2.1 化学反应速率 课后练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 2.1 化学反应速率 课后练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-23 00:00:00

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2.1 化学反应速率 课后练习
一、单选题
1.下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最快的是(  )
选项 金属(粉末状) 酸及其浓度 酸的体积/mL 反应起始温度/℃
A 0.1 mol Zn 3 mol·L-1硝酸 10 30
B 0.1 mol Zn 3 mol·L-1硫酸 20 15
C 0.1 mol Zn 3 mol·L-1硫酸 10 30
D 0.1 mol Zn 3 mol·L-1盐酸 40 30
A.A B.B C.C D.D
2.已知X转化为Z和W分步进行:① ,② ,其反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是(  )
A. 是反应①的活化能
B. 的能量一定低于 的能量
C.
D.反应②更容易发生,气体Y很难大量存在
3.下列事实能说明影响化学反应速率的决定因素是反应物本身性质的是(  )
A.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
B.Cu能与浓硝酸反应,而不能与浓盐酸反应
C.N2与O2在常温常压下不能反应,放电时可反应
D.向H2O2溶液中,分别滴加5滴等浓度的FeCl3溶液或CuSO4溶液,前者产生气泡快
4.为探究锌与稀硫酸反应生成氢气的速率用[v(H2)来表示],向反应混合液中加入某些质,下列判断正确的是(  )
A.加入NaHSO4固体,v(H2)不变 B.加入少量水,v(H2)减小
C.加入Na2SO4固体,v(H2)减小 D.滴加少量HNO3溶液,v(H2)增大
5.反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(g) 在四种不同情况下的反应速率分别为:① 、 ② 、 ③ 、④ ,该反应进行的快慢顺序为(  )
A.①>③=②>④ B.①>②=③>④
C.②>①=④>③ D.①>④>②=③
6.在恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g) 2NO2(g)△H>0,若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s,那么,反应物浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L,需反应的时间为(  )
A.等于18 s B.等于12 s C.大于18s D.小于18s
7.活化能这一名词是由阿伦尼乌斯在1889年引入,用来定义一个化学反应的发生所需要克服的能量障碍。已知反应:,反应过程中的能量变化如下图所示,下列说法正确的是(  )
A.该反应的
B.该反应的活化能为
C.加入催化剂,(b-a)值不变
D.该反应的热化学方程式为
8.相同条件下,下列关于反应速率的判断正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的醋酸分别与2mol·L-1的NaOH溶液反应的速率相同
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的硝酸分别与大小相同的大理石反应的速率相同
C.Mg和Fe分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应的速率相同
D.大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应的速率相同
9.一定温度下,某密闭容器中发生反应:2HI(g) H2(g)+I2(s) △H<0。若0~15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L,则下列说法正确的是(  )
A.0~15s内用HI表示的平均反应速率v(HI)=0.002mol/(L·s)
B.c(HI)由0.07mol/L降到0.04mol/L所用时间小于15s
C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快,平衡正向移动
10.下列关于化学反应速率的说法正确的是(  )
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高了活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率加快
11.一定温度下,向2 L某恒容密闭容器中加入1 mol X气体和2 molY气体,发生如下反应:,5 min时测得Z的物质的量为1.2 mol,下列说法正确的是(  )
A.此时Y的浓度为0.6 mol/L
B.5 min内v(X)=0.06 mol/(L·min)
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2,则该反应达到平衡状态
D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z,则该反应达到平衡状态
12.在一密闭容器中发生反应: ,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率增大、D的物质的量浓度增大的是(  )
A.移走少量C B.升高温度
C.缩小容器容积,增大压强 D.压强不变,充入稀有气体
13.CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应:
第一步:Fe*+N2O=FeO*+N2
第二步:FeO*+CO=Fe*+CO2
其相对能量与反应历程如下图所示,下列说法错误的是(  )
A.总反应是放热反应,化学方程式为CO+N2O CO2+N2
B.在反应过程中,有极性键和非极性键的断裂和生成
C.总反应的反应速率由第一步反应决定
D.Fe*为反应的催化剂,FeO*为中间产物
14.某温度下,在密闭容器中浓度都为1.0 mol·L-1的两种气体X2和Y2,反应生成气体Z。10 min后,测得X2、Z的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.6 mol·L-1。该反应的化学方程式可能为(  )
A.X2+2Y2 2XY2 B.3X2+Y2 2X3Y
C.2X2+Y2 2X2Y D.X2+3Y2 2XY3
15.某恒容密闭容器中进行反应,下列表示反应速率最快的是(  )
A. B.
C. D.
16.500℃,HCl在催化剂M的作用下被O2氧化依次有如图(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反应组成,计算机模拟单个分子在催化剂表面的反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的活化能为1.45 eV
B.反应Ⅰ的反应速率最慢
C.总反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=-1.98 eV mol-1
D.HOOCl(g)比HCl(g)和O2(g)稳定
二、综合题
17.研究氮、硫及卤素等单质及其化合物在生产生活和环境保护中有着重要意义。
(1)I.反应I2+2 = 2I- + 常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL 淀粉溶液作指示剂,若不经计算,可直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系,下列试剂中:
①1mL 0.001mol·L-1的碘水 ②1mL 0.01mol·L-1的碘水
③3mL 0.001mol·L-1的 Na2S2O3溶液 ④3mL 0.01mol·L-1的 Na2S2O3溶液
应选择_________(填字母)。
A.①②④ B.①②③ C. ①③④ D.②③④
(2)若某同学选取②④进行实验,测得褪色时间为4s,忽略混合后溶液体积变化,试计算v( )=   。
(3)II.一定条件下,在水溶液中1molCl-、 (x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。回答下列问题:
D是   (填离子符号)
(4)B→A+C 反应的离子方程式为:   ;当生成1molC 时,   kJ的热量(填吸收或放出以及具体数值)。
(5)III.以 NO2、O2和熔融 NaNO3组成的燃料电池装置如图,电池在工作过程中,石墨电极I 处燃料 NO2结合电解质离子共同转移电子生成一种氧化物 Y,在石墨电极II 处通入氧化物 Y,结合氧化剂共同转移电子生成电解质离子,使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成能保持稳定。
石墨电极II的电极反应式为   ;
(6)电极I处消耗1molNO2时电极II处反应的O2的体积(标准状况)为   升。
18.控制变量法是研究化学变化规侓的重要思想方法.请仔细观察下表中50mL稀盐酸和1g碳酸钙反应的实验数据:
实验 序号 碳酸钙 状态 c(HCl) /mol L﹣1 溶液温度/℃ 碳酸钙消失 时间/s
反应前 反应后
1 粒状 0.5 20 39 400
2 粉末 0.5 20 40 60
3 粒状 0.6 20 41 280
4 粒状 0.8 20 40 200
5 粉末 0.8 20 40 30
6 粒状 1.0 20 40 120
7 粒状 1.0 30 50 40
8 粒状 1.2 20 40 90
9 粒状 1.2 25 45 40
分析并回答下列问题:
(1)本反应属于   反应(填吸热或放热).反应的离子方程式为   .
(2)实验6和7表明,   对反应速率有影响,   反应速率越快,能表明同一规律的实验还有   (填实验序号).
(3)根据实验1、3、4、6、8可以得出条件对反应速率的影响规律是   .
(4)本实验中影响反应速率的其它因素还有   ,能表明这一规律的实验序号是1、2与   .
19.在一个容积可变的密闭容器中发生反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)。
回答下列问题:
(1)增加Fe的量,正反应速率   (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
(2)将容器的容积缩小一半,正反应速率   ,逆反应速率   。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,正反应速率   ,逆反应速率   。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,正反应速率   ,逆反应速率   。
20. 反应过程的能量变化如图所示。已知 被氧化为 的 。回答下列问题:
(1)图中A的大小表示通常状况下,   mol 和 所组成混合气的   。图中     。
(2)E的值是该反应的   。已知该反应的实际过程中,发生了反应 和 。由此可知该反应的催化剂可以是   ,催化剂的使用可以改变图中的   值(填写“E”或“ ”)。
21.新的《环境空气质量标准》将于2016年1月1日在我国全面实施。据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
(1)汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因   。
(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946
kJ·mol-1、497
kJ·mol-1。N2
(g)+O2 (g)=2NO (g) ΔH=+180.0 kJ·mol-1,NO分子中化学键的键能为   kJ·mol-1。
(3)已知E1=134kJ·mol-1、E2=368kJ·mol-1,请参考题中图表,按要求填空:
①图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,E1的变化是   (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是   。NO2和CO反应的热化学方程式为   。
②下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键 P—P P—O
键能/(kJ·mol-1) a b c x
已知P4(g)+5O2(g)=P4O10(g)ΔH=-d kJ·mol-1,P4及P4O10的结构如图Ⅱ所示。表中x=   (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(4)将0.20
mol NO和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1
L的密闭容器中,在不同条件下反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
计算产物N2在6-9 min时的平均反应速率v(N2)=   mol·L-1·min-1;
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.锌与硝酸反应不生成氢气,A不符合题意;
B.温度升高,反应速率加快,B中温度比C小,故放出氢气的速率不是最快,B不符合题意;
C.氢离子浓度最大且温度最高,故放出H2的速率最快,C符合题意;
D.温度最高,但是氢离子浓度比C小,故放出氢气的速率不是最快,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】易错点:硝酸是氧化性酸,与Zn反应不放出氢气;同时比较锌与酸反应是看H+浓度,而不是看酸的浓度
2.【答案】D
【解析】【解答】A.从图中可以看出,Ea1是活化分子所具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值,所以Ea1是反应①的活化能,A项不符合题意;
B.从图中可以看出, 的能量低于 和 的能量之和,但不能确定 的能量一定低于 的能量,B项不符合题意;
C.由图中信息可以得出,Y(g)+2W(g) Z(g)+3W(g) △H=+(Ea3-Ea4)kJ mol-1,C项不符合题意;
D.从图中可以看出,反应②的活化能比反应①小,所以反应②更容易发生,反应①生成的Y(g)很容易发生转化,所以气体Y很难大量累积,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、活化能指的是反应物的键能,即Ea1;
B、根据图象只能比较X和Y、W的总内能大小;
C、根据图示,Y转化为Z和W,应该看的是Ea3和Ea4的能量变化;
D、活化能越小,反应越容易进行,因此反应 ① 生成Y以后很快发生反应 ② 。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.硝酸的浓度不同,反应速率不同,浓度为外因,A不符合题意;
B.Cu能与浓硝酸反应,而不能与浓盐酸反应,是与硝酸、盐酸的氧化性有关,反应由物质本身的性质决定,B符合题意;
C.常温、常压下及放电均为反应条件,皆为外因,C不符合题意;
D.滴加FeCl3溶液是使用了催化剂,这是外界因素,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、是由硝酸浓度导致反应速率不同;
B、是由盐酸和硝酸性质导致的;
C、是由反应条件导致的;
D、催化剂因素导致的。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.加入NH4HSO4固体,溶液中c(H+)增大,反应速率加快,即v(H2)增大,A不符合题意;
B.加入水,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,B符合题意;
C.加入Na2SO4固体,溶液中氢离子不变,反应速率不变,C不符合题意;
D.滴加少量HNO3溶液,硝酸具有强氧化性,和单质锌反应生成NO,不产生氢气,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积。
5.【答案】D
【解析】【解答】解:①. =0.45mol/(L·s);②. =0.2mol/(L·s);③. =0.2mol/(L·s);④. =0.225mol/(L·s),因在同一化学反应中,在表示速率的单位相同的条件下,用不同物质表示的化学反应速率与其化学计量数的比值越大,该反应速率越快,所以其反应速率的快慢关系为:①>④>②=③,
故答案为:D。
【分析】同一反应,不同情况下反应速率的快慢的比较,要将其转化成用同一物质表示的化学反应速率,且单位还要相同时,数值越大的。速率越快。
6.【答案】C
【解析】【解答】解:反应物A的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L时的平均反应速率= =0.002mol/(L.s),假设以0.002mol/(L.s)的反应速率计算反应物A的浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L所需反应时间= =18s,实际上A物质的化学反应速率是随着物质浓度的减小而减小,所以反应物A的浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L时的平均反应速率小于0.002mol/(L.s),所以所用时间应大于18s,
故选C.
【分析】先计算反应物A的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L时的平均反应速率,再假设以相同的反应速率计算反应物A的浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L所需反应时间,由于随反应进行反应速率降低,实际上反应所需时间比这个时间长,据此分析解答.
7.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应故H<0,A不符合题意;
B.该反应的活化能为,B不符合题意;
C.加入催化剂,反应热不变,C符合题意;
D.该反应的,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;
B、该反应的活化能为akJ/mol;
C、催化剂只改变反应所需的活化能,不改变反应热;
D、该反应的反应热ΔH=(a-b)kJ/mol;
8.【答案】B
【解析】【解答】A.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,当二者的浓度相等时c(H+)盐酸大,所以反应速率盐酸的快,不符合题意;
B.盐酸和硝酸都是一元强酸,当二者浓度相等时,与大小相同的大理石反应的速率就相同,符合题意;
C.由于金属的活动性Mg>Fe,所以Mg和Fe分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应的速率不相同,不符合题意;
D.大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L-1的盐酸反应时由于接触面积不等,所以反应的速率不相同,不符合题意。
【分析】影响化学反应速率的因素:(1)内因:物质本身的性质;(2)外音:浓度,压强,温度,催化剂,物质状态,接触面积以及其他外界因素;增大浓度,增大压强,用催化剂,升高温度,都可以加快反应速率,可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,各物质的物质的量,物质的量的浓度,百分比含量由此引起一系列物理量不变,即可得出本题答案
9.【答案】A
【解析】【解答】A.0~15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L,HI变化的物质的量浓度为0.03mol·L-1,根据化学反应速率的数学表达式,v(HI)==0.002mol/(L·s),故A符合题意;
B.浓度降低,化学反应速率减缓,c(HI)由0.07mol·L-1降到0.04mol·L-1,HI表示的化学反应速率小于0.002mol/(L·s),因此所用时间大于15s,故B不符合题意;
C.升高温度,正逆反应速率都增大,故C不符合题意;
D.该反应是气体物质的量不变的反应,减小反应体系的体积,压强增大,化学反应速率加快,当反应平衡不移动,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据计算;
B.浓度降低,化学反应速率减小;
C.升高温度,正逆反应速率都增大;
D.对于气体物质的量不变的反应,压强改变,平衡不移动。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.升高温度不能降低化学反应的活化能,故A不符合题意;
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大,故B符合题意;
C.催化剂能降低活化分子的活化能,从而加快反应速率,故C不符合题意;
D.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增加活化分子的浓度,从而使反应速率加快,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.升高温度不能降低化学反应的活化能;
B.依据影响反应速率的因素分析
C.催化剂能降低活化分子的活化能;
D.依据影响反应速率的因素分析。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.根据方程式可知:每反应产生1.2 mol Z,消耗1.2 mol的Y,则此时Y的物质的量是n(Y)=2 mol-1.2 mol=0.8 mol,故5 min时Y的浓度c(Y)=,A不符合题意;
B.根据方程式可知:每反应消耗1 mol的X,会同时产生2 mol的Z,则反应产生1.2 mol的Z,会消耗0.6 mol的X,故5 min内v(X)=,B符合题意;
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2时,反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,这与外界反应条件有关,C不符合题意;
D.在任何时刻都存在单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z,这表示反应正向进行,因此不能据此判断该反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】结合5min是生成Z的量,列出三段式,计算Y的浓度和X的速率即可,达到平衡式各物质浓度保持不变,不一定等于系数之比。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.C是固体,移走少量C,C的浓度不变,正反应速率不变,平衡不移动,D的物质的量浓度不变,故不选A;
B.正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,D的物质的量浓度减小,故不选B;
C.正反应气体系数和减小,缩小容器容积,增大压强,平衡正向移动,反应物浓度增大,反应速率加快,故选C;
D.压强不变,充入稀有气体,容器体积增大,相当于减压,正反应速率减小,平衡逆向移动,D的物质的量浓度减小,故不选D;
故答案为:C。
【分析】A.C为固体,其浓度为定值;
B.升温反应速率增大,平衡逆向移动;
D.压强不变,充入稀有气体,正反应速率减小,平衡逆向移动。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.由题干反应历程图可知,该反应的总反应化学方程式为CO+N2O CO2+N2,反应物的总能量高于生成物的总能量,则是放热反应,A不符合题意;
B.由题干反应历程图可知,在反应过程中,反应物中CO和N2O中的C-O、N-O极性键断裂,CO2中有C-O极性键形成,即整个过程中没有非极性键的断裂和生成,B符合题意;
C.总由题干反应历程图可知,第一步反应的活化能大于第二步反应,即第一步反应为慢反应,则整个反应的反应速率由第一步反应决定,C不符合题意;
D.由题干反应历程图可知,Fe*反应过程中参与反应,但反应前后不变,即Fe*为反应的催化剂,FeO*为中间产物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】将第一步反应与第二步反应加和得到总反应,可以即为A项的反应,可以看出没有非极性键断裂;活化能越高,反应越难进行,化学反应速率越慢,总反应速率取决于最慢的一步反应。
14.【答案】C
【解析】【解答】10min后测得X2、Z的浓度分别为0.4mol/L、0.6mol/L,则X2的浓度变化量是1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L。即X2、Z的浓度变化量之比是1︰1,说明二者的化学计量数之比也是1︰1,所以选项C是正确的。
故答案为:C。
【分析】化学反应中各物质的物质的量变化之比等与化学计量数之比,结合质量守恒书写化学方程式即可。
15.【答案】D
【解析】【解答】均用A来表示反应速率,A.;B. 2;C. 3 ;D. 综上所述,表示反应速率最快的是D,
故答案为:D。
【分析】不同物质表示的化学反应速率与化学计量系数比越大,表示的化学反应速率越大。
16.【答案】B
【解析】【解答】A.反应Ⅱ的活化能为,A不符合题意;
B.反应Ⅰ的能垒最高,所以反应Ⅰ的化学反应速率最慢,B符合题意;
C.图像给出的是单个分子参与反应时的能量变化,总反应的热化学方程式为,C不符合题意;
D.由反应Ⅰ可知的总能量比和的总能量高,能量越高,物质越不稳定,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.反应Ⅱ的活化能为;
B.活化能越大反应速率越慢,慢反应是整个反应的决速步骤;
C.图示表示的是单个分子的反应历程,总反应的热化学方程式应为;
D.物质的能量越低越稳定。
17.【答案】(1)C
(2)1×10-3mol L-1 s-1
(3)
(4)3ClO-= +2Cl-;放出117
(5)O2+4e-+2N2O5=4
(6)5.6
【解析】【解答】(1)碘水有颜色,直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系,要保证碘水浓度相同且完全反应,Na2S2O3浓度不同,1mL 0.01mol·L-1的碘水和3mL 0.001mol·L-1的Na2S2O3溶液反应,碘水有剩余,故不选②,应选择①1mL 0.001mol·L-1的碘水、③3mL 0.001mol·L-1的Na2S2O3溶液、 ④3mL 0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液,
故答案为:C;(2)选取②④进行实验,混合后碘水的浓度是0.01mol·L-1÷(1+3+1)= 0.002mol·L-1,测得褪色时间为4s, v(I2)= 0.0005mol L-1 s-1,v( )= 0.0005mol L-1 s-1×2=0.001 mol L-1 s-1;(3)根据 化合价代数和等于-1,x=4,则D是 ;(4)根据电荷守恒,B→A+C反应的离子方程式为是3ClO-= +2Cl-;生成物总能量-反应物的总能量=焓变,3ClO-= +2Cl- (63-60×3)=-117kJ/mol,当生成1molC 时, 放出117kJ的热量;(5)氧气在石墨电极II得电子结合N2O5生成 ,石墨电极II的电极反应式为O2+4e-+2N2O5=4 ;(6) 电极I处消耗1molNO2,转移1mol电子,根据O2+4e-+2N2O5=4 ,电极II处消耗O2的物质的量是0.25mol,标准状况下的体积是0.25mol×22.4mol/L=5.6L。
【分析】(1)直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系,要保证碘水浓度相同且完全反应,Na2S2O3浓度不同;(2)根据 计算;(3)根据 化合价代数和等于-1计算x;(3) C中Cl元素的化合价为+1,则 的化学式是 ;C中Cl元素的化合价为+5,则 的化学式是 ;(5)氧气在石墨电极II得电子结合N2O5生成 ;(6)根据得失电子守恒计算消耗O2的体积。
18.【答案】(1)放热;CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
(2)温度;温度越高;8和9
(3)反应物浓度越大,反应速率越快
(4)接触面积;4和5
【解析】【解答】解:(1)通过表中数据,对比反应前后温度变化可知,反应后溶液温度升高,则反应为放热反应,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故答案为:放热;CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;(2)由实验6和7、8和9的实验数据可知,温度越高,碳酸钙消失的时间越少,说明温度越高,反应速率越大,故答案为:温度;温度越高;8和9;(3)实验1、3、4、6、8相同的地方是固体的形状相同,反应前的温度相同,但反应物的浓度依次增大,碳酸钙消失的时间以此减少,说明反应物浓度越大,反应速率越快,
故答案为:反应物浓度越大,反应速率越快;(4)1、2与4、5两组数据反应温度相同,盐酸的浓度相同,但固体的形状不同,实验数据标明粉末时的反应速率大于粒状,则可说明接触面积越大,反应速率越大,故答案为:接触面积;4和5.
【分析】影响反应速率的因素有固体表面积、溶液的浓度、温度、压强以及催化剂等,解答本题时注意从几个变量的对比①固体的状态,②盐酸的浓度,③温度的变化,④反应时间等,通过对比可得出不同外界条件对化学反应速率的影响,以此解答该题.
19.【答案】(1)不变
(2)增大;增大
(3)不变;不变
(4)减小;减小
【解析】【解答】(1)Fe为固体,因此增加Fe的量,反应速率不变。
(2)将容器的容积缩小一半,体系中各气态物质的浓度均增大,正反应速率和逆反应速率都增大。
(3)保持容器的容积不变,充入N2使体系压强增大,体系中各物质的浓度不变,正反应速率和逆反应速率均不变。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的容积增大,体系中各气态物质的浓度均减小,正反应速率和逆反应速率均减小。
【分析】根据浓度、压强、催化剂和温度对化学反应速率的影响进行分析,注意固体和纯液体对反应速率的影响.
20.【答案】(1)2;能量;-196
(2)活化能;;E
【解析】【解答】(1)由化学方程式 可知,图中A的大小表示通常状况下,2mol 和 所组成混合气的总能量; 被氧化为 的 ,则 被氧化为 的 ,所以图中 ;
(2)E的值是该反应的活化能;该反应的实际过程中,发生了反应 和 , 被还原为 后, 又被氧化为 ,由此可知该反应的催化剂是 ;催化剂能降低反应的活化能,故催化剂的使用可以改变图中的E值。
【分析】(1)根据图示A得我位置即可判断其含义,根据给出的能量变化即可求出焓变
(2)根据图示即可判断E表示的意义,根据反应即可找出催化剂,催化剂只是改变速率不改变焓变,可降低活化能
21.【答案】(1)N2+O2 2NO
(2)631.5
(3)减小;不变;NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1;
(4)3.3×10-3
【解析】【解答】(1)尾气中的NO是在发动机中高压放电或者高温的时候经过化合反应产生,即空气中的氮气和氧气在放电或者高温的条件下生成一氧化氮,反应的化学方程式为:N2+O2 2NO;故答案为:N2+O2 2NO;(2)N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ mol-1、497kJ mol-1以及反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ mol-1可设NO分子中化学键的键能为X,则有:946kJ mol-1+497kJ mol-1-2X=180kJ mol-1得:X=631.5kJ mol-1,故答案为:631.5;(3)①由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,则该反应为放热反应,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1;加入催化剂能降低反应所需的活化能E1,但催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1;②白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P-P、5mol O=O,形成12molP-O、4mol P=O,所以12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol)=dkJ/mol,x= kJ/mol;故答案为: ;(4)由图像可知,NO和CO是反应物,N2是生成物,且三者的变化量之比为:2:2:1,可判断还有一种生成物为CO2,反应的方程式为:2NO+2CO N2+2CO2;由图像数据可计算出6-9 min时CO的平均反应速率为 ,由速率之比等于计量数之比,v(N2)= v(CO)= =3.3×10-3 mol·L-1·min-1;
故答案为:3.3×10-3。
【分析】试题综合性强,尤其在根据键能计算反应热时要注意物质的结构及含有的化学键数目。