;
(3)bd
【知识点】化学反应速率
【解析】【解答】(1)观察图表可知,A点还未达到平衡,则 大于 ;
(2)NO2是产物,随反应进行浓度增大,平衡时浓度为NO浓度的变化量△c(NO)= ,所以图中表示NO2变化的曲线是b,2s内用NO表示的平均反应速率v(NO)= = =3.0×10-3mol L-1 s-1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)= v(NO)= =3.0×10-3mol L-1 s-1=1.5×10-3mol L-1 s-1,故答案为:b;1.5×10-3 mol L-1 s-1;
(3)a.及时分离出NO2气体,浓度降低,化学反应速率降低,故a不正确;
b.适当升高温度,反应速率加快,故b正确;
c.适当扩大容器的容积,反应物浓度减小,化学反应速率降低,故c不正确;
d.选择高效催化剂,化学反应速率加快,故d正确;
故答案为:bd。
【分析】
(1)根据A点未达到平衡,因此向正反应方向移动
(2)根据给出的数据计算出平衡时二氧化氮的浓度即可,根据一氧化氮的速率结合化学计量系数之比计算出氧气的速率
(3)对于 反应可以提高反应速率,可以适当的提高温度以及使用合适的催化剂
19.【答案】(1)2NO+O2 2NO2;无色气体变为红棕色
(2)b;0.003 mol/(L·s)
(3)升温
(4)
【知识点】吸热反应和放热反应;化学反应速率;化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】(1)根据图示可知:在前2 s内,a增加0.012 mol,b减少0.012 mol,c减少0.006 mol,则a是生成物,b、c是反应物,它们反应的物质的量的比是a:b:c=2:1:2,则b是NO,c是O2,a是NO2,2 s后三种物质都存在,且物质的量都不再发生变化,说明该反应是可逆反应,反应的化学方程式为:2NO+O2 2NO2;在三种气体中,NO、O2是无色气体,而NO2是红棕色气体,故反应现象是:无色气体变为红棕色;
(2)根据(1)分析可知b表示NO,c表示O2,a表示NO2;在0~2 s内用NO表示的平均反应速率v(NO)= = 0.003 mol/(L·s);
(3)根据影响化学反应速率的因素,可知要加快反应速率,可采取的措施有升高温度;
(4)该反应的正反应是放热反应,说明反应物的能量比生成物的高,发生反应时会释放出多余的能量。图示中A为吸热反应,B为放热反应,C中无能量变化,只有选项B与反应事实相吻合,故答案为:B。
【分析】 (1) 由图中曲线可以看出,a物质在反应开始后逐渐增多,而b、c物质在反应开始后逐渐减少,判断b、c是反应物,a是生成物.根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比书写化学方程式;2NO(无色)+O2 2NO2(红棕色);
(2) 根据图中的数据和反应速率的概念,可求出物质NO在 内的平均反应速率;
(3) 依据化学反应速率的影响因素分析;
(4) 依据放热反应中的能量关系分析.
20.【答案】(1)放热;a
(2)电流计指针偏转,铁片逐渐溶解,溶液由无色变为浅绿色,铜片上有气泡产生;Fe-2e-=Fe2+
(3)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;溶液显色所需时间;Ⅲ;其它条件相同时,Ⅲ中NH3的物质的量减少的程度最快,反应速率最快,达平衡时间最短,所以催化剂的性能最好
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①Fe与稀硫酸发生反应制取氢气,反应后触摸试管外壁,温度升高,说明发生反应放出热量,因此该反应为放热反应;
②a.将铁片改成铁粉,反应物接触面积增大,发生速率大大加快,a正确;
b.将稀H2SO4改成浓硫酸,由于浓硫酸主要以硫酸分子存在,其中的H+浓度很小,H+浓度减小,反应速率减慢,b不正确;
c.加硫酸钠溶液,溶液中的水对稀硫酸起稀释作用,导致硫酸浓度降低,反应速率减慢,c不正确;
故答案为:a;
(2)在如图的原电池反应中,由于金属活动性:Fe>Cu,所以Fe为负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;电子经电流表流向正极Cu,溶液中的H+在正极Cu上得到电子,发生还原反应,正极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑。因此看到的现象是:电流计指针偏转;铁片逐渐溶解,溶液由无色变为浅绿色;铜片上有气泡产生;
(3)①在实验室中用铵盐与碱共热制取氨气,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②NH3的水溶液显碱性,能够使酚酞试液变为红色,若反应快,反应后的气体中NH3含量少,溶液变色慢、变色浅;若反应慢,反应后的气体中NH3含量多,溶液变色快、变红色深;故为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是溶液显色所需时间;
③催化剂的催化效率越好,反应速率就越快,反应消耗相同物质的量的NH3所需时间就越少,达到平衡所需时间越少。根据图示可知曲线III使用的催化剂催化性能最好。
【分析】(1)①根据温度升高即可判断其为放热
②常见的加快速率的方法是铁块变为粉末或者是增大浓度
(2)根据形成原电池,铁做负极,铜做正极,铁溶解附近变为浅绿色,铜做正极,有气泡冒出。即可写出电极式
(3)①根据反应物和生成物即可写出方程式
②根据氨气溶于水形成氨水,氨水使酚酞变色即可确定终点,根据变色的时间判断催化剂的效果
③根据时间的长度即可判断催化剂的催化效果
21.【答案】(1)439.9
(2)0.032mol·L-1·min-1;降低温度
(3)第三
(4)80;
(5)负极;3I--2e-=
【知识点】反应热和焓变;电极反应和电池反应方程式;化学反应速率;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,断裂1molH-H键的焓变=ΔH3-ΔH1=+439.9kJ·mol-1,所以断裂1molH-H键需要吸收的能量为439.9kJ;
(2)0~5min内,v(H2)= =0.032 mol·L-1·min-1;6min时改变外界条件,平衡向正反应方向移动,根据图像曲线斜率可知,化学反应速率降低,且Δc(HI)=2Δc(H2),该反应正向为放热反应,因此改变的条件为降低温度;
(3)多步反应的反应速率由慢反应决定,故该反应的反应速率由第三步决定;
(4)可设起始时n(I2)=n(H2)=208mol,则平衡时混合气体总物质的量为456mol,1mol气体的分压为1kPa,由于反应②是等体积变化的反应,反应①正向是气体体积增大的反应,由反应的差量I2(g) 2I(g)Δn=2 1=1可知,生成I(g)的物质的量为气体物质的量变化量的2倍,所以I(g)的物质的量为:(456 416)mol×2=80mol,即平衡时I(g)的物质的量为80mol,分压分压为80kpa,即p(I)=80kPa;KP是指可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的分压(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的分压(方程式系数幂次方)乘积比,因此Kp2= ;
(5)鸡蛋壳内为碘化钾溶液,烧杯中盛装硫酸铜溶液,根据总反应可知,鸡蛋壳内的是I-发生氧化反应生成 ,电极为负极,其电极反应式为3I--2e-= 。
【分析】(1)根据盖斯定律即可求出 1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量
(2)根据氢气的变化量即可计算出速率,根据HI浓度增大,而H2和I2的浓度降低,说明反应向正反应方向移动因此可以是降温
(3)分步反应的速率是由最慢的一步决定
(4)① 恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于压强之比,即可计算,再根据公式即可计算出平衡常数
(5)根据 2Cu2++5I- 2CuI↓++ 即可判断发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极即可判断
22.【答案】(1)先产生沉淀,继续滴加氨水,溶液变澄清
(2)3Ag(NH3) +HPO +OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O
(3)AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO )较大,沉淀反应速率快,不利于生成具有十八面体结构的Ag3PO4晶体
(4)2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
(5)abc;
【知识点】氧化还原反应;化学反应速率;离子方程式的书写
【解析】【解答】Ⅰ.(1)向硝酸银中滴加氨水,发生复分解反应生成氢氧化银沉淀、继续滴加氨水,则氢氧化银和氨水反应生成 溶液,当生成的白色沉淀恰好溶解,即为银氨溶液,故配制银氨溶液时的反应现象是:先产生沉淀,继续滴加氨水,溶液变澄清;
(2)由信息知:银氨溶液中加入 溶液时生成磷酸银沉淀、同时产生氨气,则离子方程式为:3Ag(NH3) +HPO +OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O;
(3)已知:具有十八面体结构的Ag3PO4晶体是一种高效光催化剂,但AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO )较大,沉淀反应速率快,不利于生成具有十八面体结构的Ag3PO4晶体,故制得的Ag3PO4固体光催化性能极差;
Ⅱ.(4)由 a. 、a的后续反应②: 以及③ ,按得失电子守恒可知:12×a+3×②+③×2可得:由CO2制备甲醇的总反应的化学方程式为:2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2;
(5)①a.降解RhB即使之被氧化为二氧化碳和水,需要氧化剂, 和 是 a的后续反应 的产物,是重要氧化剂,a正确;
b.由图知,第一次降解过程大约为60min,而第2次降解过程大约要400min,第3次RhB的残留率高、则第1次使用后Ag3PO4的光催化性能降低,b正确;
c.该实验条件下,Ag3PO4使用两次即基本失效,c正确;
说法正确的是abc;
②第1次光降解时, 内的反应速率为 。
【分析】(1)将氨水不断的加入到硝酸银溶液中,先生成白色沉淀再沉淀溶解
(2)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(3)根据 Ag3PO4沉淀的生成速率会影响其结构和形貌从而影响其光催化性能 可知银离子和磷酸根浓度过大不易产生 十八面体结构的Ag3PO4晶体
(4)根据后续反应进行转换即可得到二氧化碳制取甲醇的反应
(5)①a.根据需要将 RhB被氧化成CO2和H2O ,因此需要氧化剂,而 和 是氧化剂
b.根据图示即可判断第一次实验后的降解时间即可判断
c.根据第三次残留率即可判断
②根据残留率计算出减少的量即可计算出速率
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