第二章 第一节 第4课时 反应机理、变量控制与图像分析 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019）
文档属性
| 名称 | 第二章 第一节 第4课时 反应机理、变量控制与图像分析 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 645.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-28 07:16:59 | ||
图片预览
文档简介
第4课时 反应机理、变量控制与图像分析
题组一 反应机理
1．在Ag＋催化作用下，Cr3＋被S2O氧化为Cr2O的机理为S2O＋2Ag＋===2SO＋2Ag2＋(慢)，2Cr3＋＋6Ag2＋＋7H2O===6Ag＋＋14H＋＋Cr2O(快)，下列有关说法正确的是( )
A．反应速率与Ag＋浓度有关
B．Ag2＋也是该反应的催化剂
C．Ag＋能降低该反应的活化能和焓变
D．v(Cr3＋)＝v(S2O)
2．(2022·湖南湘潭高二期末)HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示：
下列说法错误的是( )
A．在历程Ⅰ～Ⅴ中，涉及O—H、C—H、C—O的断裂
B．在历程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反应决定了HCOOH脱氢反应的速率
C．若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO2
D．在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应的ΔH<0
3．(2022·黑龙江哈九中高二检测)研究表明，甲醇通过催化氧化制取甲醛时，在无催化剂(图中实线)和加入特定催化剂(图中虚线)时均会产生甲醛，其反应中物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是( )
A．加入该催化剂可使每一步基元反应的反应速率均提高
B．该条件下CO2比CO的稳定性强
C．无催化剂时，温度升高，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大程度小
D．无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小
4．(2022·北京北师大实验中学高二期中)2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．图①→②过程吸热，图②→③过程放热
B．温度、压强、催化剂都能改变反应的ΔH
C．N2在反应过程中三键均发生断裂
D．反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物
题组二 反应速率测定实验中的变量控制
5．某探究性学习小组用相同质量的锌和足量的相同浓度的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示。
实验编号 锌的状态 反应温度/℃ 收集 100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
下列说法错误的是( )
A．该实验的目的是探究反应物的接触面积、温度对反应速率的影响
B．实验Ⅰ和Ⅱ表明温度越高，反应速率越大
C．实验Ⅱ和Ⅲ表明反应物的接触面积对反应速率影响很大
D．实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ最终产生氢气的质量不相同
6．在常温、常压和光照条件下，N2在催化剂表面与H2O发生反应：2N2(g)＋6H2O(l) ===4NH3(g)＋3O2(g)。在2 L的密闭容器中，起始反应物用量相同，催化剂的使用情况也相同，控制不同温度分别进行4组实验，3 h后测定NH3的生成量，所得数据如下表：
实验级别 实验1 实验2 实验3 实验4
温度/K 303 313 323 353
NH3生成量/(×10－6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0
下列说法不正确的是( )
A．温度为303 K时，在3 h内用氮气表示的平均反应速率为4×10－7 mol·L－1·h－1
B．实验1和实验3中，3 h内N2的转化率之比为4∶5
C．分析四组实验数据可得出，温度升高可加快反应速率，也可能减慢反应速率
D．353 K时，可能是催化剂催化活性下降或部分水脱离催化剂表面，致使化学反应速率减慢
7．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表所示，下列判断不正确的是( )
c/(mol·L－1) v/(mol·L－1·min－1) T/K 0.600 0.500 0.400 0.300
318.2 3.60 3.00 2.40 1.80
328.2 9.00 7.50 a 4.50
b 2.16 1.80 1.44 1.08
A.a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b<318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
题组三 图像分析
8．在实验Ⅰ和实验Ⅱ中，用一定量、一定浓度的盐酸与足量的石灰石反应，并在一定的时间内测量反应放出CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石，实验Ⅱ用的是粉末状的石灰石。下图中能正确反映这两种实验结果的图像是( )
9．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，下列说法正确的是( )
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
10．常温下把2 mol A与2 mol B充入2 L绝热容器中，发生反应：A(g)＋2B(g)===2C(g) ΔH,
5 s内反应速率(v)随时间(t)变化如图曲线ab所示。下列说法正确的是( )
A．该曲线一定是以B来表示反应速率的
B．该反应一定是放热反应，ΔH<0
C．t＝2 s时，A的物质的量为1.8 mol
D．t＝5 s时，将容器体积缩小为1 L，反应速率可能变为cd曲线
11．某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物与砷反应的微观机理，得到如下数据和图像。已知：反应速率为反应物浓度和速率常数k的函数，Ea为活化能。对于所研究的三个反应，下列说法错误的是( )
反应 Ea/(kJ·mol－1)
As＋N2O―→AsO＋N2 78.45
As＋NO2―→AsO＋NO 2.58
As＋NO―→AsO＋N 155.85
A．相同条件下的氧化性：NO2>NO
B．相同条件下，As与NO的反应速率最慢
C．升高温度能增大As与N2O反应的活化能
D．其他条件不变，改变温度不能显著改变As与NO2的反应速率
12．(2022·山东滕州一中高二月考)反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2，放出166 kJ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＋H2===N2＋H2O2(慢)；②H2O2＋H2===2H2O(快)，T ℃时测得有关实验数据如下：
序号 c(NO)/(mol·L－1) c(H2)/(mol·L－1) 速率/(mol·L－1·min－1)
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．H2O2是该反应的中间产物
B．该反应的快慢主要取决于第①步反应
C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c2(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
13．(2022·山东济宁期中)2022年3月4日，全球首套1 000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国Ⅵ标准的清洁汽油产品。CO2转化过程如图1：
(1)写出反应①的化学方程式：______________________________________________。
(2)一定温度下，向2 L的密闭容器中加入一定量的H2、CO2气体发生反应①，产物均为气态。反应过程中CO2气体和CO气体的物质的量与时间的关系如图2所示。回答下列问题：
①t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正______ (填“>”“<”或“＝”)v逆。
②4 min内，CO2的平均反应速率为____________________。
③能加快反应速率的措施有________________________________________________________
___________________________________________________________________(任写两条)。
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4为原料进行气固相反应可以实现水的分解制得氢气，其反应原理如图3所示。可以循环利用的物质有____________。
14．(2022·湖北荆州高二期中)(1)已知破坏1 mol H—H、1 mol O==O、1 mol H—O时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、465 kJ的能量。如图表示H2、O2转化为水反应过程的能量变化，则b＝________________________________________________________________________。
(2)某研究性学习小组为探究锌与盐酸的反应，取同质量、同体积的锌片和同浓度的盐酸做了如下平行实验：
实验a：把纯锌片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现生成氢气的速率变化如图所示。
实验b：把纯锌片投入到含FeCl3的同浓度工业稀盐酸中，发现放出氢气的量减少。
实验c：在盐酸中滴入几滴CuCl2溶液，生成氢气的速率加快。
试回答下列问题：
①试分析实验a中t1～t2速率增大的主要原因是_____________________________________。t2～t3速率减小的主要原因是________________________________________。
②实验b放出氢气的量减少的原因是__________________________________________。
③某同学认为实验c反应速率加快的主要原因是因为形成了原电池，你认为是否正确？______(填“正确”或“不正确”)。请选择下列相应的A或B作答：____________________
_______________________________________________________________________________。
A．若不正确，请说明原因。
B．若正确则写出实验c中原电池正极的电极反应式。
15．(2022·湖北石首市高二检测)某化学小组运用控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响，做了如图实验。请按要求回答下列问题：
(1)室温下，探究影响H2O2分解速率的因素，见表和图：
实验 所用试剂
I 1 mL H2O x
Ⅱ 1 g Fe2O3 10 mL 5% H2O2
Ⅲ 1 g MnO2 10 mL 5% H2O2
Ⅳ 1 mL 20% NaOH 9 mL 5% H2O2
①表中x为________。
②实验Ⅱ、Ⅲ探究的是______________对H2O2分解速率的影响，根据图，得出的结论是_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)实验二：查文献可知，Cu2＋对H2O2分解也有催化作用，为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
①定性分析：有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是_________________
_______________________________________________________________________________。
②定量分析：为了更精确地研究催化剂对反应速率的影响，利用如图乙装置进行定量实验。实验测得，在硫酸铜催化下H2O2发生分解反应，2 min时生成气体1.12 L(气体体积已换算为标准状况)，则H2O2的分解速率为________ mol·min－1。
(3)该小组预测同为第四周期第Ⅷ族的Co、Ni可能有相似的催化作用。查阅资料：CoxNi(1－x)Fe2O4
(其中Co、Ni均为＋2价)也可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性。如图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1－x)Fe2O4在10 ℃时催化分解6% 的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。
①由图中信息可知________法制取得到的催化剂活性更高。
②推测Co2＋、Ni2＋两种离子中催化效果更好的是____________。
第4课时 反应机理、变量控制与图像分析
1．A 2.A
3．A [根据图像可知，使用催化剂增大CO转化成甲醇的活化能，反应速率减缓，故A错误；根据图像可知，CO2具有的能量比CO低，能量低，物质稳定，则该条件下，CO2比CO稳定性强，故B正确；根据图像可知，甲醇生成甲醛的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小，故C正确；根据图像可知，无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小，故D正确。]
4．B [图①→②过程表示断裂氮气分子的化学键，断键吸热，图②→③过程表示形成氮氢单键，成键放热，A正确；催化剂只能改变反应的活化能从而改变反应速率，不能改变反应的焓变，B错误；由图①→②可知，N2在反应过程中三键均发生断裂，C正确；图③④表明反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物，D正确。]
5．D 6.C
7．D [根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出a＝6.00，A项正确；温度为b K、浓度为0.500 mol·L－1时和温度为318.2 K、浓度为0.300 mol·L－1时，蔗糖水解对应的瞬时速率相等，B项正确；浓度不变时，温度由318.2 K变成b K时，反应速率减小，则b<318.2，C项正确；不同温度时，反应速率不同，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，D项错误。]
8．B [在其他条件相同的情况下，粉末状石灰石与盐酸的接触面积比块状的大，所以粉末状石灰石与盐酸的反应速率大，表现在图像上应是曲线Ⅱ的斜率大于曲线Ⅰ的斜率，又由于盐酸中n(H＋)一定，故实验Ⅰ、Ⅱ中生成CO2的体积相同。]
9．D 10.B
11．C [由As＋NO2―→AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，二氧化氮为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>NO，A项正确；由表中信息可知，NO与As反应的活化能最大，则相同条件下As与NO的反应速率最慢，B项正确；升高温度，可增大活化分子百分数，增大反应速率，但不改变反应的活化能，C项错误；反应速率为反应物浓度和k的函数，由图可知，As与NO2反应中，随温度的升高k变化不大，则其他条件不变，改变温度不能显著改变As与NO2的反应速率，D项正确。]
12．C
13．(1)CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)
(2)①> ②0.05 mol·L－1·min－1 ③升高温度、增大压强、增大反应物浓度(任写两条，其他合理答案也给分)
(3)CaBr2、Fe3O4
解析 (1)通过图示可知，反应①为二氧化碳与氢气反应生成一氧化碳和水，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)。(2)①t1 min时，反应正向进行，则v正>v逆；②4 min内，v(CO2)＝－＝－＝0.05 mol·L－1·min－1。(3)根据图3所示可知，高温下，水先与溴化钙反应生成氧化钙和溴化氢，然后溴化氢与四氧化三铁反应生成溴化亚铁和溴，溴再与氧化钙反应生成溴化钙和氧气，水再与溴化亚铁反应生成氢气、四氧化三铁和溴化氢，催化剂得以再生，即该反应过程中可以循环利用的物质有CaBr2、Fe3O4。
14．(1)490 kJ (2)①反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 随着反应的进行，盐酸的浓度减小，反应速率减慢 ②Fe3＋的氧化性大于H＋，所以锌先与Fe3＋反应，导致与盐酸反应的锌的量减少，生成H2的量减少 ③正确 B．2H＋＋2e－===H2↑
解析 (1)根据示意图可知b＝4×465 kJ－2×436 kJ－498 kJ＝490 kJ。(2)①开始温度起主要作用，纯锌与稀盐酸反应放出热量，导致反应液温度升高，因此t1～t2时间段反应速率加快；后期c(H＋)对化学反应速率的影响起主导作用，随着反应进行，c(H＋)降低，因此t2～t3时间段反应速率减慢。②把锌片投入到含FeCl3的同浓度工业稀盐酸中，铁离子的氧化性大于氢离子，Zn先与FeCl3发生反应：Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，由于Zn被氯化铁消耗，导致与盐酸反应的锌的质量减少，因此反应生成H2的量减少。③在盐酸中加入几滴CuCl2溶液，发生反应：Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu，生成的铜与锌及盐酸形成了原电池，使得反应速率加快，其中锌为负极，铜为正极，负极电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，H＋在正极上得到电子发生还原反应，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
15．(1)①9 mL 5%H2O2 ②催化剂 在相同条件下，MnO2对H2O2分解的催化效果比Fe2O3好 (2)①排除阴离子的干扰 ② 0.05 (3) ①微波水热 ② Co2＋
题组一 反应机理
1．在Ag＋催化作用下，Cr3＋被S2O氧化为Cr2O的机理为S2O＋2Ag＋===2SO＋2Ag2＋(慢)，2Cr3＋＋6Ag2＋＋7H2O===6Ag＋＋14H＋＋Cr2O(快)，下列有关说法正确的是( )
A．反应速率与Ag＋浓度有关
B．Ag2＋也是该反应的催化剂
C．Ag＋能降低该反应的活化能和焓变
D．v(Cr3＋)＝v(S2O)
2．(2022·湖南湘潭高二期末)HCOOH在Pd催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示：
下列说法错误的是( )
A．在历程Ⅰ～Ⅴ中，涉及O—H、C—H、C—O的断裂
B．在历程Ⅰ～Ⅴ中，生成Ⅴ的反应决定了HCOOH脱氢反应的速率
C．若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH，得到的产物都有HD和CO2
D．在Pd催化剂表面HCOOH脱氢反应的ΔH<0
3．(2022·黑龙江哈九中高二检测)研究表明，甲醇通过催化氧化制取甲醛时，在无催化剂(图中实线)和加入特定催化剂(图中虚线)时均会产生甲醛，其反应中物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是( )
A．加入该催化剂可使每一步基元反应的反应速率均提高
B．该条件下CO2比CO的稳定性强
C．无催化剂时，温度升高，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大程度小
D．无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小
4．(2022·北京北师大实验中学高二期中)2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．图①→②过程吸热，图②→③过程放热
B．温度、压强、催化剂都能改变反应的ΔH
C．N2在反应过程中三键均发生断裂
D．反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物
题组二 反应速率测定实验中的变量控制
5．某探究性学习小组用相同质量的锌和足量的相同浓度的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示。
实验编号 锌的状态 反应温度/℃ 收集 100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
下列说法错误的是( )
A．该实验的目的是探究反应物的接触面积、温度对反应速率的影响
B．实验Ⅰ和Ⅱ表明温度越高，反应速率越大
C．实验Ⅱ和Ⅲ表明反应物的接触面积对反应速率影响很大
D．实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ最终产生氢气的质量不相同
6．在常温、常压和光照条件下，N2在催化剂表面与H2O发生反应：2N2(g)＋6H2O(l) ===4NH3(g)＋3O2(g)。在2 L的密闭容器中，起始反应物用量相同，催化剂的使用情况也相同，控制不同温度分别进行4组实验，3 h后测定NH3的生成量，所得数据如下表：
实验级别 实验1 实验2 实验3 实验4
温度/K 303 313 323 353
NH3生成量/(×10－6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0
下列说法不正确的是( )
A．温度为303 K时，在3 h内用氮气表示的平均反应速率为4×10－7 mol·L－1·h－1
B．实验1和实验3中，3 h内N2的转化率之比为4∶5
C．分析四组实验数据可得出，温度升高可加快反应速率，也可能减慢反应速率
D．353 K时，可能是催化剂催化活性下降或部分水脱离催化剂表面，致使化学反应速率减慢
7．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表所示，下列判断不正确的是( )
c/(mol·L－1) v/(mol·L－1·min－1) T/K 0.600 0.500 0.400 0.300
318.2 3.60 3.00 2.40 1.80
328.2 9.00 7.50 a 4.50
b 2.16 1.80 1.44 1.08
A.a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b<318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
题组三 图像分析
8．在实验Ⅰ和实验Ⅱ中，用一定量、一定浓度的盐酸与足量的石灰石反应，并在一定的时间内测量反应放出CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石，实验Ⅱ用的是粉末状的石灰石。下图中能正确反映这两种实验结果的图像是( )
9．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，下列说法正确的是( )
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
10．常温下把2 mol A与2 mol B充入2 L绝热容器中，发生反应：A(g)＋2B(g)===2C(g) ΔH,
5 s内反应速率(v)随时间(t)变化如图曲线ab所示。下列说法正确的是( )
A．该曲线一定是以B来表示反应速率的
B．该反应一定是放热反应，ΔH<0
C．t＝2 s时，A的物质的量为1.8 mol
D．t＝5 s时，将容器体积缩小为1 L，反应速率可能变为cd曲线
11．某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物与砷反应的微观机理，得到如下数据和图像。已知：反应速率为反应物浓度和速率常数k的函数，Ea为活化能。对于所研究的三个反应，下列说法错误的是( )
反应 Ea/(kJ·mol－1)
As＋N2O―→AsO＋N2 78.45
As＋NO2―→AsO＋NO 2.58
As＋NO―→AsO＋N 155.85
A．相同条件下的氧化性：NO2>NO
B．相同条件下，As与NO的反应速率最慢
C．升高温度能增大As与N2O反应的活化能
D．其他条件不变，改变温度不能显著改变As与NO2的反应速率
12．(2022·山东滕州一中高二月考)反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2，放出166 kJ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＋H2===N2＋H2O2(慢)；②H2O2＋H2===2H2O(快)，T ℃时测得有关实验数据如下：
序号 c(NO)/(mol·L－1) c(H2)/(mol·L－1) 速率/(mol·L－1·min－1)
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．H2O2是该反应的中间产物
B．该反应的快慢主要取决于第①步反应
C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c2(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
13．(2022·山东济宁期中)2022年3月4日，全球首套1 000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，在山东邹城工业园区开车成功，生产出符合国Ⅵ标准的清洁汽油产品。CO2转化过程如图1：
(1)写出反应①的化学方程式：______________________________________________。
(2)一定温度下，向2 L的密闭容器中加入一定量的H2、CO2气体发生反应①，产物均为气态。反应过程中CO2气体和CO气体的物质的量与时间的关系如图2所示。回答下列问题：
①t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正______ (填“>”“<”或“＝”)v逆。
②4 min内，CO2的平均反应速率为____________________。
③能加快反应速率的措施有________________________________________________________
___________________________________________________________________(任写两条)。
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4为原料进行气固相反应可以实现水的分解制得氢气，其反应原理如图3所示。可以循环利用的物质有____________。
14．(2022·湖北荆州高二期中)(1)已知破坏1 mol H—H、1 mol O==O、1 mol H—O时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、465 kJ的能量。如图表示H2、O2转化为水反应过程的能量变化，则b＝________________________________________________________________________。
(2)某研究性学习小组为探究锌与盐酸的反应，取同质量、同体积的锌片和同浓度的盐酸做了如下平行实验：
实验a：把纯锌片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现生成氢气的速率变化如图所示。
实验b：把纯锌片投入到含FeCl3的同浓度工业稀盐酸中，发现放出氢气的量减少。
实验c：在盐酸中滴入几滴CuCl2溶液，生成氢气的速率加快。
试回答下列问题：
①试分析实验a中t1～t2速率增大的主要原因是_____________________________________。t2～t3速率减小的主要原因是________________________________________。
②实验b放出氢气的量减少的原因是__________________________________________。
③某同学认为实验c反应速率加快的主要原因是因为形成了原电池，你认为是否正确？______(填“正确”或“不正确”)。请选择下列相应的A或B作答：____________________
_______________________________________________________________________________。
A．若不正确，请说明原因。
B．若正确则写出实验c中原电池正极的电极反应式。
15．(2022·湖北石首市高二检测)某化学小组运用控制变量法研究外界条件对化学反应速率的影响，做了如图实验。请按要求回答下列问题：
(1)室温下，探究影响H2O2分解速率的因素，见表和图：
实验 所用试剂
I 1 mL H2O x
Ⅱ 1 g Fe2O3 10 mL 5% H2O2
Ⅲ 1 g MnO2 10 mL 5% H2O2
Ⅳ 1 mL 20% NaOH 9 mL 5% H2O2
①表中x为________。
②实验Ⅱ、Ⅲ探究的是______________对H2O2分解速率的影响，根据图，得出的结论是_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)实验二：查文献可知，Cu2＋对H2O2分解也有催化作用，为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
①定性分析：有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是_________________
_______________________________________________________________________________。
②定量分析：为了更精确地研究催化剂对反应速率的影响，利用如图乙装置进行定量实验。实验测得，在硫酸铜催化下H2O2发生分解反应，2 min时生成气体1.12 L(气体体积已换算为标准状况)，则H2O2的分解速率为________ mol·min－1。
(3)该小组预测同为第四周期第Ⅷ族的Co、Ni可能有相似的催化作用。查阅资料：CoxNi(1－x)Fe2O4
(其中Co、Ni均为＋2价)也可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性。如图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1－x)Fe2O4在10 ℃时催化分解6% 的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。
①由图中信息可知________法制取得到的催化剂活性更高。
②推测Co2＋、Ni2＋两种离子中催化效果更好的是____________。
第4课时 反应机理、变量控制与图像分析
1．A 2.A
3．A [根据图像可知，使用催化剂增大CO转化成甲醇的活化能，反应速率减缓，故A错误；根据图像可知，CO2具有的能量比CO低，能量低，物质稳定，则该条件下，CO2比CO稳定性强，故B正确；根据图像可知，甲醇生成甲醛的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小，故C正确；根据图像可知，无催化剂时，CO2生成CO比生成甲醛的活化能小，故D正确。]
4．B [图①→②过程表示断裂氮气分子的化学键，断键吸热，图②→③过程表示形成氮氢单键，成键放热，A正确；催化剂只能改变反应的活化能从而改变反应速率，不能改变反应的焓变，B错误；由图①→②可知，N2在反应过程中三键均发生断裂，C正确；图③④表明反应过程中存在—NH—、—NH2等中间产物，D正确。]
5．D 6.C
7．D [根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出a＝6.00，A项正确；温度为b K、浓度为0.500 mol·L－1时和温度为318.2 K、浓度为0.300 mol·L－1时，蔗糖水解对应的瞬时速率相等，B项正确；浓度不变时，温度由318.2 K变成b K时，反应速率减小，则b<318.2，C项正确；不同温度时，反应速率不同，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，D项错误。]
8．B [在其他条件相同的情况下，粉末状石灰石与盐酸的接触面积比块状的大，所以粉末状石灰石与盐酸的反应速率大，表现在图像上应是曲线Ⅱ的斜率大于曲线Ⅰ的斜率，又由于盐酸中n(H＋)一定，故实验Ⅰ、Ⅱ中生成CO2的体积相同。]
9．D 10.B
11．C [由As＋NO2―→AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，二氧化氮为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>NO，A项正确；由表中信息可知，NO与As反应的活化能最大，则相同条件下As与NO的反应速率最慢，B项正确；升高温度，可增大活化分子百分数，增大反应速率，但不改变反应的活化能，C项错误；反应速率为反应物浓度和k的函数，由图可知，As与NO2反应中，随温度的升高k变化不大，则其他条件不变，改变温度不能显著改变As与NO2的反应速率，D项正确。]
12．C
13．(1)CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)
(2)①> ②0.05 mol·L－1·min－1 ③升高温度、增大压强、增大反应物浓度(任写两条，其他合理答案也给分)
(3)CaBr2、Fe3O4
解析 (1)通过图示可知，反应①为二氧化碳与氢气反应生成一氧化碳和水，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)。(2)①t1 min时，反应正向进行，则v正>v逆；②4 min内，v(CO2)＝－＝－＝0.05 mol·L－1·min－1。(3)根据图3所示可知，高温下，水先与溴化钙反应生成氧化钙和溴化氢，然后溴化氢与四氧化三铁反应生成溴化亚铁和溴，溴再与氧化钙反应生成溴化钙和氧气，水再与溴化亚铁反应生成氢气、四氧化三铁和溴化氢，催化剂得以再生，即该反应过程中可以循环利用的物质有CaBr2、Fe3O4。
14．(1)490 kJ (2)①反应放热，溶液温度升高，反应速率加快 随着反应的进行，盐酸的浓度减小，反应速率减慢 ②Fe3＋的氧化性大于H＋，所以锌先与Fe3＋反应，导致与盐酸反应的锌的量减少，生成H2的量减少 ③正确 B．2H＋＋2e－===H2↑
解析 (1)根据示意图可知b＝4×465 kJ－2×436 kJ－498 kJ＝490 kJ。(2)①开始温度起主要作用，纯锌与稀盐酸反应放出热量，导致反应液温度升高，因此t1～t2时间段反应速率加快；后期c(H＋)对化学反应速率的影响起主导作用，随着反应进行，c(H＋)降低，因此t2～t3时间段反应速率减慢。②把锌片投入到含FeCl3的同浓度工业稀盐酸中，铁离子的氧化性大于氢离子，Zn先与FeCl3发生反应：Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，由于Zn被氯化铁消耗，导致与盐酸反应的锌的质量减少，因此反应生成H2的量减少。③在盐酸中加入几滴CuCl2溶液，发生反应：Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu，生成的铜与锌及盐酸形成了原电池，使得反应速率加快，其中锌为负极，铜为正极，负极电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，H＋在正极上得到电子发生还原反应，正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
15．(1)①9 mL 5%H2O2 ②催化剂 在相同条件下，MnO2对H2O2分解的催化效果比Fe2O3好 (2)①排除阴离子的干扰 ② 0.05 (3) ①微波水热 ② Co2＋