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高中化学同步练习:必修二6.2化学反应的速率与限度(能力提升)
一、选择题
1.将形状和大小相同的条分别打磨后,与相同体积的盐酸和盐酸完全反应,放出气体的体积随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A.反应的离子方程式是:
B.可推断:
C.可推断:反应中镁过量
D.若用硫酸代替上述实验中盐酸,反应速率不变
2.温度时,向容积为的密闭容器中加入D(足量)和A,发生反应,第后,温度调整到(忽略调整温度时所用的时间)。测得下列各时刻A的物质的量如下表所示。反应中没有使用催化剂,下列说法不正确的是( )
0
2.00 1.50 1.25 1.15 1.00 0.95 0.93
A.,生成B的平均速率为
B.可以利用混合气的平均相对分子质量不变,判断平衡建立
C.由表中数据可知
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,可以利用装置压强不变判断平衡建立
3.在Pd催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示。下列说法不正确的( )
A.分解生成和放出热量
B.由图可知:相同微粒被Pd催化剂吸附后形成的体系,可能具有不同的能量
C.用或代替,得到的产物都有HD和
D.由反应历程预测:在Pd表面积一定时,当达到一定值时,再增大可能对反应速率没有影响
4.亚氯酸盐(如NaClO2)可作漂白剂,在常温、不见光条件下可保存一年,在酸性条件下发生反应:5ClO+4H+=4ClO2↑+Cl—+2H2O,开始时,反应非常慢,一段时间后,反应速率变快,对于该反应速率变快的原因,下列猜测最合理的是( )
A.ClO起催化作用 B.H+起催化作用
C.Cl—起催化作用 D.ClO2的逸出
5.某种制备的反应机理如图。下列说法不正确的是( )
A.总反应可表示为
B.该反应历程中起到催化作用
C.HCl和可循环利用
D.①、②、③均为氧化还原反应
6.纳米级可用于以太阳能为热源分解水制,过程如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.过程Ⅰ的反应:
B.过程Ⅱ的反应:
C.整个过程实现了太阳能向化学能的转化
D.为整个过程的催化剂
7.工业制硫酸中的一步重要反应是在下的催化氧化,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是( )
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,不可能地转化为
C.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
8.下列各组反应中,不属于可逆反应的是
A.N2+3H22NH3和2NH3N2+3H2
B.H2+I22HI和2HIH2+I2
C.2H2+O22H2O和2H2O2H2↑+O2↑
D.2SO2+O22SO3和2SO32SO2+O2
9.在一定温度下,体积固定的密闭容器中发生可逆反应。下列能说明反应已经达到平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变
B.氧气的消耗速率与生成速率相等
C.断开4molH—Cl键的同时,生成4molH—O键
D.HCl、、、四种气体的物质的量之比为4∶1∶2∶2
10.某密闭容器中进行如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等,且用X、Y作反应物,设X、Y的初始物质的量之比为a,则a的范围应满足( )
A.1<a<3 B.<a< C.<a<4 D.<a<
11.将少量的溶液与过量的KI溶液混合发生反应:,向上述反应后的混合液中加入下列哪种物质能证明该反应存在一定的反应限度( )
A.氯化钠溶液 B.淀粉溶液
C.硫氰化钾溶液 D.硝酸银溶液
12.800℃时,A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化如图所示。则以下说法错误的是( )
A.发生的反应可表示为
B.前,A的分解速率为
C.时,A,B,C的浓度之比为2∶3∶1
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
13.在一密闭容器中通入W、X、Y、Z四种气体,保持一定温度,在时测得各物质的浓度如表,则下列判断正确的是( )
W 6 3 2 2
X 3 1.5 1 1
Y 2.5 7 8.5 8.5
Z 1 2.5 3 3
A.在t3时反应已经停止
B.内正反应速率大于逆反应速率
C.在容器中发生的反应为
D.在内W的平均反应速率为
14.化学反应处于平衡状态时,下列说法正确的是( )
A.反应已停止
B.反应物浓度等于生成物浓度
C.化学平衡是一种动态平衡,v正=v逆≠0
D.反应物全部转化成生成物
15.一定条件下的某可逆反应,其正反应速率V正和逆反应速率V逆随时间的变化如图所示,下列判断不正确的是( )
A.t3时刻,υ(正)>υ(逆) B.t4时刻,υ(正)=υ(逆)
C.t4时刻,反应达到最大限度 D.t4时刻,反应停止
16.工业上合成氨时一般采用500℃左右的温度,其原因是( )
①适当提高氨的合成速率;②提高H2的转化率;③提高氨的产量;④催化剂在500℃时的活性最大
A.只有④ B.①② C.①③④ D.①④
17.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.抗氧化剂 B.调味剂 C.着色剂 D.增稠剂
18.目前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2 CH4+2H2O。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.升高温度能减慢该反应的速率
B.钌催化剂能加快该反应的速率
C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时,CO2能100%转化为CH4
19.下列措施中,不能增大化学反应速率的是( )
A.过氧化氢分解制取氧气时,添加少量氯化铁
B.碳与水蒸气反应生成水煤气时,用粉末状的碳代替块状的碳
C.钠与乙醇反应置换氢气时,增大乙醇的量
D.工业上合成氨时,将温度升高到500℃
20.速率与限度是研究化学反应的重要视角,下列叙述错误的是( )
A.对于反应,其他条件不变,增加木炭的量,反应速率不变
B.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率会加快
C.100 mL 2 mol·L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
D.在给定条件下,达到平衡时,可逆反应完成程度达到最大
21.N2O和CO可在催化剂 (Pt2O+)表面转化为无害气体,其反应原理为:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g),下列有关该反应说法正确的是
A.催化剂能改变反应的ΔH
B.通入过量CO,可使N2O转化率达100%
C.保持温度和容器体积不变,通入He增大压强,反应速率不变
D.保持温度和容器体积不变,当容器内压强不变时反应一定达到平衡状态
22.180℃时,向1L的恒容密闭容器中通入0.5molH2和1molCO2,反应生成甲醇(CH3OH)蒸气和某无机物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.在0~3min中H2物质的量浓度变化了0.3mol·L-1
B.该反应的化学方程式为2CO2+4H22CH3OH+O2
C.在3~10min内,反应仍未达到平衡状态
D.达到平衡时,CO2的转化率为20%(转化率=×100%)
二、非选择题
23.放热反应在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)前期的火箭曾用液态肼()与双氧水反应来提供能量。已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。
①此反应的化学方程式为 。
②16g液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出 kJ热量。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为800℃的条件下,向恒容密闭的容器中通入(g)和(g),使,,在不同催化剂作用下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验序号 10 20 30 40 50
1 800 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
实验1中,在10~20min内, ,40min时v(正) (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
(3)催化效率:实验1 (填“>”“<”或“=”)实验2.
(4)乙醇()应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示。a极为原电池的 (填“正”或“负”)极;b极电极反应式为 。
(5)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图所示,整个反应中物质B属于 (填“催化剂”或“中间产物”)。
24.反应的能量变化趋势如图甲所示。
(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为 (填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为 ,该极的电极反应式为 。
(3)某学生为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,将表面被氧化的锌粒投入稀硫酸中,测得生成氢气的速率与反应时间t关系曲线如图乙所示。
①曲线0~a段,反应的离子方程是为 。
②曲线b~c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。
③曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是 。
25.工业废水中的六价铬[Cr(VI)]常采用还原沉淀法、离子交换法和微生物法等方法进行处理。
(1)室温下,含Cr(VI)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
H2CrO4 H++HCrO ΔH1
HCrO H++CrO ΔH2
2HCrO +H2O ΔH3
室温下,反应2CrO+2H+ +H2O的ΔH= (用含ΔH1、ΔH2或ΔH3的代数式表示)。
(2)还原沉淀法:使用Na2SO3将Cr(VI)还原为Cr3+,再将Cr3+转化为沉淀除去。
①酸性条件下Cr(VI)具有很强的氧化能力,将还原为Cr3+的离子方程式为 。
②其他条件相同,用Na2SO3处理不同初始pH的含Cr(VI)废水相同时间,当pH<2时,Cr(VI)的去除率随pH降低而降低的原因是 。
(3)微生物法:
①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(VI)废水时,Cr(VI)去除率随温度的变化如图所示。55℃时,Cr(VI)的去除率很低的原因是 。
②水体中,Fe合金在SRB存在条件下腐蚀的机理如图所示。Fe腐蚀后生成FeS的过程可描述为:Fe失去电子转化为Fe2+, 。
(4)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与和HCrO等发生离子交换,交换过程中发生如下反应:
ROH(s)+HCrO(aq) RHCrO4(s)+OH-(aq)
2ROH(s)+(aq) R2CrO4(s)+2OH-(aq)
其他条件相同,当pH>4时,Cr(VI)去除率随pH升高而下降的原因是 。
答案解析部分
1.【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.镁和盐酸反应的离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑,A不符合题意;
B.形状和大小相同的Mg条分别与相同体积的1mol/L盐酸和amol/L盐酸完全反应,产生的氢气一样多, amol/L盐酸反应快,a>1,B符合题意;
C.二者产生的氢气一样多,镁是反应完,C不符合题意;
D.1mol/L硫酸溶液氢离子浓度是2mol/L,若用1mol/L硫酸代替上述实验中1mol/L盐酸,反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.镁和盐酸反应的离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
B.形状和大小相同的Mg条分别与相同体积的1mol/L盐酸和amol/L盐酸完全反应,产生的氢气一样多,谁反应的快谁的浓度大;
C.产生的氢气量的判断;
D.氢离子浓度增大,反应速率加快。
2.【答案】C
【知识点】化学反应速率;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.由表中数据可知,0~5min,生成A的平均速率为,用不同物质表示同一反应速率之比等于化学计量数之比,则有,,故A正确;
B.由于D是固体,所以气体的总质量是改变的,则混合气的平均相对分子质量是改变的,所以可以利用混合气的平均相对分子质量,判断平衡建立,故B正确;
C.由表中数据可知,比A的物质的量变化大,T2>T1,故C错误;
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,由于反应过程会产生热效应,故压强会发生变化,可以利用装置压强不变,可判断平衡建立,故D正确;
故选C。
【分析】A.利用v=Δc/Δt,用不同物质表示同一反应速率之比等于化学计量数之比计算;
B.利用“变者不变即平衡”;
C.依据影响反应速率的因素分析;
D.同B分析;
3.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;催化剂
【解析】【解答】 A.焓变=生成物总能量-反应物总能量;由图可知,1molHCOOH分解生成CO2和H2放出14.1akJ热量,故A错误;
B.由物质Ⅱ、Ⅲ可知,相同的微粒被Pd催化剂吸附后形成的体系,可能具有不同的能量,故B正确;
C.由图中的反应历程可知,HCOOH在催化剂作用下可生成H2和CO2,若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH,得到的产物都有HD和CO2,故C正确;
D.由反应历程可知,HCOOH只有在催化剂作用下才能生成H2和CO2,因此在Pd表面积一定时,当c(HCOOH)达到一定值时,再增大c(HCOOH)可能对反应速率没有影响,故D正确;
故选A。
【分析】 A.焓变=生成物总能量-反应物总能量;;
B.由物质Ⅱ、Ⅲ分析;
C.由图中的反应历程可知,HCOOH在催化剂作用下可生成H2和CO2;
D.反应在催化剂表面吸附后反应,表面积一定时,有极限速率。
4.【答案】C
【知识点】催化剂
【解析】【解答】A. 为反应物,若 有催化作用,则反应速率一开始就会快,不符合反应一段时间后速度才变快,故A不符合题意;
B. 酸性条件在反应一开始就存在,若 H+有催化作用,则反应速率一开始就会快,不符合反应一段时间后速度才变快,故B不符合题意;
C.Cl-为生成物,一开始浓度低,随着反应进行浓度升高,若对反应有催化作用,则反应速率符合反应一段时间后才变快,故C符合题意;
D. ClO2 为生成物,生成物浓度降低,反应速率不会加快,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】 和 H+反应开始就存在,若 有催化作用,则反应速率一开始就会快。Cl-为生成物,一开始浓度低,随着反应进行浓度升高,若对反应有催化作用,则反应速率符合反应一段时间后才变快;ClO2 为生成物,生成物浓度降低,反应速率不会加快。
5.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;催化剂
【解析】【解答】A、该过程的总反应为,故A正确;
B、 该反应历程中 先消耗后生成,为催化剂,起到催化作用,故B正确;
C、该过程中, HCl和先生成,后又作为反应物参与反应,可循环利用,故C正确;
D、反应③中没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、由图可知,该过程的总反应为 ;
B、催化剂在反应前后不变;
C、 HCl和既是生成物又是反应物;
D、氧化还原反应中一定有元素的化合价发生变化。
6.【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化;常见能量的转化及运用;催化剂
【解析】【解答】A.根据图示可知,过程Ⅰ为Fe3O4在太阳光照射下分解生成FeO与O2,反应方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,A正确;
B.过程Il为FeO与水反应生成H2和Fe3O4,反应方程式为3FeO+H2O=H2↑+Fe3O4,B错误;
C.过程Ⅰ方程式为2Fe3O46FeO+O2↑,过程Ⅱ方程式为:3FeO+H2O=H2↑+Fe3O4,将Ⅰ+Ⅱ×2,整理可得2H2O2H2↑+O2↑,可见在整个过程实现了太阳能向化学能的转化,C正确;
D.根据C选项的分析,总反应为2H2O2H2↑+O2↑,所以Fe3O4为整个过程的催化剂,D正确;
故答案为:B
【分析】由图可知,过程Ⅰ为2Fe3O46FeO+O2↑,过程Ⅱ为3FeO+H2O=H2↑+Fe3O4,总反应为2H2O2H2↑+O2↑。
7.【答案】C
【知识点】化学反应的可逆性;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.使用催化剂可增大反应速率,提高生产效率,A不符合题意;
B.根据题干信息,该反应属于可逆反应,所以SO2不可能100%转化为SO3,B不符合题意;
C.提高反应温度,能加快反应速率,但不能实现SO2的完全转化,C符合题意;
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.催化剂能增大反应速率。
B.可逆反应中,反应物不能100%转化。
C.可逆反应中,反应物不能100%转化。
D.根据化学平衡和化学反应速率的影响条件进行分析。
8.【答案】C
【知识点】化学反应的可逆性
【解析】【解答】可逆反应的定义是在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应为可逆反应,C选项反应条件不同,不属于可逆反应;
故答案为:C
【分析】可逆反应的定义是在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
9.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应的可逆性;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.气体总质量不变、体积不变,密度始终不变,反应不一定平衡,A不符合题意;
B.氧气的消耗速率与生成速率相等,浓度不再改变,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.断开4molH—Cl键的同时,生成4molH—O键,都表示正反应速率,反应不一定平衡,C不符合题意;
D.HCl、O2,H2O,Cl2、四种气体的物质的量之比为4∶1∶2∶2,反应不一定平衡,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.气体总质量不变、体积不变,密度始终不变,反应不一定平衡;
C.浓度不再改变,反应达到平衡状态;
C.只表示正反应速率,反应不一定平衡;
D.只根据物质的量之比,反应不一定平衡。
10.【答案】D
【知识点】化学反应的可逆性;物质的量的相关计算
【解析】【解答】根据三段式可知平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等,有x-n+y-2n=2n,得n=x+y/5,反应物不能完全反应,有x>n,x>x+y/5,y>2n,y>2(x+y)/5,x/y>1/4,x/y<3/2,所以1/4<<a<3/2;
故答案为:D
【分析】根据三段式计算平衡时反应物总物质的量,生成物总物质的量。
11.【答案】C
【知识点】化学反应的可逆性;化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】将少量的氯化铁溶液与过量的碘化钾溶液混合,如果反应存在反应限度,则还有铁离子,检验铁离子的试剂为硫氰化钾溶液;
故答案为:C。
【分析】检验铁离子的试剂为硫氰化钾溶液。
12.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】A.由反应的浓度的变化之比等于化学计量数之比可得:△c(A):△c(B):△c(C)=0.2mol/L:0.2mol/L:0.1mol/L=2:2:1,且B、C浓度增大为生成物,A浓度降低为反应物,则反应的化学方程式为,选项A不符合题意;
B.由图可知前2 minA的△c(A)=0.2mol/L,所以A的分解速率为v(A)==0.1 mol L-1 min-1,选项B符合题意;
C.2 min时,A、B、C的浓度分别为:0.2mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L,A、B、C的浓度之比为0.2mol/L:0.3mol/L:0.1mol/L=2:3:1,选项C不符合题意;
D.通过调控反应条件,如减小压强,可以提高该反应进行的程度,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.浓度的变化之比等于化学计量数之比,据此计算确定各物质的系数;
B.根据计算;
C.A、B、C的浓度之比为0.2mol/L:0.3mol/L:0.1mol/L=2:3:1;
D.调控反应条件可提高该反应进行的程度。
13.【答案】C
【知识点】化学反应速率;化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】A.根据表格数据可知:反应在t3后物质的浓度不再发生变化,说明此时反应已经达到平衡状态,而不是已经停止反应,A不符合题意;
B.根据表格数据可知:反应在t3后物质的浓度不再发生变化,说明反应已经达到平衡状态,则在t3~t4内,该反应的正反应速率与逆反应速率相等,B不符合题意;
C.根据表格数据可知:在t1~t3 s内,W、X浓度减小,Y、Z浓度增大,说明W、X是反应物,Y、Z是生成物,W、X、Y、Z各种物质的浓度改变值分别为4、2、6、2,四种物质改变的浓度比为2:1:3:1,由于改变的浓度比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比,故该反应的化学方程式为,C符合题意;
D.根据表格数据可知:t2~t3 s时间内,W的浓度减少1 mol/L,由于时间的单位是s,故用W表示的平均反应速率v(W)=mol/(L·s),D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】.结合表格数据,t3时候达到平衡,V正=V逆,反应没有停止,而是动态平衡,结合各物质的变化量与方程式系数成正比,推出化学反应,切记可逆符号,该反应为可以反应
14.【答案】C
【知识点】化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】A. 化学平衡时动态平衡,处于平衡状态时反应不会停止,仍在进行,A不符合题意;
B. 处于平衡状态时各成分浓度保持不变,反应物浓度未必等于生成物浓度,B不符合题意;
C. 化学平衡是一种动态平衡,v正=v逆≠0 ,故此时 各成分浓度保持不变,C符合题意;
D. 若化学反应处于化学平衡状态,则反应为可逆反应,故反应物不可能全部转化成生成物,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】化学反应处于动态平衡,正逆速率一定相等,且不为0,各物质的浓度不变
15.【答案】D
【知识点】化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】解:A.t3时刻,没有达到化学平衡,由图可知υ(正)>υ(逆),故A正确;
B.t4时刻,υ(正)=υ(逆),达到化学平衡状态,故B正确;
C.t4时刻,达到化学平衡状态,反应达到最大限度,故C正确;
D.t4时刻,达到化学平衡状态,为动态平衡,反应没有停止,故D错误;
故选D.
【分析】由图可知,从开始至t4时υ(正)>υ(逆),t4时刻,υ(正)=υ(逆)达到反应的最大限度,以此来解答.
16.【答案】D
【知识点】化学平衡中反应条件的控制
【解析】【解答】合成氨发生:N2+3H2 2NH3 △H<0;升高温度可增大反应速率,适当提高氨的合成速率,①符合题意;
该反应的正反应为放热反应,升高温度不是提高转化率,或氨气的产率,②、③不符合题意;
该温度时,催化剂的活性最大,有利于增大反应速率,提高生产效率,④符合题意。
故答案为:D
【分析】 工业上合成氨时采用500℃左右的温度,是考虑适当提高氨的合成速率和催化剂在500℃时的活性最大两个条件。
17.【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】解:A.抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,故A正确;
B.调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故B错误;
C.着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故C错误;
D.增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,故D错误.
故选A.
【分析】一般来说,食品中常加入抗氧剂、调味剂、着色剂以及增稠剂等,其中加入抗氧化剂可减缓食品的腐蚀,延长保质期,而调味剂、着色剂以及增稠剂与食品的色、态、味有关,以此解答该题.
18.【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.升高温度,反应速率增大,A不符合题意;
B.加催化剂降低反应的活化能,增大反应速率,B符合题意;
C.达平衡时,正逆反应速率相等,不为零,C不符合题意;
D.可逆反应不可能全部转化,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.升高温度反应速率增大;
B.催化剂可增大反应速率;
C.达平衡时,正逆反应速率相等,不为零;
D.可逆反应不可能全部转化。
19.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素
【解析】【解答】A、H2O2分解制取O2的过程中加入少量FeCl3,FeCl3可催化H2O2的分解,使反应速率加快,A不符合题意。
B、用粉末状的碳代替块状的碳,可增大反应的接触面积,使得反应速率加快,B不符合题意。
C、乙醇为纯液体,增加乙醇的用量,反应速率不变,C符合题意。
D、工业上合成氨气时,将温度升高到500℃,反应速率加快,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率的考查,结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。
20.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.固体的量不会影响化学反应速率,A选项是错误的;
B.粗锌中的杂质与锌单质以及 稀硫酸 可以构成原电池,可以加快化学反应速率,B选项是正确的;
C.向盐酸中加入氯化钠溶液,相当于稀释了盐酸,浓度减小了,反应速率减慢,C选项是错误的;
D. 在给定条件下,达到平衡时,可逆反应完成程度达到最大 ,即达到了该条件下的限度。
故答案为:C。
【分析】A.固体的量不会影响化学反应速率,因为固体的浓度可以看成是常数;
B.构成原电池可以加快反应速率;
C.减小反应物的浓度,化学反应速率减慢;
D.在给定条件下,达到平衡时,可逆反应完成程度达到最大 ,即达到了该条件下的限度。
21.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但不能改变反应的△H,故A不符合题意;
B.该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则通入过量的一氧化碳,不可能使一氧化二氮的转化率达到100%,故B不符合题意;
C.保持反应容器体积不变,通入不参加反应的氦气增大压强,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,故C符合题意;
D.该反应前后气体分子数相等,保持温度和容器体积不变,容器内压强一直保持不变,无法判断反应是否达到平衡,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但不能改变反应的△H;
B.可逆反应不可能完全反应;
C.根据影响化学平衡移动的因素分析;
D.利用“变者不变即平衡”。
22.【答案】A
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.由图可知,下面一条曲线为H2的物质的量变化曲线,则0~3min中,,体积为1L,则中H2物质的量浓度变化了0.3mol·L-1,故A符合题意;
B.由图可知,,, ,同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比,则,根据原子守恒知,还生成H2O,所以反应方程式为,故B不符合题意;
C.各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,则在3~10 min内,反应达到平衡状态,故C不符合题意;
D.达到平衡时,,则CO2的转化率为,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.从图可以看出H2的物质的量浓度的变化量;
B.从图可以看出 H2和CO2 的化学计量系数比为3:1,在写出另一种物质是水;
C.平衡时甲醇的物质的量为0.1mol,可知3min时达到了平衡;
D.CO2 的转化的量为0.1mol。
23.【答案】(1);320.875
(2)0.026;等于
(3)<
(4)负;
(5)中间产物
【知识点】反应热和焓变;化学反应速率;催化剂;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 (1)①已知0.4mol(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。则此反应的热化学方程式为, 此反应的化学方程式为 ,故答案为: ;
②16g液态肼的物质的量为,与足量的双氧水发生上述反应,放出热量o为,故答案为:320.875;
(3)从表格中可以看出实验1中10~20min时CH4的浓度变化量为:0.13mol/L,根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比,则NO2的浓度变化量为0.26mol/L,用NO2表示的化学反应速率为:;40~50minCH4的浓度不再变化,可知实验1中40min时已经达到平衡,故v(正) 等于v(逆);
故答案为:0.026mol/(L min);等于;
(4)②实验1和实验2达到平衡时CH4的浓度相同,实验2比实验1反应速率快的原因可能是:实验2使用了催化剂;
故答案为:实验2使用了高效催化剂或实验2使用的催化剂效果比实验1的好;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;该装置为原电池装置,a极乙醇生成二氧化碳,电极反应式为CH3CH2OH 12e +6O2 =2CO2↑+3H2O,空气通入的电极为正极,即b极为正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-;
故答案为:负极;O2+4e-=2O2-;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现;
乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应生成乙醛,Cu为催化剂,故A为Cu,与氧气生成CuO,CuO与CH3CH2OH反应生成乙醛和水,则物质B为CuO,是中间产物;
故答案为:中间产物。
【分析】 (1)①利用反应的热化学方程式判断 ;
②依据反应热与物质的量成比例;
(3)根据方程式中的系数之比等于浓度的变化量之比计算;依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断;
(4)催化剂只能加速化学反应的速度,而不能使平衡移动;
(5)燃料电池中,燃料在负极失电子,发生氧化反应,氧气在正极得电子,发生还原反应;
(6)根据催化剂反应前参与反应,反应后又生成;中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现。
24.【答案】(1)放热
(2)正;冒气泡;2H++2e-=H2↑
(3)ZnO+2H+=Zn2++H2O;反应放热,溶液温度升高;溶液中的氢离子浓度逐渐降低
【知识点】吸热反应和放热反应;化学反应速率的影响因素;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由图可知,该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应为放热反应。
(2)将反应“Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑”设计成原电池时,由于金属活动性Zn>Cu,所以铜为正极,H+在铜电极上发生得电子的还原反应,生成H2,因此铜片上的现象为有气泡冒出,其电极反应式为:2H++2e-=H2↑。
(3)①由于锌粒表面被氧化形成ZnO,与稀硫酸反应无气体产生,因此O~a段发生反应的离子方程式为:ZnO+2H+=Zn2++H2O。
②曲线b~c段,反应速率逐渐增大,主要是由于Zn与稀硫酸的反应为放热反应,使得温度升高,反应速率加快。
③曲线由c以后,反应速率逐渐减小,主要是由于随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,反应速率逐渐减慢。
【分析】(1)根据反应物、生成物总能量的相对大小,判断反应的热效应。
(2)在原电池中,一般较活泼金属做负极,发生失电子的氧化反应,结合电极反应式进行分析。
(3)表面被氧化的锌粒含有ZnO,与稀硫酸反应无气体产生。Zn与稀硫酸的反应为放热反应,温度升高,反应速率加快;随着反应的进行,稀硫酸中c(H+)减小,反应速率减慢。
25.【答案】(1)ΔH3-2ΔH2
(2)3++8H+=2Cr3++3+4H2O;部分与H+结合后转化为SO2逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,反应速率减慢
(3)55℃时,硫酸盐还原菌发生变性,几乎失去活性;H2O得到电子转化为H,被H还原为S2-,S2-与Fe2+结合生成FeS
(4)pH升高导致离子交换平衡逆向移动;pH升高导致HCrO转化为,交换所需ROH的量是交换HCrO所需ROH的量的两倍
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;反应热和焓变;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】(1)令反应Ⅰ为H2CrO4 H++HCrO ΔH1,反应Ⅱ为HCrO H++CrO ΔH2,反应Ⅲ为2HCrO +H2O ΔH3,根据盖斯定律,将反应Ⅲ-2×反应Ⅱ得2CrO+2H+ +H2O,则ΔH=ΔH3-2ΔH2,故答案为:ΔH=ΔH3-2ΔH2;
(2)①酸性条件下,Cr(Ⅵ)以存在,具有氧化性,SO具有还原性,二者发生氧化还原反应产生SO、Cr3+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,离子方程式为3++8H+=2Cr3++3+4H2O,故答案为:3++8H+=2Cr3++3+4H2O;
②其他条件相同,用Na2SO3处理不同pH含Cr(Ⅵ)的废水时,反应相同时间,已知酸性条件下Cr(Ⅵ)对Na2SO3具有很强的氧化能力,pH<2时,Cr(Ⅵ)的去除率随pH降低而降低,是由于当溶液酸性较强时,部分与H+结合后转化为SO2逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,反应速率减慢,故答案为:部分与H+结合后转化为SO2逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,反应速率减慢;
(3)①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含铬废水时,温度常控制在30℃左右,温度过高,Cr(Ⅵ)的去除率低是由于硫酸盐还原菌中含有具有生物活性的蛋白质,其催化活性具有一定的温度范围,若温度过高,硫酸盐还原菌的蛋白质发生变性,导致失去活性,因而Cr(Ⅵ)的去除率降低,故答案为:55℃时,硫酸盐还原菌发生变性,几乎失去活性;
②根据腐蚀原理,Fe失去电子变为Fe2+,H2O得到电子转化为H,被H还原为S2-,S2-与Fe2+结合生成FeS,故答案为:H2O得到电子转化为H,被H还原为S2-,S2-与Fe2+结合生成FeS;
(4)根据反应:ROH(s)+HCrO(aq) RHCrO4(s)+OH-(aq)、2ROH(s)+(aq) R2CrO4(s)+2OH-(aq)可知,其他条件相同,当pH>4时,Cr(VI)去除率随pH升高而下降的原因是pH升高导致离子交换平衡逆向移动;pH升高导致HCrO转化为,交换所需ROH的量是交换HCrO所需ROH的量的两倍,故答案为:pH升高导致离子交换平衡逆向移动;pH升高导致HCrO转化为,交换所需ROH的量是交换HCrO所需ROH的量的两倍。
【分析】(1)利用盖斯定律进行计算,消除中间产物即可得到目标方程式,同时也要注意对焓变也要进行运算。
(2)该反应为陌生氧化还原反应方程式配平,找到氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,利用化合价升降相等配平即可。
(3)该反应是利用还原菌进行处理污水,温度不要过高,需要考虑生物活性。
(4)pH过高,OH-浓度过大,平衡逆向移动,不利于反应除去铬。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:65分
分值分布 客观题(占比) 44.0(67.7%)
主观题(占比) 21.0(32.3%)
题量分布 客观题(占比) 22(88.0%)
主观题(占比) 3(12.0%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 22(88.0%) 44.0(67.7%)
非选择题 3(12.0%) 21.0(32.3%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 氧化还原反应方程式的配平 6.0(9.2%) 25
2 催化剂 16.0(24.6%) 3,4,5,6,23
3 物质的量的相关计算 4.0(6.2%) 9,10
4 常见能量的转化及运用 2.0(3.1%) 6
5 吸热反应和放热反应 7.0(10.8%) 24
6 化学反应速率的影响因素 19.0(29.2%) 1,7,17,18,19,20,24
7 氧化还原反应 2.0(3.1%) 5
8 化学反应的可逆性 10.0(15.4%) 7,8,9,10,11
9 化学反应速率 20.0(30.8%) 1,2,9,12,13,18,23
10 原电池工作原理及应用 15.0(23.1%) 23,24
11 化学平衡中反应条件的控制 12.0(18.5%) 11,12,13,14,15,16
12 化学反应中能量的转化 4.0(6.2%) 3,6
13 化学平衡的影响因素 16.0(24.6%) 2,7,20,21,22,25
14 反应热和焓变 14.0(21.5%) 23,25
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