2.1 化学反应速率 同步测试题(含解析)2023-2024学年高二上期人教版(2019)选择性必修1

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名称 2.1 化学反应速率 同步测试题(含解析)2023-2024学年高二上期人教版(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 2024-01-14 19:37:54

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文档简介

2.1 化学反应速率 同步测试题
一、单选题
1.下列说法正确的是(  )
A.增大反应物的浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂虽然不参加化学反应,但能增大单位体积内活化分子的数目,从而增大反应速率
2.已知: ,若反应速率分别用 (摩/升 分)表示,则正确的关系是(  )
A. B.
C. D.
3.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,则此反应可表示为(  )
A.2A+3B 2C B.A+3B 2C C.3A+B 2C D.A+B C
4.一定量的铁片与足量稀硫酸反应制取氢气时,下列措施能使氢气生成速率增大且生成氢气总量不变的是(  )
A.降低温度 B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片,改用等量的铁粉
5.下列关于我国最新科技成果的化学解读错误的是(  )
科技成果 化学解读
A 首次发现烷基型产甲烷的古菌,原油有望高效转化成天然气 天然气、沼气、坑气的主要成分都是CH4,它们都是不可再生能源
B 纳米Cu2O表面改性控制CO2电化学还原制备C2H4和合成气 其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快
C 利用催化剂Ni2Al3实现原生生物质大分子高选择性转化成CH4 催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子的百分数
D 锂电池或二次电池的研究引领全球清洁能源 锂电池能将化学能转化成电能
A.A B.B C.C D.D
6.某科研小组用氧化—沉淀法从废电池浸出液中去除铁;用MnO2氧化废电池浸出液中的Fe2+,再加适量Na2CO3调节溶液pH使Fe3+转化为沉淀[Fe(OH)3],同时放出一种无色气体(CO2)。研究发现pH对Fe2+的氧化率和铁去除率的影响如图1和图2所示。
已知:
I.pH=-lgc(H+);
II.酸性条件下MnO2被还原为Mn2+。
下列说法错误的是(  )
A.若起始浸出液pH=1.0,MnO2与Fe2+反应一段时间后,浸出液pH会减小
B.由图1可知,Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小
C.Fe3+转变为沉淀的离子方程式为:2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
D.若用氨水调节溶液pH也可以使Fe3+转化为沉淀
7.二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法错误的是
A.催化剂能改变反应机理,加快反应速率,降低反应热
B.二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应
C.该历程的决速步为
D.总反应为
8.反应2SO2+O2 2SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为(  )
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
9.化学家利用“自然化学连接法”提高蛋白质合成的效率,反应机理如图(其中—和…各表示一种多肽片段)。下列说法错误的是(  )
A.过程1中有 键和 键的断裂
B.a、b生成c的同时还生成RH
C.c和d互为同分异构体
D.总反应的化学反应速率主要取决于过程2
10.下列说法正确的是(  )
A.反应速率越快,实验现象越明显
B.活化分子间的碰撞都能发生化学反应
C.任何能够发生化学反应的碰撞都是有效碰撞
D.压缩容器容积,容器内反应物的活化分子百分数增大,反应速率加快
11.甲硫醇是一种重要的原料和化工试剂,硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如下。下列说法中不正确的是(  )
A. 中碳元素化合价为 价
B.过程⑤中,形成了O-H键和C-H键
C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D.硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应类型为取代反应
12.如图所示是时,与反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是(  )
A.该反应的热化学方程式为:N (g)+3H (g) 2NH (g)
B.在温度体积一定的条件下,通入和反应后放出的热量为
C.升高温度,活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的频率加快,从而加快该反应速率
D.加入催化剂,该化学反应的改变
13.反应在不同条件下用不同物质表示的化学反应速率如下,其中反应最快的是(  )
A. B.
C. D.
14.下列说法正确的是(  )
A.一定条件下,增加反应物的量,必定加快反应速率
B.升高温度正反应速率增大,则逆反应速率也一定增大
C.可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等
D.使用催化剂一定会加快反应速率
15.对A(g)+3B(g) 2C(g)来说,下列反应速率中最快的是(  )
A.v(A)=0.3mol/(L min) B.v(B)=0.6mol/(L min)
C.v(C)=0.5mol/(L min) D.v(A)=0.01mol/(L s)
16.要增大铁与盐酸反应的速率,所采取的下列措施中无效的是(  )
A.用铁粉代替铁片 B.增大压强
C.提高反应的温度 D.增大盐酸的浓度
17.对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0,下列研究目的和图示相符的是(  )
  A B C D
研究目的 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响
图示
A.A B.B C.C D.D
18.甲萘醌(维生素K)有止血作用,它可通过2—甲基萘的氧化而制得,反应中常用乙酸作催化剂,该反应放热,可表示为:
在某次合成反应中,用1.4g的2—甲基萘,才制得0.17g甲萘醌,已知该次合成反应的速率是快的,试判断导致其产率低的原因是(  )
A.使用了过量的氧化剂
B.没有用乙酸,而是使用了其它催化剂
C.把反应混合物加热
D.所生成的甲萘醌是沉淀物
19.下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法正确的是(  )
A.①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程
B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同
C.由图可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为吸热反应
D.本历程中的催化剂通过改变水煤气变化反应的焓变,来实现改变其反应速率
二、综合题
20.一定温度下,发生反应:(反应条件己略),现向2L密闭容器中充入和发生反应,测得随时间的变化如下表:
时间/min 1 2 3 4 5
1.5 1.2 1.1 1.0 1.0
(1)①0~2min内,   
②达到平衡时的物质的量浓度为   
(2)已知可逆反应:,正反应为放热反应。将装有和混合气体的烧瓶放入热水中,观察到的现象   ,产生该现象的原因是   。
(3)在一定温度下,取一定量的冰醋酸加水稀释,稀释过程中溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示:
请回答下列问题:
①“O”点导电能力为0,说明冰醋酸没有电离,也说明了电解质发生电离的条件之一是   。写出醋酸的电离方程式   。
②a、b、c三点对应的溶液中,最大的是   点,判断的理由是   。
③a、b、c三点对应的溶液中,电离程度最大的最   点。
21.
(1)某实验小组为了探究影响化学反应速率的因素,进行了稀硫酸与金属铁反应的对照实验,实验数据如下:
实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4)/mol·L-1 V(H2SO4)/mL 反应前溶液温度/℃ 金属消失的时间/s
1 0.10 丝 0.5 50 20 500
2 0.10 粉末 0.5 50 20 50
3 0.10 丝 1.0 50 20 125
4 0.10 丝 1.0 50 35 50
①对比实验1和3,表明影响化学反应速率的因素是   ;反应规律为:   ,反应速率越快。
②仅表明固体反应物的表面积对化学反应速率产生影响的实验有   (填实验序号)。
③本实验中影响化学反应速率的其他因素还有   。
(2)用如图原电池装置可加快铁与稀硫酸反应的速率,其中铜作   (填“负极”或“正极”),铁的电极反应式是   ,在铁电极上发生   反应(填“氧化”或“还原”)。
22.完成下列问题
(1)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为:   。
②反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为    。
③2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量是起始时的    倍。
(2)反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率    (填“增大”“不变”或“减小”,下同),平衡    移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”,下同)。
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率    ,平衡    移动。
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其正反应速率    ,平衡    移动。
④保持体积不变,充入水蒸气,其正反应速率    ,平衡    移动。
23.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:   。
24.CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)CO2的电子式是   。
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.
Ⅱ.EC加氢生成乙二醇与甲醇
① 步骤Ⅱ的热化学方程式是   。
② 研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/℃ EC转化率/ % 产率/ %
乙二醇 甲醇
160 23.8 23.2 12.9
180 62.1 60.9 31.5
200 99.9 94.7 62.3
220 99.9 92.4 46.1
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是   。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是   。
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下图所示,电极a接电源的   极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是   。
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用,下列研究方向合理的是   (填序号)。
a.选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子
c选择高效的催化剂
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:A.增大反应物浓度,可增大单位体积活化分子的数目,但百分数不变,故A错误;
B.增大压强,可增大单位体积活化分子的数目,但百分数不变,故B错误;
C.升高温度,可使更多的分子转化为活化分子,增加了反应物分子中活化分子的百分数,故C正确;
D.催化剂参加反应,故D错误.
故选C.
【分析】升高温度、加入催化剂可增大活化分子的百分数,而增大压强、增大浓度,可增大单位体积活化分子的数目,但百分数不变,以此解答该题.
2.【答案】D
【解析】【解答】A.NH3、O2的化学计量数分别为4、5,因此v(NH3):v(O2)=4:5,所以,A不符合题意;
B.O2、H2O的化学计量数分别为5、6,因此v(O2):v(H2O)=5:6,所以,B不符合题意;
C.NH3、H2O的化学计量数分别为4、6,因此v(NH3):v(H2O=4:6=2:3,所以,C不符合题意;
D.O2、NO的化学计量数分别为5、4,因此v(O2):v(NO)=5:4,所以,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对反应速率与化学计量数关系的考查, 结合反应速率之比等于化学计量数之比分析。
3.【答案】A
【解析】【解答】由于 2vB=3vA、3vC=2vB,所以可得vA:vB:vC=2:3:2,所以该反应的化学方程式为2A+3B 2C,A符合题意。
故答案为:A
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比,由速率关系式得出化学计量数之比,从而得出反应的化学方程式。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.因降温时反应体系的温度降低,则化学反应速率减慢,A不符合题意;
B.铁与浓硫酸发生钝化阻碍反应进行,减少氢气生成量,B不符合题意;
C.滴加少量CuSO4溶液,铁置换出Cu,构成 Fe、Cu原电池,从而加快了生成氢气的反应速率,但是氢气总质量减少,C不符合题意;
D.改用铁粉,增大了铁与硫酸反应的接触面积,则反应速率加快,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.降温反应速率减小;
B.铁在浓硫酸中会钝化;
C.滴加少量CuSO4溶液,铁置换出Cu,构成 Fe、Cu原电池,反应速率加快,但氢气总量减小。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷,天然气属于化石燃料,用完之后不能再生,是不可再生能源;沼气是利用植物秸秆发酵生成的,沼气是可再生资源,故A符合题意;
B.纳米Cu2O表面改性控制CO2电化学还原增大了反应面积,反应速率加快,可得出其他条件相同时,接触面积越大,反应速率越快,故B不符合题意;
C.催化剂的作用是能降低反应的活化能,提高活化分子的百分数,故C不符合题意;
D.锂电池或二次电池都能将化学能转化成电能,属于清洁能源,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.沼气是可再生资源;
B.反应物的接触面积越大,反应速率越快;
C.催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子的百分数;
D.原电池是将化学能转化为电能的装置。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.MnO2与Fe2+反应2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O,反应消耗氢离子,反应一段时间后,氢离子浓度减小,浸出液pH会变大,故A符合题意;
B.由图1可知,纵坐标为Fe2+氧化率, Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小,故B不符合题意;
C.由题干可知,加适量Na2CO3调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,反应为2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,故C不符合题意;
D.用氨水调节溶液pH发生反应,可以使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.MnO2与Fe2+发生反应2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++ Mn2++2H2O;
B. Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小;
C.加适量Na2CO3调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;
D.用氨水调节溶液pH可发生反应。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.催化剂能改变反应机理,加快反应速率,不能改变反应热,选项A符合题意;
B.由反应历程图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,选项B不符合题意;
C.的活化能最大,是该历程的决速步,选项C不符合题意;
D.该反应的反应物是和,生成物是和,则总反应为,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.催化剂不影响反应热;
B.反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应;
C.活化能越大反应速率越慢,慢反应是整个反应的决速步骤;
D.该反应是和反应生成和。
8.【答案】D
【解析】【解答】SO3的浓度增加到了0.4mol/L,根据方程式可知消耗氧气浓度是0.2mol/L,则在这段时间内用O2表示的反应速率为0.2mol/L÷t=0.04mol/(L s),解得t=5s。
故答案为:D
【分析】本题考查了利用化学反应速率与化学计量系数的关系(成正比)进行计算
9.【答案】B
【解析】【解答】A. 由结构简式知,过程1中有 键和34S-H键的断裂,A不符合题意;
B. a、b生成c的同时还生成RSH,B符合题意;
C.由结构简式知,c和d互为同分异构体,C不符合题意;
D.化学反应速率主要取决于慢反应,过程1是快反应、过程2是慢反应,故总反应的化学反应速率主要取决于过程2,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据反应物和生成物即可判断键的断裂
B.根据反应物和生成物即可写出方程式
C.根据c和d的结构式写出分子式即可判断
D.多步反应的速率由慢反应决定
10.【答案】C
【解析】【解答】A.对于无明显实验现象的实验,反应速率越快,实验现象不一定越明显,A项不符合题意;
B.活化分子间的有效碰撞才能发生化学反应,B项不符合题意;
C.有效碰撞为能够发生化学反应的碰撞,C项符合题意;
D.压缩容器容积,容器内反应物的活化分子百分数不变,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.有的实验无明显现象;
B.活化分子间的有效碰撞才能发生化学反应;
C.有效碰撞为能够发生化学反应的碰撞;
D.依据增大浓度、增大压强能增大单位体积内的活化分子数。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.CH3SH中硫显-2价,氢为+1价,根据元素的化合价之和等于0可知,碳元素化合价为-2价,A正确;
B.过程⑤中,生成了CH3SH和H2O,由图示可知,O-H键和C-H键是新形成的,B正确;
C.该催化剂只能缩短达到平衡的时间,改变化学反应速率,不能提高反应物的平衡转化率,C错误;
D.硫化氢与甲醇合成甲硫醇的反应方程式为:H2S+CH3OH=CH3SH+H2O,-SH取代甲醇中的OH,反应类型为取代反应,D正确;
故答案为:C
【分析】 通过催化过程可以看出,硫化氢加入催化剂后将硫化氢中的氢硫键拆开形成巯基和氢原子,加入甲醇后,甲醇分子吸附在催化剂表面,将氢氧键拆开,巯基取代了羟基的位置形成了甲硫醇和水。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.根据图像可知,该反应为N (g)+3H (g) 2NH (g),△H=508-600=-92kJ/mol,A符合题意;
B.合成氨的反应为可逆反应,1mol N2和3mol H2无法彻底消耗,因此放出的热量小于92kJ,B不符合题意;
C.升高温度,活化分子百分数会增加,C不符合题意;
D.催化剂不能改变反应焓变,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.反应焓变=正反应活化能-逆反应活化能;
B.反应焓是指1mol反应完全进行前后的能量变化;
C.升高温度会使活化分子百分数会增加;
D.催化剂只能改变反应活化能进而改变反应速率,不能改变反应焓变。
13.【答案】C
【解析】【解答】由经验公式可知,同一化学反应中物质的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越大,==、==、==、==,则反应速率最大的为C,
故答案为:C。
【分析】同一化学反应中物质的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越大。
14.【答案】B
【解析】【解答】解:A.一定条件下,如果反应物是固体或纯液体,固体或纯液体反应物量的多少不影响反应速率,所以增大反应物的量不一定加快反应速率,故A错误;
B.升高温度,增大活化分子百分数,所以正逆反应速率都增大,故B正确;
C.逆反应的特征是正反应和逆反应都在同时发生,同时进行,化学平衡状态的特征之一是正反应速率和逆反应速率相等的状态,故C错误;
D.催化剂可加快反应速率,也可减缓反应速率,如负催化剂可减缓反应速率,故D错误;
故选B.
【分析】A.一定条件下,如果反应物是固体或纯液体,固体或纯液体反应物量的多少不影响反应速率;
B.升高温度,正逆反应速率都增大;
C.逆反应的特征是正反应和逆反应都在同时发生,同时进行;
D.一般情况下,催化剂可加快反应速率,但此题要考虑负催化剂的作用.
15.【答案】D
【解析】【解答】解:反应速率与化学计量数的比值越大,反应越快,则
A. =0.3,
B. =0.2,
C. =0.25,
D. =0.6,
显然D中比值最大,反应最快,
故选D.
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,则反应速率与化学计量数的比值越大,反应越快,以此来解答.
16.【答案】B
【解析】【解答】解:A.用铁粉代替铁片,增大了反应物的接触面积,反应速率加快,故A不选;
B.该反应为溶液中的反应,受压强影响不大,则增大压强,不能增大Fe与盐酸的反应速率,故B选;
C.提高反应的温度,反应的速率加快,故C不选;
D.增大盐酸的浓度,氢离子浓度变大,反应速率加快,故D不选.
故选B.
【分析】增大铁与盐酸反应的速率,则增大接触面积、酸的浓度、温度等,该反应为溶液中的反应,受压强影响不大,以此来解答.
17.【答案】C
【解析】【解答】A.压强越大反应速率越快,因此 ,正反应是气体分子数减少的反应,根据勒夏特列原理,压强增大平衡正向移动,平衡时氨气的体积分数应该更大,A项不符合题意;
B.正反应放热,因此温度越高反应物的转化率应该越小,B项不符合题意;
C.增加氮气相当于增大了反应物的浓度,正反应速率瞬间提高,逆反应速率瞬间不变,C项符合题意;
D.催化剂不改变平衡,但是可以显著提高反应速率,因此有催化剂那组会先达到平衡点,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、需要考虑压强对反应速度和平衡移动两方面的影响
B、温度升高平衡朝吸热方向进行
C、增加 反应物浓度的瞬间正反应速度增加,逆反应的速度不变,要区别增大压强(正、逆反应速度同时增加,只是增加程度不同)
D、催化剂只影响反应速度、不影响反应平衡
18.【答案】C
【解析】【解答】由题意分析知该反应的特点有:1.是一个氧化过程;2.正反应放热。催化剂只能改变反应速率,不能是平衡移动因此对产率无影响;
从理论上讲,使用过量氧化剂可以提高产率(增加一种反应物浓度从而提高另一种反应物的转化率),生成物的状态与产率无关;
正反应放热,因此加热不利于产物的生成。
故答案为:C
【分析】在可逆反应中,产物的含量较低,与是否加入催化剂无关,催化剂不影响平衡移动;结合题意,该反应的正反应放热,升高温度,平衡逆向移动;增加一种反应物,可以提高另一种反应物的转化率以此解答该题.
A、增加氧化剂,可以增大2—甲基萘的转化率,一定程度上提高产率;
B、催化剂只能影响反应速率的快慢,不影响生成物的产率;
C、该反应的正反应放热,升高温度,平衡逆向移动;
D、生成物的状态不影响产率;
19.【答案】B
【解析】【解答】A.由题吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,所以①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程,A项不符合题意;
B.②和④中化学键变化相同,断裂的均为H-O键,②中吸收的能量为[1.25-(-0.32)] eV=1.57 eV,④中吸收的能量为[1.41-(-0.16)] eV=1.57 eV,二者吸收的能量相同,B项符合题意;
C.由图可知CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应,反应物的能量大于生成物的能量,且放出的热量为0.72eV,C项不符合题意;
D.催化剂降低反应的活化能,但是不能改变反应的焓变,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.①表示CO和H2O吸附到催化剂表面;
B.②中吸收能量[1.25-(-0.32)]eV=1.57eV,④中吸收能量[1.41-(-0.16)]eV=1.57eV;
C.该反应反应物的总能量大于生成物的总能量;
D.催化剂不影响反应热。
20.【答案】(1);
(2)红棕色颜色加深;该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,使浓度增大,颜色加深
(3)溶于水;;b;离子浓度大,导电能力强;c
【解析】【解答】(1) ①0~2min内, 2v(O2)== ;
②根据表格中数据,可知4min中时达到平衡,此时O2的物质的量为1.0mol,则氧气的消耗量为1.0mol,则SO2的消耗量为2mol,则SO2的剩余物质的量为2mol,浓度为 ;
(2)该反应属于放热反应,升高温度平衡会逆移,那么NO2浓度会增大,则 红棕色颜色加深 ;、
(3)①纯的冰醋酸不进行电离,这说明电解质要溶于水才能发生电离;醋酸时弱电解质,其电离是部分电离;
②离子浓度越大,溶液的导电性越大,b点的导电性最大,所以b点的H+浓度最大;
③c点是加水稀释程度最大的点,根据越稀越电离,c点的醋酸电离程度最大。
【分析】(1)①化学反应速率等于物质浓度的变化值与时间的比值;
②在达到平衡时,各组分的含量是不变的;物质的物质的量变化量之比与浓度的变化量之比都等于系数之比;
(2)对于放热反应,升高温度,平衡会逆向移动;
(3)电解质在水溶液中或熔融状态下可以导电;
影响溶液导电性的因素是溶液中的离子浓度以及离子所带的电荷数;离子浓度越大,离子所带电荷数越大,溶液导电性就越大。
21.【答案】(1)浓度;反应物浓度越大;1、2;温度
(2)正极;Fe-2e-=Fe2+;氧化
【解析】【解答】①对比实验1和3,其余条件均相同、只有硫酸浓度不同,3中硫酸浓度大、金属消失时间短、反应速率大,则实验1和3表明影响化学反应速率的因素是浓度;反应规律为:反应物浓度越大,反应速率越快。
②对比实验1和2,其余条件均相同、只有金属状态不同,2中金属为粉末、金属消失时间短、反应速率大,则仅表明固体反应物的表面积对化学反应速率产生影响的实验有1、2。
③对比实验1和4可以发现,本实验中影响化学反应速率的其他因素还有温度。
(2)如图原电池装置中,铜作正极,铜离子在正极上得到电子生成铜,铁作负极,铁失去电子转化为亚铁离子,铁的电极反应式是Fe-2e-=Fe2+,在铁电极上发生氧化反应。
【分析】(1)①根据①和③的变量不同即可找出影响因素和规律
②根据找出控制表面积的实验即可
③常见的控制速率的因素有接触面积、浓度和温度找出即可
(2)根据题意即可知道铜做负极发生铜离子得到电子变为铜单质,铁失去电子变为铁离子发生氧化反应
22.【答案】(1)3X+Y2Z;0.02mol/(L·min);
(2)不变;不;增大;不;不变;不;增大;向正反应方向
【解析】【解答】(1)①反应过程中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,2分钟内Y减少了0.1mol,X减少了0.3mol,Z增加了0.2mol,且2min后各物质的量保持不变,是可逆反应,则该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,以气体Z表示的平均反应速率为;
③反应过程中气体的总质量不变,混合气体的平均相对分子质量与物质的量成反比,则2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量是起始时的倍;
(2)①Fe为固体,增加Fe的量,不改变正反应速率,平衡不移动,故答案为:不变;不;
②将容器的体积缩小一半,压强增大,其正反应速率增大,由于反应前后气体系数和相等,则平衡不移动,故答案为:增大;不;
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但容器中原气体的浓度不变,正反应速率不变,平衡不移动,故答案为:不变;不;
④保持体积不变,充入水蒸气,反应物的浓度增大,其正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,故答案为:增大;向正反应方向。
【分析】(1)①反应过程中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比;
②根据计算;
③反应过程中气体的总质量不变,混合气体的平均相对分子质量与物质的量成反比;
(2)①Fe为固体,增加Fe的量,不改变速率和平衡;
②将容器的体积缩小一半,压强增大,速率增大,平衡不移动;
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但容器中原气体的浓度不变;
④保持体积不变,充入水蒸气,反应物的浓度增大。
23.【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。
24.【答案】(1)
(2);温度越高,反应速率越快;反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低
(3)负;CO2 + 6H+ + 6e =CH3OH + H2O
(4)abc
【解析】【解答】(1)CO2为共价化合物,碳氧之间形成2条共价键,CO2的电子式是 ;正确答案: 。
(2)①根据盖斯定律可知:反应Ⅱ-反应Ⅰ,可得步骤Ⅱ的热化学方程式是 ;正确答案: 。
②由上表可知,温度越高,反应速率越快;EC的转化率越高;当温度升高到220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低;正确答案:温度越高,反应速率越快;反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇,乙二醇的产率降低。
(3)CO2中碳+4价,甲醇中碳为-2价,电解CO2可制取甲醇,发生还原反应,所以电极a接电源的负极,生成甲醇的电极反应式是CO2 + 6H+ + 6e = CH3OH + H2O; 正确答案:负;CO2 + 6H+ + 6e = CH3OH + H2O。
(4)a.CO2较稳定、能量低,为实现CO2的化学利用,选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物,有利于反应的发生,a符合题意;
b.利用电能、光能或热能活化CO2分子,增加二氧化碳活化分子百分数,加快反应速率,b符合题意;
c.选择高效的催化剂,加快反应速率,提高效率,c符合题意;
故答案为:abc
【分析】(1)根据CO2的结构确定其电子式;
(2)①根据盖斯定律确定反应热;
②由表格数据结合温度对反应速率的影响分析;
当温度升高至220℃时,乙二醇会深度加氢生成乙醇,导致乙二醇的产率降低;
(3)CO2在电极a上转化为甲醇,由碳元素的化合价变化确定电极a所发生的反应;
(4)a、选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物,有利于反应的发生;
b、增加二氧化碳活化分子百分数,可加快反应速率;
c、选择高效催化剂,有利于提高反应效率;