专题6 化学反应与能量变化 复习提升--2026苏教版高中化学必修第二册章节练
文档属性
| 名称 | 专题6 化学反应与能量变化 复习提升--2026苏教版高中化学必修第二册章节练 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 542.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-04 00:00:00 | ||
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文档简介
2026苏教版高中化学必修第二册
本专题复习提升
易错点1 不能正确理解化学反应速率
(2025天津中学期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的关系如图,下列说法中正确的有( )
①反应在c点达到平衡
②SO2浓度:a点小于c点
③反应物的总能量低于生成物的总能量
④Δt1=Δt2,ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
⑥体系压强不再变化,说明反应达到平衡
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
2.(2024江苏盐城五校联考)某实验小组为探究影响H2O2分解的因素设计表中实验,下列有关说法错误的是( )
溶液
温度
时间(收集
50 mL O2)
①
10 mL 15% H2O2溶液
25 ℃
160 s
②
10 mL 30% H2O2溶液
25 ℃
120 s
③
10 mL 15% H2O2溶液
50 ℃
50 s
④
10 mL 15% H2O2溶液+
1 mL 5% FeCl3溶液
50 ℃
20 s
A.①和②可探究浓度对H2O2分解速率的影响
B.①和③可探究温度对H2O2分解速率的影响
C.①和④可探究催化剂对H2O2分解速率的影响
D.由上述实验可知,增大H2O2浓度、升高温度都能加快H2O2分解速率
易错点2 不能正确判断是否达到平衡状态
3.(2025山东省实验中学阶段测试)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1。下列有关说法不正确的是( )
A.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态
B.在恒容密闭容器内,反应达平衡状态后,通入Ar,压强增大,但v(正)和v(逆)都不变
C.断裂6 mol N—H键的同时,形成3 mol H—H键,说明该反应达到平衡状态
D.在容器中充入1 mol N2和3 mol H2,一定条件下充分反应,放出的热量少于92.4 kJ
4.(2025河北保定阶段检测)在两个恒温恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:2X(g) Y(g)+Z(s) 甲,A(s)+2B(g) C(g)+D(g) 乙。当满足下列条件时:①混合气体的密度不再发生变化;②反应容器中生成物的百分含量不再发生变化;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比;④混合气体的压强不再发生变化;⑤混合气体的总物质的量不再发生变化。能表明甲和乙都达到化学平衡状态的是( )
A.①②③ B.②③⑤
C.①②③⑤ D.①②④⑤
易错点3 电极反应式的判断与书写错误
5.(2025江苏苏州段考)某固体酸性氢氧燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应为2H2+O2 2H2O,下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
C.b极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.H+由a极通过固体电解质传递到b极思想方法练
利用比较思想解决化学反应与能量的相关问题、探究化学反应速率的影响因素
方法概述
分类与比较是解决化学问题的有效路径。利用比较思想可以帮助我们正确认识化学反应与能量之间的联系,得出化学反应所涉及的能量变化与反应中反应物和生成物总能量的相对大小有关;利用比较思想探究化学反应速率的影响因素时注意控制变量法的应用,控制单一变量,探究该变量对反应速率的影响,得出结论。
1.(2025北师大附属实验中学开学考试)运用控制变量法研究2X(g) Y(g)+3Z(g)的反应速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验①②得出:其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快
B.比较实验②④得出:其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快
C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③可能使用了催化剂
D.在0~10 min内,实验④的v(Y)=0.06 mol·L-1·min-1
2.(2024江苏盐城第一中学期末)下列叙述正确的是( )
A.由图甲可知, 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=(b-a) kJ· mol-1
B.图乙表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.图丙表示燃料燃烧反应的能量变化
D.图丁表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
3.(2025河北保定定州期中)化学兴趣小组同学用0.20 mol·L-1 K2S2O8溶液、0.20 mol·L-1Na2S2O3溶液、0.2% X溶液、0.50 mol·L-1 KI溶液等试剂探究K2S2O8浓度对化学反应速率的影响,设计如下实验方案:
实验
序号
溶液体积/mL
实验
时间
K2S2O8
溶液
H2O
KI
溶液
Na2S2O3
溶液
X
溶液
①
10.0
0.0
4.0
V
2.0
t1
②
8.0
V1
4.0
V
2.0
t2
③
6.0
V2
4.0
V
2.0
t3
已知:S2O82-+2S2O32- 2SO42-+S4O62-,S2O82-+2I- 2SO42-+I2,还原性S2O32->I-。下列说法错误的是( )
A.X为淀粉 B.V2=4.0
C.t1>t2>t3 D.V<12
(2025江苏扬州段考)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图中曲线A所示,若在H2O2溶液中加入少量KI,则H2O2的分解过程可表示为①H2O2+I- H2O+IO-,②H2O2+IO- H2O+O2↑+I-,其能量变化如图中曲线B所示。下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应①为吸热反应,反应②为放热反应
B.2 mol H2O2(aq)具有的能量大于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量
C.I-在H2O2分解过程中是催化剂
D.从曲线B可以看出,加入KI减少了H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化
5.某小组欲测定KClO3与NaHSO3溶液反应的化学反应速率。所用试剂为10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,所得数据如图所示。
(1)写出两溶液混合反应的离子方程式: 。
(2)由实验数据可得,该反应在0~4 min的化学反应速率v(NaHSO3)为 。?
(3)该小组设计了3组实验探究影响化学反应速率的部分因素,具体情况如表所示。
加入0.1 mol·
L-1 KClO3溶
液的体积/mL
加入0.3 mol·
L-1 NaHSO3溶
液的体积/mL
加入水的体积/mL
反应温
度/℃
1
10
10
0
25
2
10
5
a
25
3
10
10
0
60
表中a= ,通过实验1和实验3可探究 对化学反应速率的影响。?
(4)某同学分析发现在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。针对此现象,该同学进一步通过测定c(Cl-)随时间变化的曲线探究影响因素,具体如表所示。(已知Na+、K+对该反应速率无影响)
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快
向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,插入温度计测量温度
Ⅱ
?
?
取10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl固体,再加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
Ⅲ
溶液酸性增强加快了化学反应速率
分别向a、b 2个烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液,向烧杯a中加入1 mL水,向烧杯b中加入1 mL 0.2 mol·L-1盐酸,再分别向2个烧杯中加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
①方案Ⅱ中的假设为
。
②已知方案Ⅰ的假设不成立,某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:
? ?。
③反应后期,化学反应速率变慢的原因是
?。?
答案与分层梯度式解析
本专题复习提升
易混易错练
1.A c点后正反应速率还在改变,一定条件下,反应达到平衡时正、逆反应速率相等且不再改变,则反应在c点未达到平衡,①不正确;随着反应的进行,SO2浓度越来越小,SO2的浓度:a点大于c点,②不正确;从a点到c点正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高,对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,则说明该反应为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,③不正确;Δt1=Δt2,由于ab段的平均正反应速率小于bc段的平均正反应速率,所以ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量,④正确;混合物颜色不再变化,表明NO2的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,⑤正确;反应前后气体分子数相等,但温度不断发生改变,导致平衡前体系的压强不断发生改变,则体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态,⑥正确;故选A。
2.C 实验①和②,变量为H2O2浓度,可探究浓度对H2O2分解速率的影响,A正确;实验①和③,变量为温度,可探究温度对H2O2分解速率的影响,B正确;实验①和④相比,实验④中加入的FeCl3溶液导致两组中H2O2的浓度略有差别,且两组温度不同,不能探究催化剂对H2O2分解速率的影响,C错误;通过实验数据和以上分析可知,增大浓度、升高温度都能加快H2O2分解速率,D正确。
3.C 该反应为放热反应,绝热条件下随反应进行,体系温度不断变化,当体系温度不变时,说明反应已达到平衡状态,A正确;恒容密闭容器中达到平衡后,通入Ar,虽然体系压强增大,但是反应物和生成物的浓度都不变,正、逆反应速率不变,B正确;断裂6 mol N—H键的同时形成3 mol H—H键,不能说明正、逆反应速率相等,该反应不一定达到平衡状态,C错误;该反应为可逆反应,充入1 mol N2和3 mol H2,无法全部转化为NH3,故放出的热量少于92.4 kJ,D正确。
易错分析 通过断键和成键数目来判断反应是否达到平衡状态时,一定要注意反应方向,若表示相同反应方向,则无法说明正、逆反应速率相等。
4.A 恒温恒容密闭体系中,ρ=mV,甲、乙反应过程中,V均一定,但是由于两个反应均有固体参与,m为变量,只有当反应达到平衡时,m才不变,气体的密度不再变化,故混合气体的密度不再变化能作为反应达平衡的标志,①符合题意;只有在反应达到平衡时,各物质的浓度才保持不变,生成物的百分含量不变,故反应容器中生成物的百分含量不再变化能作为反应达平衡的标志,②符合题意;反应物消耗表示正反应过程,生成物消耗表示逆反应过程,反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比能作为反应达平衡的标志,③符合题意;恒温恒容密闭体系中,甲反应前后气体分子数改变,而乙反应前后气体分子数不变,因此进行乙反应时,气体的总物质的量保持恒定,则压强恒定,因此混合气体的压强不变不能表明乙达到平衡状态,④不符合题意;甲反应前后气体分子总数改变,而乙反应前后气体分子总数不变,甲中气体的总物质的量在变化,乙中气体的总物质的量不变,混合气体的总物质的量不再发生变化不能表明乙达到平衡状态,⑤不符合题意;故选A。
易错分析 易忽视反应中有固体参加,恒温恒容密闭体系中固体参加反应对混合气体密度有影响。
D 根据电池总反应2H2+O2 2H2O可知,通入氢气的a极为电池的负极,通入氧气的b极为电池的正极,电子在外电路由a极流向b极,A错误;负极反应式为H2-2e- 2H+,每转移0.1 mol电子,消耗0.05 mol氢气,未指明是否在标准状况下,H2体积不一定为1.12 L,B错误;b极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,C错误;原电池中,阳离子向正极移动,所以H+由a极通过固体电解质传递到b极,D正确。
易错分析 书写电极反应式时常见的错误:一是忽视反应类型。要牢记负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应。二是忽视电荷守恒。三是忽视电池电解质类型。
思想方法练
1.D 实验①②中X的起始浓度不同,其他条件相同,实验①中X的起始浓度较大,反应速率较大,可得出:其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快,A正确;实验②④温度不同,其他条件相同,实验④反应速率较大,可得出:其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快,B正确;实验②③温度、反应物浓度相同,平衡时X的浓度相同,但实验③反应速率较大,可能使用了催化剂,C正确;在0~10 min内,实验④X的浓度变化量为0.60 mol·L-1,则v(Y)=12×0.60mol·L-110min=0.03 mol·L-1·min-1,D错误。
方法点津 利用比较思想解答此题要注意控制变量法的应用。在探究时,控制其他的因素不变,只改变一种因素,看这种因素与化学反应速率存在怎样的关系;确定一种因素的影响以后,再通过控制变量法确定另一种因素的影响。
2.B 由图甲可知,反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,热化学方程式为2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=(a-b) kJ· mol-1,故A错误;图乙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,吸热反应的反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,故B正确;图丙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,而燃料燃烧为放热反应,故C错误;图丁中反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,所以图丁表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,故D错误。
方法点津 解答本题需要明确反应物总能量高于生成物总能量时为放热反应,反之为吸热反应。
3.C 反应中有单质碘生成,碘遇淀粉显蓝色,则X为淀粉,A正确;探究浓度对反应速率的影响,实验①③中K2S2O8溶液的体积不同,需要保证溶液的总体积相等,因此V2=4.0,B正确;其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快,观察到实验现象所用时间越短,则t3>t2>t1,C错误;还原性S2O32->I-,Na2S2O3与K2S2O8反应后,K2S2O8需要有剩余,因此根据离子方程式S2O82-+2S2O32- 2SO42-+S4O62-及题中相关物质的物质的量浓度及体积,可知V<12,D正确。
方法点津 这类题目的解题策略
4.D 由题图可知,反应①生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量,为吸热反应,反应②生成物所具有的能量小于反应物所具有的能量,为放热反应,A正确;H2O2(aq)分解生成H2O(l)和O2(g)的总反应为放热反应,故2 mol H2O2(aq)具有的能量大于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量,B正确;反应中I-被消耗又生成,在H2O2分解过程中是催化剂,C正确;催化剂改变反应速率,但是不改变反应物的总能量和生成物的总能量的差,D错误。
5.答案 (1)ClO3-+3HSO3- 3H++Cl-+3SO42- (2)0.007 5 mol·L-1·min-1 (3)5 温度 (4)①生成的氯离子加快了反应速率 ②将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液或KCl溶液 ③随着化学反应的进行,体系中的反应物浓度会逐渐降低,所以反应速率也会逐渐减慢
解析 (1)该反应为氧化还原反应,KClO3中Cl元素的化合价降低,NaHSO3中S元素的化合价升高,由得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得该反应的离子方程式是ClO3-+3HSO3- 3H++Cl-+3SO42-。(2)该反应在0~4 min的平均化学反应速率v(Cl-)=0.010mol·L-14min=0.002 5 mol·L-1·min-1,由化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比可得,v(NaHSO3)=3v(Cl-)=0.007 5 mol·L-1·min-1。(3)由实验1可知溶液的总体积为10 mL+10 mL=20 mL,所以实验2中10+5+a=20,解得a=5;实验1和实验3的变量是温度,其他条件都相同,可探究温度对化学反应速率的影响。(4)①根据题给信息可知,方案Ⅱ的假设为生成的Cl-对反应有催化作用,加快了反应速率。②方案Ⅲ中a、b两烧杯中H+和Cl-浓度都不同,变量不唯一,需要保持两个烧杯中除氢离子外原参加反应的各离子浓度不变(不考虑Na+、K+),所以可以将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液或KCl溶液。③随着化学反应的进行,体系中反应物浓度会逐渐降低,浓度成为影响反应速率的主要因素,所以反应速率会逐渐减慢。
本专题复习提升
易错点1 不能正确理解化学反应速率
(2025天津中学期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的关系如图,下列说法中正确的有( )
①反应在c点达到平衡
②SO2浓度:a点小于c点
③反应物的总能量低于生成物的总能量
④Δt1=Δt2,ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
⑥体系压强不再变化,说明反应达到平衡
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
2.(2024江苏盐城五校联考)某实验小组为探究影响H2O2分解的因素设计表中实验,下列有关说法错误的是( )
溶液
温度
时间(收集
50 mL O2)
①
10 mL 15% H2O2溶液
25 ℃
160 s
②
10 mL 30% H2O2溶液
25 ℃
120 s
③
10 mL 15% H2O2溶液
50 ℃
50 s
④
10 mL 15% H2O2溶液+
1 mL 5% FeCl3溶液
50 ℃
20 s
A.①和②可探究浓度对H2O2分解速率的影响
B.①和③可探究温度对H2O2分解速率的影响
C.①和④可探究催化剂对H2O2分解速率的影响
D.由上述实验可知,增大H2O2浓度、升高温度都能加快H2O2分解速率
易错点2 不能正确判断是否达到平衡状态
3.(2025山东省实验中学阶段测试)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1。下列有关说法不正确的是( )
A.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态
B.在恒容密闭容器内,反应达平衡状态后,通入Ar,压强增大,但v(正)和v(逆)都不变
C.断裂6 mol N—H键的同时,形成3 mol H—H键,说明该反应达到平衡状态
D.在容器中充入1 mol N2和3 mol H2,一定条件下充分反应,放出的热量少于92.4 kJ
4.(2025河北保定阶段检测)在两个恒温恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:2X(g) Y(g)+Z(s) 甲,A(s)+2B(g) C(g)+D(g) 乙。当满足下列条件时:①混合气体的密度不再发生变化;②反应容器中生成物的百分含量不再发生变化;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比;④混合气体的压强不再发生变化;⑤混合气体的总物质的量不再发生变化。能表明甲和乙都达到化学平衡状态的是( )
A.①②③ B.②③⑤
C.①②③⑤ D.①②④⑤
易错点3 电极反应式的判断与书写错误
5.(2025江苏苏州段考)某固体酸性氢氧燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应为2H2+O2 2H2O,下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
C.b极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.H+由a极通过固体电解质传递到b极思想方法练
利用比较思想解决化学反应与能量的相关问题、探究化学反应速率的影响因素
方法概述
分类与比较是解决化学问题的有效路径。利用比较思想可以帮助我们正确认识化学反应与能量之间的联系,得出化学反应所涉及的能量变化与反应中反应物和生成物总能量的相对大小有关;利用比较思想探究化学反应速率的影响因素时注意控制变量法的应用,控制单一变量,探究该变量对反应速率的影响,得出结论。
1.(2025北师大附属实验中学开学考试)运用控制变量法研究2X(g) Y(g)+3Z(g)的反应速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验①②得出:其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快
B.比较实验②④得出:其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快
C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③可能使用了催化剂
D.在0~10 min内,实验④的v(Y)=0.06 mol·L-1·min-1
2.(2024江苏盐城第一中学期末)下列叙述正确的是( )
A.由图甲可知, 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=(b-a) kJ· mol-1
B.图乙表示反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量
C.图丙表示燃料燃烧反应的能量变化
D.图丁表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
3.(2025河北保定定州期中)化学兴趣小组同学用0.20 mol·L-1 K2S2O8溶液、0.20 mol·L-1Na2S2O3溶液、0.2% X溶液、0.50 mol·L-1 KI溶液等试剂探究K2S2O8浓度对化学反应速率的影响,设计如下实验方案:
实验
序号
溶液体积/mL
实验
时间
K2S2O8
溶液
H2O
KI
溶液
Na2S2O3
溶液
X
溶液
①
10.0
0.0
4.0
V
2.0
t1
②
8.0
V1
4.0
V
2.0
t2
③
6.0
V2
4.0
V
2.0
t3
已知:S2O82-+2S2O32- 2SO42-+S4O62-,S2O82-+2I- 2SO42-+I2,还原性S2O32->I-。下列说法错误的是( )
A.X为淀粉 B.V2=4.0
C.t1>t2>t3 D.V<12
(2025江苏扬州段考)已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图中曲线A所示,若在H2O2溶液中加入少量KI,则H2O2的分解过程可表示为①H2O2+I- H2O+IO-,②H2O2+IO- H2O+O2↑+I-,其能量变化如图中曲线B所示。下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应①为吸热反应,反应②为放热反应
B.2 mol H2O2(aq)具有的能量大于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量
C.I-在H2O2分解过程中是催化剂
D.从曲线B可以看出,加入KI减少了H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化
5.某小组欲测定KClO3与NaHSO3溶液反应的化学反应速率。所用试剂为10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,所得数据如图所示。
(1)写出两溶液混合反应的离子方程式: 。
(2)由实验数据可得,该反应在0~4 min的化学反应速率v(NaHSO3)为 。?
(3)该小组设计了3组实验探究影响化学反应速率的部分因素,具体情况如表所示。
加入0.1 mol·
L-1 KClO3溶
液的体积/mL
加入0.3 mol·
L-1 NaHSO3溶
液的体积/mL
加入水的体积/mL
反应温
度/℃
1
10
10
0
25
2
10
5
a
25
3
10
10
0
60
表中a= ,通过实验1和实验3可探究 对化学反应速率的影响。?
(4)某同学分析发现在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。针对此现象,该同学进一步通过测定c(Cl-)随时间变化的曲线探究影响因素,具体如表所示。(已知Na+、K+对该反应速率无影响)
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快
向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,插入温度计测量温度
Ⅱ
?
?
取10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl固体,再加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
Ⅲ
溶液酸性增强加快了化学反应速率
分别向a、b 2个烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液,向烧杯a中加入1 mL水,向烧杯b中加入1 mL 0.2 mol·L-1盐酸,再分别向2个烧杯中加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
①方案Ⅱ中的假设为
。
②已知方案Ⅰ的假设不成立,某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:
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③反应后期,化学反应速率变慢的原因是
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答案与分层梯度式解析
本专题复习提升
易混易错练
1.A c点后正反应速率还在改变,一定条件下,反应达到平衡时正、逆反应速率相等且不再改变,则反应在c点未达到平衡,①不正确;随着反应的进行,SO2浓度越来越小,SO2的浓度:a点大于c点,②不正确;从a点到c点正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高,对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,则说明该反应为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,③不正确;Δt1=Δt2,由于ab段的平均正反应速率小于bc段的平均正反应速率,所以ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量,④正确;混合物颜色不再变化,表明NO2的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,⑤正确;反应前后气体分子数相等,但温度不断发生改变,导致平衡前体系的压强不断发生改变,则体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态,⑥正确;故选A。
2.C 实验①和②,变量为H2O2浓度,可探究浓度对H2O2分解速率的影响,A正确;实验①和③,变量为温度,可探究温度对H2O2分解速率的影响,B正确;实验①和④相比,实验④中加入的FeCl3溶液导致两组中H2O2的浓度略有差别,且两组温度不同,不能探究催化剂对H2O2分解速率的影响,C错误;通过实验数据和以上分析可知,增大浓度、升高温度都能加快H2O2分解速率,D正确。
3.C 该反应为放热反应,绝热条件下随反应进行,体系温度不断变化,当体系温度不变时,说明反应已达到平衡状态,A正确;恒容密闭容器中达到平衡后,通入Ar,虽然体系压强增大,但是反应物和生成物的浓度都不变,正、逆反应速率不变,B正确;断裂6 mol N—H键的同时形成3 mol H—H键,不能说明正、逆反应速率相等,该反应不一定达到平衡状态,C错误;该反应为可逆反应,充入1 mol N2和3 mol H2,无法全部转化为NH3,故放出的热量少于92.4 kJ,D正确。
易错分析 通过断键和成键数目来判断反应是否达到平衡状态时,一定要注意反应方向,若表示相同反应方向,则无法说明正、逆反应速率相等。
4.A 恒温恒容密闭体系中,ρ=mV,甲、乙反应过程中,V均一定,但是由于两个反应均有固体参与,m为变量,只有当反应达到平衡时,m才不变,气体的密度不再变化,故混合气体的密度不再变化能作为反应达平衡的标志,①符合题意;只有在反应达到平衡时,各物质的浓度才保持不变,生成物的百分含量不变,故反应容器中生成物的百分含量不再变化能作为反应达平衡的标志,②符合题意;反应物消耗表示正反应过程,生成物消耗表示逆反应过程,反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比能作为反应达平衡的标志,③符合题意;恒温恒容密闭体系中,甲反应前后气体分子数改变,而乙反应前后气体分子数不变,因此进行乙反应时,气体的总物质的量保持恒定,则压强恒定,因此混合气体的压强不变不能表明乙达到平衡状态,④不符合题意;甲反应前后气体分子总数改变,而乙反应前后气体分子总数不变,甲中气体的总物质的量在变化,乙中气体的总物质的量不变,混合气体的总物质的量不再发生变化不能表明乙达到平衡状态,⑤不符合题意;故选A。
易错分析 易忽视反应中有固体参加,恒温恒容密闭体系中固体参加反应对混合气体密度有影响。
D 根据电池总反应2H2+O2 2H2O可知,通入氢气的a极为电池的负极,通入氧气的b极为电池的正极,电子在外电路由a极流向b极,A错误;负极反应式为H2-2e- 2H+,每转移0.1 mol电子,消耗0.05 mol氢气,未指明是否在标准状况下,H2体积不一定为1.12 L,B错误;b极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,C错误;原电池中,阳离子向正极移动,所以H+由a极通过固体电解质传递到b极,D正确。
易错分析 书写电极反应式时常见的错误:一是忽视反应类型。要牢记负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应。二是忽视电荷守恒。三是忽视电池电解质类型。
思想方法练
1.D 实验①②中X的起始浓度不同,其他条件相同,实验①中X的起始浓度较大,反应速率较大,可得出:其他条件相同,增大反应物浓度,化学反应速率加快,A正确;实验②④温度不同,其他条件相同,实验④反应速率较大,可得出:其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快,B正确;实验②③温度、反应物浓度相同,平衡时X的浓度相同,但实验③反应速率较大,可能使用了催化剂,C正确;在0~10 min内,实验④X的浓度变化量为0.60 mol·L-1,则v(Y)=12×0.60mol·L-110min=0.03 mol·L-1·min-1,D错误。
方法点津 利用比较思想解答此题要注意控制变量法的应用。在探究时,控制其他的因素不变,只改变一种因素,看这种因素与化学反应速率存在怎样的关系;确定一种因素的影响以后,再通过控制变量法确定另一种因素的影响。
2.B 由图甲可知,反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,热化学方程式为2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=(a-b) kJ· mol-1,故A错误;图乙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,吸热反应的反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,故B正确;图丙中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,而燃料燃烧为放热反应,故C错误;图丁中反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,所以图丁表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,故D错误。
方法点津 解答本题需要明确反应物总能量高于生成物总能量时为放热反应,反之为吸热反应。
3.C 反应中有单质碘生成,碘遇淀粉显蓝色,则X为淀粉,A正确;探究浓度对反应速率的影响,实验①③中K2S2O8溶液的体积不同,需要保证溶液的总体积相等,因此V2=4.0,B正确;其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快,观察到实验现象所用时间越短,则t3>t2>t1,C错误;还原性S2O32->I-,Na2S2O3与K2S2O8反应后,K2S2O8需要有剩余,因此根据离子方程式S2O82-+2S2O32- 2SO42-+S4O62-及题中相关物质的物质的量浓度及体积,可知V<12,D正确。
方法点津 这类题目的解题策略
4.D 由题图可知,反应①生成物所具有的能量大于反应物所具有的能量,为吸热反应,反应②生成物所具有的能量小于反应物所具有的能量,为放热反应,A正确;H2O2(aq)分解生成H2O(l)和O2(g)的总反应为放热反应,故2 mol H2O2(aq)具有的能量大于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量,B正确;反应中I-被消耗又生成,在H2O2分解过程中是催化剂,C正确;催化剂改变反应速率,但是不改变反应物的总能量和生成物的总能量的差,D错误。
5.答案 (1)ClO3-+3HSO3- 3H++Cl-+3SO42- (2)0.007 5 mol·L-1·min-1 (3)5 温度 (4)①生成的氯离子加快了反应速率 ②将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液或KCl溶液 ③随着化学反应的进行,体系中的反应物浓度会逐渐降低,所以反应速率也会逐渐减慢
解析 (1)该反应为氧化还原反应,KClO3中Cl元素的化合价降低,NaHSO3中S元素的化合价升高,由得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得该反应的离子方程式是ClO3-+3HSO3- 3H++Cl-+3SO42-。(2)该反应在0~4 min的平均化学反应速率v(Cl-)=0.010mol·L-14min=0.002 5 mol·L-1·min-1,由化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比可得,v(NaHSO3)=3v(Cl-)=0.007 5 mol·L-1·min-1。(3)由实验1可知溶液的总体积为10 mL+10 mL=20 mL,所以实验2中10+5+a=20,解得a=5;实验1和实验3的变量是温度,其他条件都相同,可探究温度对化学反应速率的影响。(4)①根据题给信息可知,方案Ⅱ的假设为生成的Cl-对反应有催化作用,加快了反应速率。②方案Ⅲ中a、b两烧杯中H+和Cl-浓度都不同,变量不唯一,需要保持两个烧杯中除氢离子外原参加反应的各离子浓度不变(不考虑Na+、K+),所以可以将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液或KCl溶液。③随着化学反应的进行,体系中反应物浓度会逐渐降低,浓度成为影响反应速率的主要因素,所以反应速率会逐渐减慢。