6.2化学反应的速率与限度同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.下列做法不属于调控化学反应速率的是
A.将食物储存在冰箱中 B.制氢气时用粗锌而不用纯锌
C.合成氨工业中适当增大压强 D.贮存液溴时,在液溴上面加少量的水
2.温度下,向恒容密闭容器中加入固体,发生反应(未配平),反应过程如图,下列说法正确的是
A.X可能为
B.第时逆反应速率大于第时逆反应速率
C.用表示的反应速率为
D.第时,保持T和V不变,向容器中再加入,正反应速率加快
3.在稀硫酸与锌制氢气实验中,为研究硫酸铜用量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。将表中6组溶液混合,分别加入到6个盛有过量的粒(锌粒表面积均相同)的反应瓶中,记录相同时间产生的氢气的体积(见下图)。
实验组别 溶液 A B C D E F
30
饱和溶液 0 0.5 2.5 5 20
10 0
关于实验的说法中不正确的是
A.
B.实验中溶液蓝色逐渐变浅,可推测硫酸铜是该反应的催化剂
C.水的作用是控制溶液总体积,保证各组实验的浓度相同
D.当加入溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降
4.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述不正确的是
A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.若图甲所示实验中反应速率:①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C.用图乙装置测定反应速率,可测定反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图乙所示装置的气密性,可关闭A处旋塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位
5.反应在的密闭容器中进行,后的物质的量减小了,则对此反应的速率的表示正确的是
A. B.
C. D.
6.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一体积可变的容器中进行,则下列条件的改变使其反应速率增大的是
A.降低温度 B.将容器的体积缩小一半
C.将容器的体积拉大到原来的2倍 D.增加C的量
7.在2L的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应:①;②。下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再发生变化
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.CH3OH的体积分数不再发生变化
D.单位时间内,消耗的CO与生成的O2的物质的量之比为1∶1
8.一定条件下,将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+ B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末该反应达到平衡,生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断 正确的是
A.到达平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol·L-1
B.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
C.平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2
D.从开始到平衡,用D表示的化学反应速率为0.2 mol·L-1 ·min-1
9.下列叙述表示可逆反应一定处于平衡状态的是
A.的浓度相等 B.单位时间内消耗的同时消耗了
C.单位时间内消耗的同时生成了 D.的浓度之比为
10.恒容密闭容器中,A(g)与B(g)反应生成C(g),其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知:,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
11.某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法错误的是
A.升高温度,v正减小
B.达到平衡时,CH2=CH2的体积分数不再发生变化
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),速率增大
D.加入催化剂,可缩短到达平衡的时间
12.对于反应3A(g)+B(s)2C(g)+2D(g)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A.v(A)=0.1mol·(L·s)-1 B.v(B)=6mol·(L·min)-1
C.v(C)=8mol·(L·min)-1 D.v(D)=4mol·(L·min)-1
13.在溶液中滴加溶液,充分振荡后,再进行下列实验,其中可证明该反应有一定限度的是
A.滴加溶液,观察是否有黄色沉淀产生
B.加入振荡静置后,取上层清液,滴加溶液,观察是否出现血红色
C.加入振荡静置后,观察下层液体颜色
D.加入振荡静置后,取上层清液,滴加溶液,观察是否有黄色沉淀产生
14.某化学研究小组在探究外界条件对反应速率和平衡的影响时,作出如下图像。下列判断正确的是
A.由图1可知,该反应 B.由图2可知,b曲线使用了催化剂
C.由图3可知,点1平衡逆向移动 D.由图4可知,
15.向恒容密闭容器中加入1 mol 和一定量的,发生反应:。不同投料比时,的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.该反应为吸热反应
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.投料比固定,当容器内压强不再改变时,反应达到平衡状态
二、填空题
16.氮的化合物研究是环境科学的热点课题之一。
金属与不同密度硝酸溶液反应时,还原产物百分比与硝酸密度的关系下图所示:
(1)当硝酸溶液的密度为1.36g.cm-3时,下列化学方程式中,能较准确表达Fe与过量硝酸反应的是(填序号) 。
A.
B.
C.
(2)现有一定量铝粉和铜粉的混合物与一定量很稀的硝酸溶液充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入5mo/L的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如下图所示:
①c点对应NaOH溶液的体积为 mL;
②ef段发生反应的离子方程式为 。
(3)研究表明硝酸与金属反应时,最容易生成亚硝酸(HNO2,弱酸),然后才转化成NO2,如果溶液中存在更强的氧化剂,如过氧化氢,它完全有能力将新产生的HNO2再氧化成HNO3,如图为金属在不同浓度的HNO3-H2O2混合溶液中的溶解速率和生成NOx的体积V的变化示意图:
①最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数 。
②H2O2与HNO2反应的化学方程式为 。
(4)NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图1所示:若用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图2表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。
①根据图1分析可以得出BaO的作用是 。
②根据图2分析用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,第一步反应的化学方程为 。
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有O2条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。请写出该反应的化学方程式 。
17.某一研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如下图1所示的装置。
(1)检查图1所示装置气密性的方法是 。
(2)若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间段内产生气体的体积,也可以测量 。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示,则t1~t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是 。
三、解答题
18.将浓度均为0.01mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。
(资料)该“碘钟实验”的总反应:H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O
反应分两步进行:
反应A:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O
反应B:……
(1)反应B的离子方程式是 。对于总反应,I-的作用相当于 。
(2)为证明反应A、B的存在,进行实验I。
a.向酸化的H2O2溶液中加入试剂X的水溶液,溶液变为蓝色。
b.再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去。
试剂X是 。
(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验II、实验III。(溶液浓度均为0.01mol/L)
试剂 用量(mL) 序号 H2O2溶液 H2SO4溶液 Na2S2O3溶液 KI溶液(含淀粉) H2O
实验II 5 4 8 3 0
实验III 5 2 x y z
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验II是30min、实验III是40min。
①实验III中,z的数值是 。
②对比实验II、实验III,可得出的实验结论是 。
19.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
Ⅰ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL(标准状况) 100 240 464 576 620
(1)哪一时间段反应速率最大 min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是 。
(2)求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 (设溶液体积不变)。
Ⅱ.另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率:①蒸馏水;②KCl溶液;③KNO3溶液;④CuSO4溶液。
(3)你认为不可行的是____(选填字母)。
A.① B.② C.③ D.④
Ⅲ.某温度下在4 L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图:
(4)该反应的化学方程式是 。
(5)2 min内X的转化率为 。
(6)平衡时,混合气体中X、Y、Z的体积比为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.食物放冰箱冷藏存放,温度较低,反应速率减慢,属于调控化学反应速率,故A正确;
B.制氢气时用粗锌而不用纯锌,粗锌构成原电池,反应速率加快,属于调控化学反应速率,故B正确;
C.合成氨工业中适当增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快,属于调控化学反应速率,故C正确;
D.贮存液溴时,在液溴上面加少量的水,防止液溴的挥发,不属于调控化学反应速率,故D错误;
本题选D。
2.C
【详解】
A.由图分析在交叉点减少2mol,NO2增加2mol,因此方程式中的系数和NO2的系数相等,根据原子守恒X是NO,且反应为,A错误;
B.第2 min时未达到平衡状态,正反应速率在减少,逆反应速率在增大,第四分钟时逆反应速率更大,B错误;
C.用表示的反应速率为,C正确;
D.是固体,增加固体的量,反应速率不变,,D错误;
故选C。
3.B
【详解】A.对比试验,探究硫酸铜量的影响,只能硫酸铜的浓度不同,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,根据F组数据,总体积应该为50,则,故A正确;
B.与反应,置换出,浓度下降,溶液蓝色逐渐变浅,故B错误;
C.对比试验,探究硫酸铜量的影响,要保证硫酸的浓度相等,水的作用是控制溶液总体积,故C正确;
D.当硫酸铜较多时,生成的铜会附着在锌片上,使锌片与硫酸接触面积减小,氢气生成速率下降,故D正确;
故选B。
4.B
【详解】A.反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断,则图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小,A正确;
B.甲中2个试管中加入分别加入FeCl3溶液和硫酸铜溶液,阴离子不同,无法排除阴离子干扰,不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,B错误;
C.反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示,要测定反应速率,需要记录反应产生的气体体积及反应时间,C正确;
D.关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若气密性不好,活塞不能回到原位,若气密性良好,活塞能回到原位,D正确;
故答案选B。
5.C
【分析】
后,的物质的量减小了,则;
【详解】
A.,A错误;
B.,B错误;
C.,C正确;
D.反应的速率比等于系数比,,D错误;
故选C。
6.B
【详解】
A.降低温度,使得分子运动减慢,反应速率减小,A错误;
B.将容器的体积减小一半,等价于将整个反应体系的压强增大了一倍,气体物质的量浓度增大,所以会使反应速率增大,B正确;
C.将容器的体积拉大到原来的2倍,物质浓度减小,反应速率减慢,C错误;
D.往反应中加入固体物质,不会影响化学反应的速率,D错误;
故选B。
7.D
【详解】A.反应①是气体分子数增多的反应,反应②是气体分子数减少的反应,则压强是变量,容器内压强不再发生变化,能证明反应达到平衡状态,A不选;
B.反应①有固体参与反应,故容器内气体的质量是变量,体积不变,则容器内气体密度是变量,不变时,能证明达到平衡状态,B不选;
C.CH3OH的体积分数是变量,不变时,能证明达到平衡状态,C不选;
D.单位时间内,消耗的CO与生成的O2的物质的量为同一方向,不能证明达到平衡状态,D选;
故选D。
8.A
【分析】由图可知,2min后D的物质的量为0.8mol且不再改变,反应达到平衡状态,可列三段式:,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,到达平衡时C的物质的量浓度为=0.8 mol·L-1,A正确;
B.根据三段式可知,反应过程中A和B的转化率都为40%,转化率之比为1∶1,B错误;
C.平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为,C错误;
D.D为固体,不能用单位时间内浓度的变化率来表示反应速率,D错误;
故选A。
9.C
【详解】A.化学平衡时,N2、H2、NH3的浓度不变而不是相等,故A不符合题意;
B.单位时间,消耗a mol N2的同时消耗3mol H2,都体现的正反应方向,未反映正与逆的关系,不能说明反应达到平衡,故B不符合题意;
C.单位时间,消耗a molN2等效于消耗3a mol H2同时生成3a mol H2,正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,故C符合题意;
D.平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故N2,H2,NH3分子数之比为1:3:2,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故D不符合题意;
故选C。
10.A
【详解】,,故::=3:2:3,故A、B、C的系数比为3:2:3,反应可表示为;
故选A。
11.A
【详解】A.升高温度,物质的内能增加,分子运动速率加快,因此v正、v逆都增大,A错误;
B.可逆反应达到平衡时,任何一成分的物质的量都不变,因此各种气体的体积分数不变,则CH2=CH2的体积分数不再发生变化,B正确;
C.H2O(g)是反应物,在恒容下,充入一定量的H2O(g),即增大反应物的浓度,化学反应速率增大,C正确;
D.催化剂能够降低反应的活化能,加快反应速率,故加入催化剂,可缩短到达平衡的时间,D正确;
故合理选项是A。
12.C
【分析】同一化学反应中,同一段时间内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比;先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率再进行比较,且要统一单位,本题可统一转化成物质C表示的反应速率,据此分析解题。
【详解】A.v(A)=0.1mol·(L·s)-1=0.160=mol/(L·min)=6 mol/(L·min)
B.B是固体,固体的浓度视为常数,故不能用固体的浓度变化来表示反应速率,故B错误;
C.v(C)=8mol·(L·min)-1,对应的v(A)== 8mol·(L·min)-1=12mol·(L·min)-1;
D.v(D)=4mol·(L·min)-1,对应的v(A)== 4mol·(L·min)-1=6mol·(L·min)-1;
综上所述,C项换算成A表示的反应速率最快,符合题意。
故选C。
13.B
【分析】溶液中滴加溶液,发生反应2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,KI过量,反应后的溶液中若含有Fe3+,则说明2I-+2Fe3+=2Fe2++I2是可逆反应。
【详解】A.滴加溶液,有黄色沉淀产生,说明溶液中含有I-,上述反应中KI过量,不能说明2I-+2Fe3+=2Fe2++I2是可逆,故不选A;
B.加入振荡静置后,取上层清液,滴加溶液,观察是否出现血红色,证明反应后的溶液中若含有Fe3+,则说明2I-+2Fe3+=2Fe2++I2是可逆反应,故选B;
C.加入振荡静置后,下层液体颜色为紫红色,说明反应有I2生成,不能说明2I-+2Fe3+=2Fe2++I2是可逆,故不选C;
D.加入振荡静置后,取上层清液,滴加溶液,有黄色沉淀产生,说明溶液中含有I-,上述反应中KI过量,不能说明2I-+2Fe3+=2Fe2++I2是可逆,故不选D;
选B。
14.C
【详解】A.正逆反应速率相等时是平衡状态,接着随温度升高,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,说明正反应放热,即 H<0,A错误;
B.使用催化剂一般加快反应速率,但不影响平衡移动,a是使用催化剂时的曲线,B错误;
C.曲线上任意一点都表示达到平衡状态,点1在曲线上方未达到平衡状态,B的转化率减小,平衡逆向移动,C正确;
D.温度一定时,加压C的百分含量增加,则P1>P2,D错误;
故选C。
15.D
【详解】A.x增大,CO2的量增加,平衡正向移动,根据勒夏特列原理CO2的转化率减小,因此,A正确;
B.由图像,温度升高,CO2平衡转化率增大,说明平衡正向移动,吸热反应升温有利于平衡正向移动,B正确;
C.b、c两点温度相同,同一反应的K只受温度影响,故Kc=Kb,a点平衡转化率更低,说明反应平衡时正向程度小,Ka更小,故KaD.该反应反应前后气体体积数不变,故无论是否到达平衡,容器内压强都不变,D错误;
故选D。
16.(1)B
(2) 40
(3) 10.5%
(4) 储存NO2
【详解】(1)由图可知,硝酸溶液的密度为1.36g.cm-3时,Fe与过量硝酸反应生成等量的NO、NO2,硝酸过量反应生成硝酸铁,结合电子守恒可知,反应为:,选B;
(2)一定量铝粉和铜粉的混合物与一定量很稀的硝酸溶液充分反应,反应过程中无气体放出,反应中铜铝化合价升高,则氮元素化合价降低生成硝酸铵;结合图可知,初始没有生成沉淀,则反应后硝酸过量,0c段为氢氧化钠和硝酸反应,cd段为铜、铝离子和氢氧化钠生成沉淀,de为铵根离子和氢氧化钠反应,ef段为氢氧化铝沉淀和过量氢氧化钠转化为四羟基合铝酸钠;
①结合分析:、,cd段铝离子消耗氢氧化钠(104-94)mL×3=30 mL,由ef段可知,铝离子为0.01L×5mol/L=0.05mol,de段可知铵根为0.006L×5mol/L=0.03mol,反应中硝酸中氮化合价由+5变为-3得到铵根离子,结合电子守恒可知,铁离子为,则cd段铁离子离子消耗氢氧化钠,则c点为88-30-18=40mL;
②由分析 ,ef段发生反应的离子方程式为;
(3)①由图可知,最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数10.5%,此时反应速率最快,且生成污染物较少。
②H2O2将HNO2再氧化成HNO3,过氧化氢本身被还原为水,则H2O2与HNO2反应的化学方程式为;
(4)①根据图1可知氧化钡吸收生成二氧化氮转化为硝酸钡,硝酸钡再和还原性气体将氮转化为氮气,则BaO的作用是储存NO2。
②根据图2可知,H2模还原Ba(NO3)2第一步反应为将氮还原为氨气、氢气被氧化为水,根据质量守恒可知,还生成水,反应为:。
③有O2条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO,则反应中氧气作为氧化剂,其中的氧元素完全转化为水,而生成笑气中氧完全来自NO,反应为:。
17.(1)用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升
(2)产生相同体积的气体所需时间
(3)反应放热,溶液温度升高
【详解】(1)用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升,若乙中长导管内液面上升,说明图1所示装置气密性良好;
(2)单位时间内生成气体的体积越大,说明反应速率越快。若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间段内产生气体的体积,也可以测量产生相同体积的气体所需时间。
(3)铝丝与盐酸反应放热,溶液温度升高,所以t1~t2时间段内反应速率逐渐加快。
18.(1) I2+2S2O=2I-+S4O 催化剂
(2)淀粉、碘化钾
(3) 2 其它条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率
【分析】该“碘钟实验"的总反应:①H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O的反应,分两步进行:反应A:②H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,反应B:I2+2 S2O=2I-+ S4O,根据淀粉遇碘变蓝和控制变量法,改变单一变量,以此来解析。
【详解】(1)该“碘钟实验"的总反应:①H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O的反应,分两步进行:反应A:②H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O反应B:①-②得到反应的离子方程式:I2+2S2O=2I-+ S4O,对于总反应, I-的作用相当于催化剂。
(2)过氧化氢具有氧化性会将KI氧化为碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝色,碘单质具有氧化性,可以氧化Na2S2O3溶液,发生反应:I2+2S2O=2I-+ S4O,碘单质被还原为I-,则试剂X为KI淀粉溶液。
(3)①为了方便研究在反应中要采取控制变量方法进行研究,即只改变一个反应条件,其它条件相同,依据表格数据可知,实验III跟实验I比硫酸体积减少,所以其它条件都相同,而且混合后总体积也要相同,故实验I中,x、y、z所对应的数值分别是:8、3、2;
②对比实验I、实验m,可得出的实验结论是:其它条件不变,溶液酸性越强,氢离子浓度越大,增大氢离子浓度可以加快反应速率。
19.(1) 2~3 在相同时间段内产生的气体体积最大
(2)0.025 mol·L-1·min-1
(3)CD
(4)
(5)30%
(6)4:8:5
【详解】(1)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min时间段中,产生气体的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、54 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min;在相同时间段内产生的气体体积最大,因此2~3 min反应速率最大,故答案为:2~3;在相同时间段内产生的气体体积最大。
(2)在3~4 min时间段内,n(H2)==0.005 mol,根据2HCl~H2,计算消耗盐酸的物质的量为n(HCl)=2n(H2)=0.01 mol,则,故答案为:0.025 mol·L-1·min-1。
(3)①加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小,且不减少产生氢气的量,①可行;
②加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,②可行;
③加KNO3溶液,H+浓度减小,因酸性溶液中有,起HNO3的作用,表现强氧化性,与Zn反应不能产生H2,③不可行;
④加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,反应速度增大,且影响生成氢气的量,④不可行;
故答案选CD。
(4)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物。当反应进行到5 min时,,,,则,5 min后三种物质都存在,且物质的量不再发生变化,说明反应为可逆反应。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:;故答案为:。
(5)2 min内X的物质的量变化了0.3 mol,则X的转化率为,故答案为:30%。
(6)同温同容条件下,根据阿伏伽德罗定律的推论可知,体积比等于物质的量之比,因此平衡时,混合气体中X、Y、Z的体积比为0.4:0.8:0.5=4:8:5,故答案为:4:8:5。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页