2.1 化学反应速率 同步检验
一、单选题
1.已知反应A 2B,A、B的浓度变化如图所示,下列反应速率正确的是( )
A.v(A)= 9 mol/(L·min)
B.v(B)= 18 mol/(L·min)
C.v(A)= 4.5 mol/(L·min)
D.v(B)= 4.5 mol/(L·min)
2.在溶液中发生的反应,对反应速率不发生显著影响的是( )
A.浓度 B.温度
C.压强 D.反应物的性质
3.下列生活中的事实与“温度对化学反应速率影响”有关的是( )
A.夏天的食物比冬天的食物腐败变质更快
B.锅炉房里粉末状的煤比块状的煤燃烧得更快更旺
C.汽车加大油门跑得更快
D.充满N2的塑料密封袋保存的薯片保质期更长
4.在一定温度下,将气体X和Y各3 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g)+ W(g)。经过8min,反应达到平衡状态,此时Z的物质的量为1.6 mol。下列关于反应开始至第8 min时的平均反应速率的计算正确的是( )
A.v(X)=0.30 mol/(L·min) B.v(Y)=0.02 mol/(L·min)
C.v(Z)=0.02 mol/(L·min) D.v(W)=0.10 mol/(L·min)
5.下列有关反应速率的说法中,正确的是( )
A.合成氨过程是一个放热反应,所以升高温度,反应速率反而减小
B.等质量的镁粉和镁条与同体积、同浓度的稀硫酸作用,其反应速率相等
C.铝片与硫酸溶液反应可产生氢气,常温下用98%的浓硫酸可以加快生成氢气的速率
D.同温同体积时,浓度大的草酸溶液比浓度较小的使酸化高锰酸钾溶液褪色速度快
6.高温下,某可逆反应达到平衡,其平衡常数为K=,恒容时,升高温度,H2的浓度减小,则下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变为正值
B.升高温度,K值减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
7.实验室用盐酸和二氧化锰制备Cl2,有关说法正确的是( )
A.增大盐酸的浓度能加快反应速率
B.用稀盐酸则反应速率较慢
C.增加MnO2的用量可显著加快反应速率
D.升高温度则减慢反应速率
8.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,下列条件的改变能加快反应速率的是( )
A.增加C的量
B.保持容器体积不变,充入N2
C.压缩容器体积
D.保持压强不变,降低容器内的温度
9.在Fe+催化作用下CO可将N2O转化为N2,反应的能量变化及反应历程如图所示:
①(慢)
②(快)
下列叙述错误的是( )
A.反应①为吸热反应,所以速率相对较慢
B.FeO+为反应①的氧化产物,也是总反应的中间产物
C.反应②的活化能Ea2比反应①的活化能Ea1要小
D.每生成1 mol N2,转移电子数目为
10.下列条件中,锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是( )
选项 金属 酸溶液的浓度和体积 温度/℃
A 2.4g锌片 3 mol·L-1硫酸50 mL 40
B 2.4g锌粉 1 mol·L-1硫酸200 mL 30
C 2.4g锌粉 3 mol·L-1硫酸50 mL 40
D 2.4g锌片 3 mol·L-1硫酸100 mL 30
A.A B.B C.C D.D
11.对于可逆反应2AB3(g) 2A(g)+3B2(g)△H>0 下列图象不正确的是( )
A. B.
C. D.
12.在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A.vA=0.5mol/(L s) B.vB=0.3mol/(L s)
C.vC=0.8mol/(L s) D.vD=1mol/(L s)
13.在2L的密闭容器中进行反应:3H2+N2 2NH3,经过一段时间后,NH3的物质的量增加0.8mol,在这段时间内用N2表示的平均反应速率为0.01mol l﹣1 s﹣1.则这段时间为( )
A.10s B.20s C.30s D.40s
14.在体积可变的容器中发生反应,当增大压强使容器体积缩小时,化学反应速率加快,其主要原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
D.活化分子百分数未变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
15.反应 经历两步:① ;② 。反应体系中 、 、 的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.a为 随t的变化曲线
B. 时,
C. 时, 的消耗速率大于生成速率
D. 后,
16.在2A(气) + 3B(气)=C(气) + 4D(气)反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. (A)=0.5mol/(L·s) B. (B)=0.6 mol/(L·s)
C. (C)=0.8 mol/(L·s) D. (D)=1.6 mol/(L·s)
二、综合题
17.一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,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)该反应的化学方程式为 .
(2)从反应开始到10s时,用Y表示的反应速率为 ,X的转化率为 .(保留三位有效数字)
(3)10s时,该反应 达到了化学平衡状态.(填“是”或“否”)
18.学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应发现:铝片与稀盐酸反应现象非常明显,而和稀硫酸几乎不反应.为排除因试剂变质等因素造成的影响,该学生在教师的指导下重新进行下列实验,验证是否存在上述现象.
铝与酸反应的情况.结果如下:
反应进程(分钟) 1 2 5 15 20
3.0mol/L盐酸 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 铝片耗尽
1.5mol/L硫酸 均无明显现象(无气泡产生)
3.0mol/L硫酸 均无明显现象(无气泡产生)
通过上述实验可知,无论是用1.5mol/L硫酸还是3.0mol/L硫酸,均无明显的现象,而3.0mol/L盐酸与铝片反应的现象却十分明显.
(1)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其主要原因是
(2)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因”,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出两种即可)?
假设一:
假设二:
(3)通过你的思考,教材中H2O2的分解所用的催化剂(FeCl3和CuSO4)这个实验(关于催化剂对化学反应速率的影响)也需要改进,才具有说服力,应怎样改进
19.某小组拟用含稀硫酸的KMnO4溶液与H2C2O4溶液(弱酸)的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如表的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器:0.20 mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/L KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
物理量 编号 V(0.20
mol/L H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010mol/L
KMnO4溶液)/mL M(MnSO4 固体)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.0 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
回答下列问题:
(1)完成上述反应原理的离子方程式: 。
(2)上述实验①②是探究 对化学反应速率的影响;若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响,则 a为
;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写 。上述实验②④是探究
对化学反应速率的影响。
(3)为了观察紫色褪去,草酸与高锰酸钾初始的物质的量需要满足的关系n(H2C2O4):n (KMnO4)最小为: 。
20.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气气体,请回答:
①实验过程如图所示,分析判断 段化学反应速率最快。
②将锌粒投入盛有稀盐酸的烧杯中,刚开始时产生H2的速率逐渐加快,其原因是 。
(2)某温度时,在2L恒容容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
①由图中的数据分析,该反应的化学方程式为: 。
②反应开始至2min时,Z的平均反应速率为 。
③5min后Z的生成速率 (填“大于”“小于”或“等于”)10min后Z的生成速率。
④5min时X的转化率为 。
⑤5min时容器内的压强与反应前容器内的压强之比是 。
21.尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上用CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式 。
(2)在一个2L的密闭容器内,当起始投入量氨碳比 =4,CO2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
① A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率为v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②假设氨的起始投入量为8mol,求从开始到达到平衡状态这段时间内v(NH3)= 。
③NH3的平衡转化率为 。
④单纯从制备的成本角度考虑,我们希望氨碳比 尽可能 (“大”、“小”)因为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】化学反应速率是单位时间内物质的量浓度的改变值。根据图像可知:v(A)= (18-9)mol/L÷2mol=4.5 mol/(L·min),v(B)= (18-0)mol/L÷2mol=9 mol/(L·min),因此符合题意
故答案为:C.
【分析】在化学反应中,不同物质之间的化学反应速率之比等于它们在反应中的计量数的比。
2.【答案】C
【解析】【解答】解:压强只影响有气体参加,且在密闭容器中的反应,对于溶液中的反应,改变压强,反应物或生成物的浓度不变反应速率不变.
故选C.
【分析】影响溶液中的化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂等,压强对化学反应速率的影响只针对有气体的参加的反应.
3.【答案】A
【解析】【解答】解:A.夏天温度高,反应速率较大,食物腐败变质更快,故A选;
B.增大固体表面积,可增大反应速率,与温度无关,故B不选;
C.汽车加大油门,增大反应物浓度,反应速率增大,与温度无关,故C不选;
D.充满N2的塑料密封袋可隔绝空气,防护食品被氧化,与温度无关,故D不选.
故选A.
【分析】影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、表面积以及催化剂等,一般来说,增大浓度、升高温度,增大固体表面积以及加入催化剂都可增大反应速率,结合题给信息解答该题.
4.【答案】C
【解析】【解答】经过8min,反应达到平衡状态,此时Z的物质的量为1.6 mol,则至第8 min时Z的平衡速率v(Z)= = =0.02 mol/(L·min),根据速率之比等于化学计量数之比,相应的v(X)= ×v(Z)=0.03 mol/(L·min)、v(Y)= v(Z)=0.01mol/(L·min)、v(W)= v(Z)=0.01mol/(L·min),故选项C符合题意,
故答案为:C。
【分析】化学反应速率等于单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化,则题中v(Z)= Δ n/ V/ Δ t = 1.6 mol/10 L/ 8 min =0.02 mol/(L·min),又根据用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中的各物的化学计量数之比。
5.【答案】D
【解析】【解答】解:A、升温能够加快化学反应速率,无论反应是放热反应还是吸热反应,故A错误;
B、镁粉比镁条与盐酸接触面积大,反应速率快,故B错误;
C、常温下,浓硫酸能够使铝钝化,不会生成氢气,故C错误;
D、草酸浓度越大与酸性高锰酸钾反应越快,故D正确;
故选D.
【分析】影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体的接触面积等等,且都与化学反应速率与成正比,据此分析.
6.【答案】A
【解析】【解答】A、高温下,某可逆反应达到平衡,其平衡常数为K=,则该反应的方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),恒容时,升高温度,H2的浓度减小,这说明平衡向正反应方向进行,因此正反应是吸热反应,即该反应的焓变为正值,A符合题意;
B、升高温度,平衡向正反应方向进行,K值增大,B不符合题意;
C、升高温度,正、逆反应速率均增大,C不符合题意;
D、该反应的方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,根据K=可知,该反应的方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.增大盐酸的浓度,能加快反应速率,A符合题意;
B.若用稀盐酸,则不发生反应,B不符合题意;
C.增加MnO2的用量,反应速率不变,若使用粉末可加快反应速率,C不符合题意;
D.升高温度能加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.增大反应物的浓度,能加快反应速率。
B.稀盐酸与二氧化锰不反应。
C.增加或减少固体、纯液体的用量,不影响反应速率。
D. 升高温度能加快反应速率。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.C为固体,固体浓度为定值,增大固体的量对反应速率没有影响,A不符合题意;
B.保持容器体积不变,充入 N2,反应体系中各组分的浓度不变,所以反应的速率不变,B不符合题意;
C.将体积缩小,气体的浓度增大,反应速率增大,C符合题意;
D.温度越低反应速率越慢,所以反应速率减小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.反应中固有体参加,改变固体的量对反应速率没有影响;
B.反应无关气体在恒容容器中不改变反应速率;
C.压缩容器体积等于增大浓度;
D.温度降低,反应速率减小。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.反应①的活化能较高,断裂反应物化学键变为气态原子需吸收的能量较多,因此反应速率相对较慢,反应速率快慢与反应是放热反应还是吸收反应无关,A符合题意;
B.由图示可知FeO+为反应①中Fe+的氧化产物,在发生反应②时又消耗掉,故FeO+是总反应的中间产物,B不符合题意;
C.根据图示可知反应①活化能大于反应②的活化能,所以反应①速率慢,反应②速率快,总反应由反应慢的速率决定,C不符合题意;
D.由N2O反应生成N2,元素化合价降低了1×2=2价,反应过程中转移2个电子,则由N2O反应生成1 mol N2时转移2 mol电子,则转移电子数目为,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.反应的快慢与活化能有关,与使吸热反应还是放热反应无关;
B.FeO+先产生后消耗;
C.反应①活化能大于反应②的活化能;
D.根据得失电子守恒计算。
10.【答案】C
【解析】【解答】Zn与硫酸反应的离子方程式是:Zn+2H+=Zn2++H2↑,影响化学反应速率的因素有温度、浓度及固体的表面积的大小。在其它条件不变时,影响最大的是温度,当温度相同时,固体物质的表面积越大,反应接触的就越充分,反应速率就越快。对表格的反应条件进行观察分析确定锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是C,
故答案为:C。
【分析】根据影响速率的因素是温度、浓度、接触面积,温度越高,浓度越大,接触面积越大速率越快结合选项进行判断即可
11.【答案】D
【解析】【解答】A.反应吸热,升高温度,正逆反应速率都增大,但正反应速率增大的倍数比你反应速率大,平衡向正反应方向移动,故A不符合题意;
B.反应吸热,升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,AB3的含量降低,故B不符合题意;
C.升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3的含量降低,反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3的含量增大,故C不符合题意;
D.增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3的转化率减小,与图象不符,升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3的转化率增大,与图象不符,故D符合题意;
故答案为:D.
【分析】对于可逆反应2AB3(g) A2(g)+3B2(g)△H>0,反应吸热,升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动,以此解答该题.
12.【答案】B
【解析】【解答】反应速率之比等于化学计量数之比,则化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,
A. =0.25;
B. =0.3;
C. =0.267;
D. =0.25;
所以反应速率大小顺序是B>C>A=D,反应速率最快的是B,
故答案为:B。
【分析】反应速率之比等于化学计量数之比,则化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,以此来解答。
13.【答案】B
【解析】【解答】解:一段时间后,NH3的物质的量增加0.8mol,在这段时间内用N2表示的平均反应速率为0.01mol l﹣1 s﹣1,
由反应速率之比等于化学计量数之比,
则在这段时间内用NH3表示的平均反应速率为0.02mol l﹣1 s﹣1,
0.02mol l﹣1 s﹣1= ,
解得△t=20s,
故选B.
【分析】NH3的物质的量增加0.8mol,反应速率之比等于化学计量数之比可知氨气的速率,结合v= 计算时间.
14.【答案】D
【解析】【解答】A.温度不变,分子的运动速率不变,A不符合题意;
B.温度不变,分子的运动速率不变,反应物分子能量不变,B不符合题意;
C.活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞, 只有取向合适才能发生反应,才是有效碰撞,C不符合题意;
D.分子数目不变,体积减小,分子之间的碰撞的几率增大,有效碰撞次数增多,反应速率加快,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】当增大压强使容器体积缩小时,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞的次数增多,反应速率加快。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.X是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知, 为 随 的变化曲线,A不符合题意;
B.由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于 时刻,因此, 时 ,B不符合题意;
C.由图中信息可知, 时刻以后,Y的浓度仍在不断减小,说明 时刻反应两步仍在向正反应方向发生,而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率,即 时 的消耗速率大于生成速率,C不符合题意;
D.由图可知, 时刻反应①完成,X完全转化为Y,若无反应②发生,则 ,由于反应② 的发生, 时刻Y浓度的变化量为 ,变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为 ,这种关系在 后仍成立, 因此,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】A、a曲线表示物质的量浓度逐渐减小,应为反应物;
B、t1时,X、Y、Z三种物质的物质的量浓度相等;
C、t2时,Y的浓度逐渐减小;
D、根据图示物质的量浓度的变化进行计算;
16.【答案】C
【解析】【解答】A. =0.5mol/(L·s),则 ;
B. (B)=0.6 mol/(L·s),则 ;
C. (C)=0.8 mol/(L·s);
D. (D)=1.6 mol/(L·s),则 ;
反应速率由快到慢的顺序为C、D、A、B,即反应速率最快的是C项,
故答案为:C。
【分析】根据化学计量系数之比等于速率之比,将所有的速率转化为同一物质速率进行比较即可
17.【答案】(1)X(g)+Y(g) 2Z(g)
(2)0.0395 mol L﹣1 s﹣1;65.8%
(3)是
【解析】【解答】解:(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应该为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,
当反应进行到10s时,△n(X)=0.79mol、△n(Y)=0.79mol、△n(Z)=1.58mol,则△n(X):△n(Y):△n(Z)=1:1:2,参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:X(g)+Y(g) 2Z(g),
故答案为:X(g)+Y(g) 2Z(g);(2)从反应开始到10s时,Y的物质的量变化为:1.00mol﹣0.21mol=0.79mol,则该段时间内用Y表示的反应速率为:v(Y)= =0.0395 mol L﹣1 s﹣1;
该段时间内X消耗的物质的量为:1.20mol﹣0.41mol=0.79mol,则X的转化率为: ×100%=65.8%,
故答案为:0.0395 mol L﹣1 s﹣1;65.8%;(3)根据图示曲线变化可知,10s时X、Y、Z的物质的量不再变化,说明此事正逆反应速率相等,该反应已经达到平衡状态,
故答案为:是.
【分析】(1)根据各物质的物质的量与化学计量数成正比写出该反应方程式;(2)根据v= 计算出从反应开始到10s时用Y表示的反应速率为;根据X消耗的物质的量及反应初始物质的量计算出其转化率;(3)10s时各组分的浓度不再变化,说明达到平衡状态.
18.【答案】(1)反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快
(2)促进金属铝表面的氧化膜与H+反应;对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用;
(3)为了验证Fe3+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的HCl,Fe(NO3)3溶液;为了验证Cu2+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的H2SO4溶液,Cu(NO3)2溶液.
【解析】【解答】(1)反应1~15min内,铝与酸的反应是放出热量的,导致温度升高,使化学反应速率加快,
故答案为:反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快;
(2)在铝的表面有一层致密氧化铝薄膜,当加入盐酸和硫酸溶时,酸液首先与氧化铝薄膜反应,由反应的现象可知,铝片和稀盐酸反应现象明显,而和稀硫酸几乎不反应,比较盐酸和硫酸溶液中含有的离子的不同,出现这种现象的原因可能是:氯离子促进金属铝表面的氧化膜与H+反应,硫酸根离子对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用,所以假设一:促进金属铝表面的氧化膜与H+反应;假设二:对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用;
故答案为:促进金属铝表面的氧化膜与H+反应;对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用;
(3)由向H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,不能使带火星的木条复燃可知,FeCl3溶液中的Cl﹣不能催化分解H2O2;为了验证Fe3+对H2O2的催化分解,另向盛有5mL、15%的H2O2溶液的试管中加入少量的Fe(NO3)3溶液;试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃;对应结论:起催化作用的是Fe3+;由向H2O2溶液的试管中加入少量的H2SO4溶液,不能使带火星的木条复燃可知,CuSO4溶液中的SO42﹣不能催化分解H2O2;为了验证Cu2+对H2O2的催化分解,另向盛有5mL、15%的H2O2溶液的试管中加入少量的Cu(NO3)2溶液;试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃;对应结论:起催化作用的是Cu2+;
故答案为:为了验证Fe3+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的HCl,Fe(NO3)3溶液;为了验证Cu2+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的H2SO4溶液,Cu(NO3)2溶液.
【分析】(1)温度越高反应速率越快,金属和酸的反应是放热反应;
(2)利用固定变量法探究氯离子和硫酸根离子对金属铝表面的氧化膜与H+反应的影响;
(3)为了验证Fe3+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的HCl,Fe(NO3)3溶液;为了验证Cu2+对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中分别加入少量的H2SO4溶液,Cu(NO3)2溶液.
19.【答案】(1)2MnO4- +5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)温度;1;t(溶液褪色时间)/s;催化剂
(3)5/2
【解析】【解答】(1)酸性KMnO4溶液与H2C2O2发生氧化还原反应,MnO4﹣被还原为Mn2+,H2C2O2被氧化为CO2,结合离子方程式的电荷守恒和反应环境可知,要有H+参与反应,根据得失电子数守恒和电荷守恒来配平,反应原理的离子方程式为:2MnO4- +5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)实验①②其它条件相同,只有温度不同,所以是探究温度对化学反应速率的影响;实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响,就要使反应物浓度不同,现所取的草酸浓度一样,所以通过加水来改变浓度,为了让实验更有对比性,溶液的体积要控制一样,故a为1;要比较反应的快慢就需要反应时间,所以表格中“乙”应填写:t(溶液褪色时间)/s;实验②④其它条件相同,只有④中加入M(MnSO4固体)/0.1g不同,起催化剂作用,故上述实验②④是探究催化剂对化学反应速率的影响;(3)根据反应2MnO4- +5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,为了观察紫色褪去,草酸与高锰酸钾初始的物质的量需要满足的关系n (H2C2O4):n (KMnO4)最小为5:2。
【分析】(1)高锰酸根和草酸在酸性条件下会生成锰离子和二氧化碳和水;
(2)在探究实验中,改变的条件就是探究该条件对反应结果的影响;
(3)根据离子方程式可以得出紫色褪去时二者的物质的量之比。
20.【答案】(1)EF;该反应放热,体系温度升高,反应速率加快
(2);;等于;60%;
【解析】【解答】(1)①由图象可知,反应速率越大,v-t图象的斜率越大,则EF段反应速率最快,故答案为:EF;
②开始时反应物酸的浓度最大,随着反应的进行,酸的浓度降低,但反应放热,温度逐渐升高,所以反应速率逐渐增大,故答案为:反应放热,温度升高,反应速率加快;
(2)①由图象可以看出,反应中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,且△n(X)∶△n(Y) ∶△n(Z)=0.6mol∶0.2mol∶0.4mol=3∶1∶2,5min后物质的量不再变化,达到了化学平衡状态,说明该反应为可逆反应,则反应的化学方程式为3X+Y 2Z,故答案为:3X+Y 2Z;
②反应开始至2min时Z的平均反应速率v= = =0.05mol (L min)-1,故答案为:0.05mol (L min)-1;
③5min时,化学反应达到了平衡状态,化学反应速率不再变化,且正、逆反应速率相等,因此5min后Z的生成速率等于10min后Z的生成速率,故答案为:相等;
④5min时,X转化的物质的量为1.0mol-0.4mol=0.6mol,转化率为 ×100%=60%,故答案:60%;
⑤根据图象可知,开始时气体总物质的量为2.1mol;平衡后气体总物质的量为:0.8mol+0.5mol+0.4mol=1.7mol,同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,即压强之比为 = ,故答案为: 。
【分析】反应速率越大,v-t图象的斜率越大,结合金属与酸的反应为放热反应分析解答;根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写反应的方程式,结合图象数据和v= 分析解答。
21.【答案】(1)2NH3+CO2═CO(NH2)2+H2O
(2)小于;v(NH3)=0.2 mol/(L·min);NH3的平衡转化率为30%;氨碳比 尽可能小;因为可以提高价格较高的NH3的转化率
【解析】【解答】(1)CO2和NH3合成CO(NH2)2 , 根据元素守恒可知,同时还有H2O生成,化学方程式为:2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O;(2)①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态,反应仍将继续正向进行,故v逆(CO2)小于B点平衡时的化学反应速率;②假设氨的起始投入量为8mol,则CO2的投入量为2mol,平衡时CO2的转化率为60%,CO2的变化量为1.2mol,NH3的变化量为2.4mol,达到平衡状态这段时间内v(NH3)=
=0.2 mol/(L·min);③设CO2的初始物质的量为a,则NH3的初始物质的量为4a,由图可知,CO2的转化率为60%,故转化的二氧化碳为a×60%=0.6a,根据方程式可知,转化的NH3的物质的量为0.6a×2=1.2a,故平衡时氨气的转化率定为
×100%=30%;④增加一种反应物,可促进平衡正向移动,提高另一种反应物的转化率,即氨碳比
尽可能小,可以提高价格较高的NH3的转化率。【分析】该题考查化学反应速率、影响化学反应速率的因素、可逆反应平衡的判断及影响可逆反应平衡的因素,一、重点掌握 ①影响化学反应速率的因素:温度(温度越高反应速率越快)、浓度(浓度越大反应速率越快)、接触面积(接触面积越大反应速率越快)、催化剂(正催化剂加快反应速率、负催化剂减慢化学反应速率)、压强(适用于气体反应,压强越大反应速率越快); ②三段式的书写及计算(起始量、反应量、平衡后的量); ③转化率的概念; ④化学反应速率的概念及其单位。 二、易错点:①化学反应速率指的是单位时间内浓度的变化量,单位为mol/(L·min),一定不要忽略体积的计算。