化学反应速率
1.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1
L密闭容器中,反应按下式进行:xA2(气)+yB2(气)2C(气),2
s后测得反应速率如下:v(A2)=0.4
mol·L-1·s-1,v(B2)=1.2
mol·L-1·s-1,v(C)=0.8
mol·L-1·s-1,则该x和y的值分别为
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
2.在2
L密闭容器中,发生3A(气)+B(气)2C(气)的反应,若最初加入A和B都是4
mol,A的平均反应速率为0.06
mol·L-1·s-1,则10
s后容器中B的物质的量为
( )
A.2.8
mol
B.1.6
mol
C.3.2
mol
D.3.6
mol
3.在反应A(气)+2B(气)3C(气)+4D(气)中,表示该反应速率最快的是
( )
A.v(A)=0.2
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.6
mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8
mol·L-1·s-1
D.v(D)=1
mol·L-1·s-1
4.反应4A(气)+5B(气)4C(气)+6D(气)在5
L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.3
mol。下列叙述正确的是
( )
A.容器中D的物质的量至少为0.45
mol
B.A的平均反应速率是0.01
mol·L-1·s-1
C.容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D.容器中A的物质的量一定减少了0.3
mol
5.在反应2X2(气)+Y2(气)2Z2(气)中,经过一段时间后,Z2的浓度增加了0.4
mol·L-1,用Y2表示的化学反应速率为0.4
mol·L-1·s-1,则这段时间是( )
A.0.1
s
B.2.5
s
C.0.5
s
D.10
s
6.一般情况下,金属越活泼,与酸反应的速率越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢,其研究性学习小组设计了如下的实验:
①取A、B、C三支试管,分别加入2
mL浓度相同的盐酸。
②分别加入足量的、质量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉,立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。
(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式:? 。?
(2)气球膨胀速度最快的是_______(填试管编号)。?
(3)该实验表明,实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是_______。?
(4)步骤②是实验获得成功的关键,你认为在操作过程中各小组成员之间应该如何操作?? 。?
7.利用H2O2和KBrO3反应研究瞬时反应速率(v),在酸催化下发生KBrO3+3H2O2KBr+3O2↑+3H2O。资料显示:v=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2),其中k为速率常数。在290
K测得实验数据如下:
实验编号
1
2
3
4
c(H2O2)/mol·L-1
1
1
2
4
c(KBrO3)/mol·L-1
0.003
0.006
0.001
0.001
v/mol·L-1·s-1
3×10-4
6×10-4
8×10-4
6.4×10-3
根据表格数据信息,瞬时反应速率表达式v为
( )
A.0.1·c3(H2O2)·c(KBrO3)
B.0.15·c(H2O2)·c3(KBrO3)
C.0.3·c2(H2O2)·c(KBrO3)
D.0.2·c(H2O2)·c2(KBrO3)
8.(2020·临沂高一检测)反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(气)在四种不同情况下的反应速率可分别为①v(A)=0.15
mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6
mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4
mol·L-1·s-1 ④v(D)=
0.45
mol·L-1·s-1,该反应的速率相同的是
( )
A.①② B.②③
C.③④
D.①③
9.(2020·泰安高一检测)(1)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2
g某合金4
min内吸收氢气240
mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。?
(2)在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应2HCl(气)+O2(气)H2O(气)+Cl2(气)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3
mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0~6.0
min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率是_______mol·min-1。?
(3)在容积为1.00
L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(气)2NO2(气),如图所示。
在0~60
s时段,反应速率v(N2O4)为__________mol·L-1·s-1。?
化学反应速率
1.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1
L密闭容器中,反应按下式进行:xA2(气)+yB2(气)2C(气),2
s后测得反应速率如下:v(A2)=0.4
mol·L-1·s-1,v(B2)=1.2
mol·L-1·s-1,v(C)=0.8
mol·L-1·s-1,则该x和y的值分别为
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
【解析】选D。x∶y∶2=v(A2)∶v(B2)∶v(C)=0.4∶1.2∶0.8=1∶3∶2,故x=1,y=3。
2.在2
L密闭容器中,发生3A(气)+B(气)2C(气)的反应,若最初加入A和B都是4
mol,A的平均反应速率为0.06
mol·L-1·s-1,则10
s后容器中B的物质的量为
( )
A.2.8
mol
B.1.6
mol
C.3.2
mol
D.3.6
mol
【解析】选D。10
s时参加反应n(A)=0.06
mol·L-1·s-1×10
s×2
L=1.2
mol,则参加反应n(B)=0.4
mol,剩余n(B)=4
mol-0.4
mol=3.6
mol,答案为D。
3.在反应A(气)+2B(气)3C(气)+4D(气)中,表示该反应速率最快的是
( )
A.v(A)=0.2
mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.6
mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8
mol·L-1·s-1
D.v(D)=1
mol·L-1·s-1
【解析】选B。如果都用物质A表示反应速率,根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知换算成用A表示的速率分别是(mol·L-1·s-1)0.2、0.3、0.27、0.25。
4.反应4A(气)+5B(气)4C(气)+6D(气)在5
L的密闭容器中进行,半分钟后,C的物质的量增加了0.3
mol。下列叙述正确的是
( )
A.容器中D的物质的量至少为0.45
mol
B.A的平均反应速率是0.01
mol·L-1·s-1
C.容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D.容器中A的物质的量一定减少了0.3
mol
【解析】选A、D。半分钟后,C的物质的量增加了0.3
mol,则根据方程式可知半分钟内一定同时生成0.45
mol
D,由于不能确定反应前D的物质的量,因
此容器中D的物质的量至少为0.45
mol,A正确;半分钟后,C的物质的量增加了0.3
mol,则根据方程式可知一定同时消耗0.3
mol
A,则A的平均反应速率是=0.002
mol·L-1·s-1,B错误;由于不能确定反应前各物质的物质的量,因此容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定是4∶5∶4∶6,C错误;容器中A的物质的量一定减少0.3
mol,D正确。
5.在反应2X2(气)+Y2(气)2Z2(气)中,经过一段时间后,Z2的浓度增加了0.4
mol·L-1,用Y2表示的化学反应速率为0.4
mol·L-1·s-1,则这段时间是( )
A.0.1
s
B.2.5
s
C.0.5
s
D.10
s
【解析】选C。当Z2的浓度增加了0.4
mol·L-1,Y2的浓度应减少0.2
mol·L-1,所以0.4
mol·L-1·s-1×t=0.2
mol·L-1,
t=0.5
s,答案为C。
6.一般情况下,金属越活泼,与酸反应的速率越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢,其研究性学习小组设计了如下的实验:
①取A、B、C三支试管,分别加入2
mL浓度相同的盐酸。
②分别加入足量的、质量相等的Mg粉、Zn粉、Fe粉,立即把三个相同的气球分别套在各试管口上。
(1)写出铁与盐酸反应的化学方程式:? 。?
(2)气球膨胀速度最快的是_______(填试管编号)。?
(3)该实验表明,实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是_______。?
(4)步骤②是实验获得成功的关键,你认为在操作过程中各小组成员之间应该如何操作?? 。?
【解析】(1)铁与盐酸反应的化学方程式是Fe+2HClFeCl2+H2↑。
(2)金属的活泼性越强,反应速率越快,气球膨胀速度越快。
(3)该实验表明,实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是镁与盐酸反应产生氢气过快不易控制,而铁与盐酸反应产生氢气较慢影响实验时间。
(4)步骤②是实验获得成功的关键,在操作过程中应把金属粉末先分别放入气球中再将气球套在试管上,同时将气球提起,让金属粉末同时落入盐酸中以保证反应同时开始又不损失氢气。
答案:(1)Fe+2HClFeCl2+H2↑
(2)A
(3)镁与盐酸反应产生氢气过快不易控制,而铁与盐酸反应产生氢气较慢影响实验时间
(4)应把金属粉末先分别放入气球中再将气球套在试管上,同时将气球提起,让金属粉末同时落入盐酸中以保证反应同时开始又不损失氢气
7.利用H2O2和KBrO3反应研究瞬时反应速率(v),在酸催化下发生KBrO3+3H2O2KBr+3O2↑+3H2O。资料显示:v=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2),其中k为速率常数。在290
K测得实验数据如下:
实验编号
1
2
3
4
c(H2O2)/mol·L-1
1
1
2
4
c(KBrO3)/mol·L-1
0.003
0.006
0.001
0.001
v/mol·L-1·s-1
3×10-4
6×10-4
8×10-4
6.4×10-3
根据表格数据信息,瞬时反应速率表达式v为
( )
A.0.1·c3(H2O2)·c(KBrO3)
B.0.15·c(H2O2)·c3(KBrO3)
C.0.3·c2(H2O2)·c(KBrO3)
D.0.2·c(H2O2)·c2(KBrO3)
【解析】选A。根据表格中数据可知,当c(H2O2)=1
mol·L-1时,根据v=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2)可知:=,解得x=1;当c(KBrO3)=0.001
mol·L-1时,根据v=k·cx(KBrO3)·cy(H2O2)可知:=,解得y=3;根据v=k·c(KBrO3)·c3(H2O2)可知,3×10-4=k×0.003×13,k=0.1;所以瞬时反应速率表达式v=0.1·c3(H2O2)·c(KBrO3)。
8.(2020·临沂高一检测)反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(气)在四种不同情况下的反应速率可分别为①v(A)=0.15
mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6
mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4
mol·L-1·s-1 ④v(D)=
0.45
mol·L-1·s-1,该反应的速率相同的是
( )
A.①② B.②③
C.③④
D.①③
【解析】选B。把各种不同物质表示的反应速率转化为物质A的反应速率,则有反应进行的快慢顺序为④>③=②>①,答案为B。
9.(2020·泰安高一检测)(1)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2
g某合金4
min内吸收氢气240
mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。?
(2)在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应2HCl(气)+O2(气)H2O(气)+Cl2(气)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3
mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0~6.0
min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率是_______mol·min-1。?
(3)在容积为1.00
L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(气)2NO2(气),如图所示。
在0~60
s时段,反应速率v(N2O4)为__________mol·L-1·s-1。?
【解析】(1)吸氢速率v==30
mL·g-1·min-1。
(2)2.0~6.0
min内,Δn(Cl2)=5.4×10-3
mol-1.8×10-3
mol=3.6×10-3
mol,v(Cl2)==9.0×10-4
mol·min-1,v(HCl)=2v(Cl2)=2×9.0×10-4
mol·min-1=1.8×10-3
mol·min-1。
(3)由题意及图示知,0~60
s时N2O4消耗的浓度Δc(N2O4)=0.100
mol·L-1-0.040
mol·L-1=0.060
mol·L-1,v(N2O4)==0.001
mol·L-1·s-1。
答案:(1)30 (2)1.8×10-3 (3)0.001“三段式”法在化学反应速率计算中的应用
1.将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2
s后测得C的浓度为0.6
mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol·L-1·s-1
③2
s时物质B的浓度为0.7
mol·L-1
④2
s末,物质A的转化率为70%
其中正确的是
( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.③④
2.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2
L密闭容器中充入4
mol
NH3和3
mol
O2,4
min后,测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是
( )
A.v(N2)=0.125
mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375
mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225
mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250
mol·L-1·min-1
3.(2020·绵阳高一检测)将2
mol
X和2
mol
Y充入2
L密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g),2
min时生成0.8
mol
Z,测得Q的浓度为0.4
mol·L-1,下列叙述错误的是
( )
A.a的值为2
B.2
min时X的浓度为0.2
mol·L-1
C.Y的转化率为60%
D.反应速率v(Y)=0.3
mol·L-1·min-1
4.(2020·沈阳高一检测)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)C(g)+2D(s)。2
min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.若混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态
B.2
min后,加压会使正反应速率加快,逆反应速率变慢
C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D.开始到平衡,用A表示的化学反应速率为0.3
mol·L-1·min-1
5.某温度下,向2
L盛有催化剂的真空密闭容器中通入2
mol
N2和6
mol
H2,经过一段时间后,测得容器内压强是起始时的0.9倍。在此时间段内H2的平均反应速率为0.2
mol·L-1·min-1,则这段时间为
( )
A.3
min B.4
min C.5
min D.6
min
6.在密闭容器中,进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z2(g),已知X2(g)、Y2(g)、Z2(g)的起始浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3
mol·L-1、0.2
mol·L-1,在一定条件下,反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度可能为( )
A.c(Z2)=0.4
mol·L-1
B.c(Y2)=0.35
mol·L-1
C.c(X2)=0.2
mol·L-1
D.c(Y2)=0.2
mol·L-1
7.(双选)在一定温度下,将2
mol
SO2和1
mol
O2充入体积一定的密闭容器中,发生如下反应:2SO2+O2
2SO3,当达到化学平衡状态时,下列说法中不正确的是
( )
A.向容器中充入He气,压强增大,反应速率增大
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变,标志该反应达到平衡状态
C.达到化学平衡状态时,反应体系中SO2与SO3共有2
mol
D.可以通过延长化学反应的时间来改变化学反应的限度
8.在容积可变的密闭容器中,2
mol
N2和8
mol
H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数是__________。?
9.(2020·大同高一检测)工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0,在一定条件下,向体积为1
L的密闭容器中充入1
mol
CH4(g)和1
mol
H2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,
(1)达到平衡时,CH4(g)的转化率为_______。?
(2)0~10
min内,v(CO)=_______。?
10.H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610
K时,将0.10
mol
CO2与0.40
mol
H2S充入2.5
L的空钢瓶中,反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1=_______%。?
“三段式”法在化学反应速率计算中的应用
1.将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2
s后测得C的浓度为0.6
mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol·L-1·s-1
③2
s时物质B的浓度为0.7
mol·L-1
④2
s末,物质A的转化率为70%
其中正确的是
( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.③④
【解析】选B。2
s末C的浓度为0.6
mol·L-1,则2
s末n(C)=0.6
mol·L-1×2
L=1.2
mol,由三段式表示
2A + B 2C
开始时物质的量/mol
4
2
0
转化的物质的量/mol
1.2
0.6
1.2
2
s末物质的量/mol
2.8
1.4
1.2
v(A)==0.3
mol·L-1·s-1,v(B)==0.15
mol·L-1·s-1,A的转化率为×100%=30%,2
s末时B的浓度c(B)==0.7
mol·L-1。
2.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2
L密闭容器中充入4
mol
NH3和3
mol
O2,4
min后,测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是
( )
A.v(N2)=0.125
mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375
mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225
mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250
mol·L-1·min-1
【解析】选C。设4
min时,生成6x
mol
H2O(g)
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
始/mol
4
3
0
0
变/mol
4x
3x
2x
6x
4
min
时/mol
4-4x
3-3x
2x
6x
据题意,则有:=0.4,解得:x=0.5
则4
min内H2O(g)的变化浓度为Δc(H2O)==1.5
mol·L-1,v(H2O)==0.375
mol·L-1·min-1,再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)=
0.125
mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.250
mol·L-1·min-1,v(O2)=
0.187
5
mol·L-1·min-1。
3.(2020·绵阳高一检测)将2
mol
X和2
mol
Y充入2
L密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g),2
min时生成0.8
mol
Z,测得Q的浓度为0.4
mol·L-1,下列叙述错误的是
( )
A.a的值为2
B.2
min时X的浓度为0.2
mol·L-1
C.Y的转化率为60%
D.反应速率v(Y)=0.3
mol·L-1·min-1
【解析】选B。根据题意:
X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g)
c(起始)/mol·L-1
1
1
0
0
c(转化)/mol·L-1
0.2
0.6
0.4
0.4
c(2
min时)/mol·L-1
0.8
0.4
0.4
0.4
A项,2∶a=0.4∶0.4,a=2;B项,c(X)=0.8
mol·L-1;C项,α(Y)=×100%=60%;D项,v(Y)==0.3
mol·L-1·min-1。
4.(2020·沈阳高一检测)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)C(g)+2D(s)。2
min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.若混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态
B.2
min后,加压会使正反应速率加快,逆反应速率变慢
C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D.开始到平衡,用A表示的化学反应速率为0.3
mol·L-1·min-1
【解析】选D。产物D为固体,因此容器体积恒定时,若混合气体的密度不再改变,则混合气体的质量一定不再改变,反应一定达到平衡状态,A项错误;缩小体积增大压强,正、逆反应速率均加快;容器体积不变,充入与体系无关的气体,虽然容器总压强增大,但体系内各物质浓度不变,正、逆反应速率均不变,B项错误;
3A(g)+B(g)C(g)+2D(s)
起始/mol
3
1
0
0
转化/mol
1.2
0.4
0.4
0.8
平衡/mol
1.8
0.6
0.4
0.8
A的转化率为×100%=40%,B的转化率为×100%=40%,二者之比为1∶1,C项错误;v(A)==0.3
mol·L-1·min-1,D项正确。
5.某温度下,向2
L盛有催化剂的真空密闭容器中通入2
mol
N2和6
mol
H2,经过一段时间后,测得容器内压强是起始时的0.9倍。在此时间段内H2的平均反应速率为0.2
mol·L-1·min-1,则这段时间为
( )
A.3
min B.4
min C.5
min D.6
min
【解析】选A。 N2 + 3H2 2NH3
n(起始)/mol
2
6
0
n(转化)/mol
n
3n
2n
n(剩余)/mol
2-n
6-3n
2n
由题意得:=0.9,n=0.4
v(H2)==0.2
mol·L-1·min-1,t=3
min。
6.在密闭容器中,进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z2(g),已知X2(g)、Y2(g)、Z2(g)的起始浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3
mol·L-1、0.2
mol·L-1,在一定条件下,反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度可能为( )
A.c(Z2)=0.4
mol·L-1
B.c(Y2)=0.35
mol·L-1
C.c(X2)=0.2
mol·L-1
D.c(Y2)=0.2
mol·L-1
【解析】选B。采用极值转化法,根据可逆反应不能进行到底求出物质的量浓
度的范围,即0mol·L-1,0mol·L-1
,0.2
mol·L-1mol·L-1。
7.(双选)在一定温度下,将2
mol
SO2和1
mol
O2充入体积一定的密闭容器中,发生如下反应:2SO2+O2
2SO3,当达到化学平衡状态时,下列说法中不正确的是
( )
A.向容器中充入He气,压强增大,反应速率增大
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变,标志该反应达到平衡状态
C.达到化学平衡状态时,反应体系中SO2与SO3共有2
mol
D.可以通过延长化学反应的时间来改变化学反应的限度
【解析】选A、D。向容器中充入He气,压强增大,但容器的体积不变,反应物浓度不变,反应速率不变,A错误;混合气体的平均相对分子质量不再改变,标志该反应达到平衡状态,B正确;充入容器中共2
mol
SO2,当达到化学平衡状态时,反应体系中SO2与SO3共有2
mol,C正确;延长化学反应的时间不能改变化学反应的限度,D错误。
8.在容积可变的密闭容器中,2
mol
N2和8
mol
H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数是__________。?
【解析】 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol)
2
8
0
转化量(mol)
2
平衡时(mol)
6
所以平衡时氮气的体积分数=×100%≈15.4%。
答案:15.4%
9.(2020·大同高一检测)工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0,在一定条件下,向体积为1
L的密闭容器中充入1
mol
CH4(g)和1
mol
H2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,
(1)达到平衡时,CH4(g)的转化率为_______。?
(2)0~10
min内,v(CO)=_______。?
【解析】由图可知,10
min时反应到达平衡,平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75
mol·L-1,则:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
开始/(mol·L-1)
1
1
0
0
转化/(mol·L-1)
0.25
0.25
0.25
0.75
平衡/(mol·L-1)
0.75
0.75 0.250.75
平衡时甲烷转化率=×100%=25%;0~10
min内,v(CO)==
0.025
mol·L-1·min-1。
答案:(1)25% (2)0.025
mol·L-1·min-1
10.H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610
K时,将0.10
mol
CO2与0.40
mol
H2S充入2.5
L的空钢瓶中,反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1=_______%。?
【解析】设平衡时H2S转化的物质的量为x。
H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)
初始/mol
0.40
0.10
0
0
转化/mol
x
x
x
x
平衡/mol
0.40-x
0.10-x
x
x
由题意得:
=0.02,解得:x=0.01
mol,H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%。
答案:2.5化学反应的限度 化学平衡状态
1.下列对可逆反应的认识正确的是
( )
A.SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应
B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C.在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D.在一定条件下SO2能被完全氧化成SO3
2.如图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反应过程中反应速率v与时间t的关系曲线,下列说法错误的是( )
A.t1时,正反应速率大于逆反应速率
B.t2时,反应体系中NH3的浓度达到最大值
C.t2~t3时间段,正反应速率等于逆反应速率
D.t2~t3时间段,各物质的浓度相等且不再发生变化
3.在密闭容器中发生反应A(g)+3B(g)2C(g),若A、B、C的起始浓度分别为0.2
mol·L-1、0.6
mol·L-1和0.4
mol·L-1,则平衡时各物质浓度不可能是
( )
A.A为0.4
mol·L-1
B.B为0.2
mol·L-1
C.C为0.6
mol·L-1
D.C为0.2
mol·L-1时,B为0.90
mol·L-1
4.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是
( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
C.1个N≡N键断裂的同时,有2个N≡N键形成
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
5.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有
( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C
D.14CO
6.(双选)对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x
mol
NO的同时,消耗x
mol
NH3,则反应达到平衡状态
C.若有5
mol
OO键断裂,同时有12
mol
H—O键形成,此时必为化学平衡状态
D.化学平衡时,化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v逆(H2O)
7.下列关于反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),下列物理量可以肯定达到平衡状态的是( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B.密闭容器中的压强不变
C.c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
D.v(NH3)∶v(CO2)=2∶1
8.一定条件下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,N2、H2、NH3浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3
mol·L-1和0.08
mol·L-1,则下列判断不合理的是
( )
①c1∶c2=1∶3
②平衡时,H2和NH3的生成速率之比2∶3
③N2和H2的转化率不相等
④c1的取值范围为0mol·L-1
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
9.(14分)某温度下,在2
L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。依图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为
。?
(2)反应起始至t
min(设t=5),Y的平均反应速率是_______。?
(3)在t
min时,该反应达到了_______状态,下列可判断反应已达到该状态的是_______(填字母)。?
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为2∶3
C.混合气体的密度不变
D.生成1
mol
Z的同时生成2
mol
X
E.X、Y、Z物质的量之比等于化学计量数比
F.混合气体的总压强不再发生改变
10.(16分)(2020·南阳高一检测)Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2
L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图。
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示):_______________。?
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是_______。?
Ⅱ.以下是关于化学反应2SO2+O22SO3的两个素材:
素材1:某温度和压强下,2
L容器中,不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量:
时间(s)物质的量(mol)物质
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9
素材2:反应在不同条件下进行时SO2的转化率:(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数,SO2的转化率越大,化学反应的限度越大)
压
强转化率温度
0.1
MPa
0.5
MPa
1
MPa
10
MPa
400
℃
99.2
99.6
99.7
99.9
300
℃
93.5
96.9
97.8
99.3
600
℃
73.7
85.8
90.0
96.4
根据以上的两个素材回答问题:
(3)根据素材1中计算20~30
s期间,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为__________。?
(4)根据素材2中分析得到,提高该化学反应限度的途径有____________________ 。?
(5)根据素材1、素材2中分析得到,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是
。?
11.500
℃时,在一个容积为10
L的密闭容器中进行可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),开始时加入2
mol
N2和2
mol
H2,则达到平衡时,NH3的浓度不可能达到
( )
A.0.04
mol·L-1
B.0.08
mol·L-1
C.0.16
mol·L-1
D.0.02
mol·L-1
12.(2020·临沂高一检测)在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)中,当m、n、p、q为任意正整数时,达到平衡的标志是( )
A.体系压强不再发生变化
B.反应速率vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q
C.容器内气体的密度不再改变
D.各组分的物质的量浓度不再改变
13.(2020·泰安高一检测)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ.SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI
Ⅱ.2HIH2+I2(g)
Ⅲ.2H2SO42SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_______(填字母序号,下同)。?
A.反应Ⅲ易在常温下进行
B.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
C.循环过程需补充H2O
D.循环过程产生1
mol
O2的同时产生2
mol
H2
(2)在一定条件下,体积不变的密闭容器中,能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是_____。?
A.混合气体的颜色不再变化
B.混合气体的密度不再改变
C.反应混合物中各组分物质的浓度相等
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1∶2∶1
E.容器中气体压强不变
(3)一定温度下,向1
L密闭容器中加入1
mol
HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
①0~2
min内的平均反应速率v(HI)=_____。?
②下列说法正确的是_____。?
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示
C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率不再改变
D.增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率
③A点的逆反应速率v逆(H2)_______B点的正反应速率v正(H2)(填“大于”“小于”或“等于”)。?
化学反应的限度 化学平衡状态
1.下列对可逆反应的认识正确的是
( )
A.SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应
B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C.在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D.在一定条件下SO2能被完全氧化成SO3
【解析】选C。A项的反应条件不同;B项不一定是同时进行;SO2不能被完全氧化成SO3,D错误。
2.如图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反应过程中反应速率v与时间t的关系曲线,下列说法错误的是( )
A.t1时,正反应速率大于逆反应速率
B.t2时,反应体系中NH3的浓度达到最大值
C.t2~t3时间段,正反应速率等于逆反应速率
D.t2~t3时间段,各物质的浓度相等且不再发生变化
【解析】选D。t1时反应是正反应速率大于逆反应速率,A正确;t2时达平衡状态,反应到达最大限度,反应体系中NH3的浓度达到最大值,B正确;t2~t3时间段,反应达到平衡状态,v正=v逆,各物质的浓度不再发生变化但不一定相等,C正确,D错误。
3.在密闭容器中发生反应A(g)+3B(g)2C(g),若A、B、C的起始浓度分别为0.2
mol·L-1、0.6
mol·L-1和0.4
mol·L-1,则平衡时各物质浓度不可能是
( )
A.A为0.4
mol·L-1
B.B为0.2
mol·L-1
C.C为0.6
mol·L-1
D.C为0.2
mol·L-1时,B为0.90
mol·L-1
【解析】选A。若将0.4
mol·L-1的C完全转化为A和B,此时,A的物质的量浓度为0.4
mol·L-1,而该反应为可逆反应,反应不能完全进行到底,故A的物质的量浓度一定小于0.4
mol·L-1。
4.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是
( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
C.1个N≡N键断裂的同时,有2个N≡N键形成
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
【解析】选B。换算成为同一种物质的正反应速率或逆反应速率进行比较。
5.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有
( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C
D.14CO
【解析】选C。14CO2与C反应生成14CO(正反应)的同时,逆反应14CO的分解生成14CO2和14C也在进行,故平衡混合物中含14C的粒子有14CO2、14CO、14C。
6.(双选)对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x
mol
NO的同时,消耗x
mol
NH3,则反应达到平衡状态
C.若有5
mol
OO键断裂,同时有12
mol
H—O键形成,此时必为化学平衡状态
D.化学平衡时,化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v逆(H2O)
【解析】选A、D。达到化学平衡时正、逆反应速率相等,则4v正(O2)=5v逆(NO),A正确;单位时间内生成x
mol
NO的同时,消耗x
mol
NH3,均表示正反应速率,B错误;有5
mol
OO键断裂,同时有12
mol
H—O键形成,均表示正反应速率,C错误;化学平衡时正、逆反应速率相等,则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v逆(H2O),D正确。
7.下列关于反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),下列物理量可以肯定达到平衡状态的是( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B.密闭容器中的压强不变
C.c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
D.v(NH3)∶v(CO2)=2∶1
【解析】选B。因氨基甲酸铵的分解反应中,反应物是固体,无论反应是否达到平衡,NH3的体积分数始终为,所以密闭容器中NH3、CO2的体积分数不变,不标志反应平衡,A错误;当压强不变时,说明气体总物质的量不再改变,即反应达到平衡状态,B正确;只有当各组分的浓度不变时,反应才达到平衡状态,C错误;反应必须是同时向两个方向进行,且符合反应速率之比等于物质的化学计量数之比,反应才达到平衡状态,D错误。
8.一定条件下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,N2、H2、NH3浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3
mol·L-1和0.08
mol·L-1,则下列判断不合理的是
( )
①c1∶c2=1∶3
②平衡时,H2和NH3的生成速率之比2∶3
③N2和H2的转化率不相等
④c1的取值范围为0mol·L-1
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【解析】选D。分析浓度变化关系:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
c起始/(mol·L-1):
c1
c2
c3
c平衡/(mol·L-1):
0.1
0.3
0.08
反应中N2和H2以1∶3消耗,达平衡时N2和H2浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时H2和NH3的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物是按方程式计量数之比配料,故N2和H2转化率相等,③错误;运用极值转化法,假设NH3完全转化为反应物,c1的最大值为0.14
mol·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,④正确。
9.(14分)某温度下,在2
L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。依图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为
。?
(2)反应起始至t
min(设t=5),Y的平均反应速率是_______。?
(3)在t
min时,该反应达到了_______状态,下列可判断反应已达到该状态的是_______(填字母)。?
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为2∶3
C.混合气体的密度不变
D.生成1
mol
Z的同时生成2
mol
X
E.X、Y、Z物质的量之比等于化学计量数比
F.混合气体的总压强不再发生改变
【解析】(1)根据物质的量的变化量书写该反应的化学方程式。
(2)反应起始至t
min(设t=5),Y增加了1.2
mol,2
L容器,5
min达到平衡,Y的平均反应速率是0.12
mol·L-1·min-1。
(3)生成1
mol
Z的同时生成2
mol
X和混合气体的总压强不再发生改变可判断反应已达到平衡状态。
答案:(1)2X(g)3Y(g)+Z(g)
(2)0.12
mol·L-1·min-1 (3)化学平衡 DF
10.(16分)(2020·南阳高一检测)Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2
L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图。
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示):_______________。?
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是_______。?
Ⅱ.以下是关于化学反应2SO2+O22SO3的两个素材:
素材1:某温度和压强下,2
L容器中,不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量:
时间(s)物质的量(mol)物质
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9
素材2:反应在不同条件下进行时SO2的转化率:(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数,SO2的转化率越大,化学反应的限度越大)
压
强转化率温度
0.1
MPa
0.5
MPa
1
MPa
10
MPa
400
℃
99.2
99.6
99.7
99.9
300
℃
93.5
96.9
97.8
99.3
600
℃
73.7
85.8
90.0
96.4
根据以上的两个素材回答问题:
(3)根据素材1中计算20~30
s期间,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为__________。?
(4)根据素材2中分析得到,提高该化学反应限度的途径有____________________ 。?
(5)根据素材1、素材2中分析得到,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是
。?
【解析】Ⅰ.(1)15
min时消耗0.2
mol
Y,生成0.4
mol
X,所以该反应的化学方程式为Y2X。
(2)X、Y的物质的量不再发生变化时,反应达到平衡状态,a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是bd。
Ⅱ.(3)素材1中20~30
s期间消耗二氧化硫0.15
mol,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为0.007
5
mol·L-1·s-1。
(4)分析素材2可知,压强越大,转化率越大;温度越高,转化率越低。因此,提高该化学反应限度的途径有增大压强或在一定范围内降低温度。
(5)素材1中SO2的转化率为90%,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是温度为600
℃,压强为1
MPa。
答案:Ⅰ.(1)Y2X
(2)bd
Ⅱ.(3)0.007
5
mol·L-1·s-1
(4)增大压强或在一定范围内降低温度
(5)温度为600
℃,压强为1
MPa
11.500
℃时,在一个容积为10
L的密闭容器中进行可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),开始时加入2
mol
N2和2
mol
H2,则达到平衡时,NH3的浓度不可能达到
( )
A.0.04
mol·L-1
B.0.08
mol·L-1
C.0.16
mol·L-1
D.0.02
mol·L-1
【解析】选C。开始时N2、H2的物质的量浓度都为0.2
mol·L-1,而该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,故反应后NH3的浓度最大也应小于
mol·L-1
≈0.133
3
mol·L-1。
12.(2020·临沂高一检测)在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)中,当m、n、p、q为任意正整数时,达到平衡的标志是( )
A.体系压强不再发生变化
B.反应速率vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q
C.容器内气体的密度不再改变
D.各组分的物质的量浓度不再改变
【解析】选D。若m+n=p+q,反应体系压强始终不变,A不能说明反应已平衡;在反应过程中,始终存在vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q关系,B不能说明反应已平衡;在密闭容器中,混合气体质量始终不变,故容积固定的容器中气体的密度始终不变,C不能说明反应已平衡;D能说明反应已达平衡。
13.(2020·泰安高一检测)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ.SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI
Ⅱ.2HIH2+I2(g)
Ⅲ.2H2SO42SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_______(填字母序号,下同)。?
A.反应Ⅲ易在常温下进行
B.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
C.循环过程需补充H2O
D.循环过程产生1
mol
O2的同时产生2
mol
H2
(2)在一定条件下,体积不变的密闭容器中,能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是_____。?
A.混合气体的颜色不再变化
B.混合气体的密度不再改变
C.反应混合物中各组分物质的浓度相等
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1∶2∶1
E.容器中气体压强不变
(3)一定温度下,向1
L密闭容器中加入1
mol
HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
①0~2
min内的平均反应速率v(HI)=_____。?
②下列说法正确的是_____。?
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示
C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率不再改变
D.增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率
③A点的逆反应速率v逆(H2)_______B点的正反应速率v正(H2)(填“大于”“小于”或“等于”)。?
【解析】(1)Ⅰ中生成2
mol
H2SO4需消耗4
mol水,而Ⅲ中分解2
mol
H2SO4生成2
mol水,所以循环过程中需补充水。Ⅱ为可逆反应,Ⅲ不是可逆反应,所以产生1
mol
O2的同时不会产生2
mol
H2。
(3)①v(HI)==0.1
mol·L-1·min-1。
③由于B点反应物浓度大于A点反应物浓度,所以B点H2正反应速率大于A点H2的正反应速率,而A点v正(H2)=v逆(H2)。
答案:(1)C
(2)A (3)①0.1
mol·L-1·min-1 ②C ③小于二 影响化学反应速率的因素
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.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
2.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是
( )
3.化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中,不恰当的是
( )
A.为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆
B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D.降温加快H2O2的分解速率
4.下列条件一定能使化学反应速率加快的是
( )
A.增加反应物的物质的量
B.升高温度
C.缩小容器的体积
D.加入生成物
5.(双选)(2020·昌乐高一检测)反应A(气)B(气)+2C(气),其中c(A)在酸性、中性、碱性溶液中随时间的变化如图所示,下列判断正确的是
( )
A.在0~50
min,酸性和中性溶液中A分解的百分率相等
B.其他条件相同时,酸性溶液A的分解速率比碱性溶液的小
C.A的起始浓度越小,分解速率越大
D.在20~25
min,碱性条件下v(C)为0.08
mol·L-1·min-1
6.恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)C(g),若反应物的浓度从2
mol·L-1降到0.8
mol·L-1需20
s,那么反应物浓度由0.8
mol·L-1降到0.2
mol·L-1
所需的反应时间
( )
A.10
s
B.大于10
s
C.小于10
s
D.无法判断
7.(教材二次开发·教材习题改编)在5
mL
1
mol·L-1H2O2溶液中,加入少量FeCl3粉末,发生①2Fe3++H2O2O2+2Fe2++2H+;②2Fe2++H2O2+2H+2H2O+2Fe3+,下列有关说法正确的是
( )
A.向溶液中再加入少量NaCl粉末,增加了Cl-浓度,反应速率加快
B.Fe2+是H2O2分解的催化剂
C.升高温度,能加快H2O2的分解速率
D.将1
mol·L-1
H2O2溶液的体积增至10
mL,则H2O2的分解速率增至原来的2倍
二、非选择题(本题包括2小题,共28分)
8.(14分)为了研究MnO2对双氧水分解反应速率的影响,某学生将少许MnO2粉末加入50
mL密度为1.1
g·cm-3的双氧水中,通过实验测定:在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请依图回答下列问题:
(1)实验时放出气体的总体积为__________;?
(2)放出一半气体所需要的时间为__________;?
(3)A、B、C、D四点化学反应速率由快到慢的顺序为__________;?
(4)以上反应速率大小变化的原因是
;?
(5)在5
min后,收集到的气体体积不再增加,原因是__________________。?
9.(14分)在日常的生活、生产中有许多充分利用外界条件对化学反应速率产生影响的例子,如冰箱保存食品,酸奶加酵母发酵快,空气中水蒸气含量越高,铁越容易生锈等。
在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率?
事实
影响因素
(1)
集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸
(2)
黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒
(3)
熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体
(4)
同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢
(5)
同样大小的石灰石分别与0.1
mol·L-1盐酸和1
mol·L-1盐酸反应,速率不同
(6)
夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
10.某同学为研究在溶液中进行的M+NC的反应速率,他将M、N在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线。下列说法正确的是
( )
A.在各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是t2~t3
B.图中阴影部分“面积”表示t2~t3时间段C的浓度变化量
C.从反应速率的变化,可看出该反应可能是放热反应
D.生成C最多的时间段是0~t1
11.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.4
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.4
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.2
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.2
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是
( )
A.在0~20
min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015
mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~20
min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
12.等质量的锌与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应,实验数据见下表。收集相同条件下相同体积的氢气,所需时间最短的一组是
( )
组别
A
B
C
D
盐酸浓度/(mol·L-1)
2.0
2.5
2.5
2.5
温度/℃
25
30
50
50
锌的状态
块状
粉末
块状
粉末
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
13.(2020·泰安高一检测)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应)。
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-两种形式存在。
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计。
③[Fe(CN)6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化。
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如下对比实验:
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验目的
初始pH
V(废水样品/mL)
V(CuSO4溶液)/mL
V(H2O2)/mL
V(H2O)/mL
①
参考值
7
60
10
10
20
②
初始pH对v的影响
12
60
10
10
20
③
?
7
60
?
?
10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图所示。
(2)实验①中20~60
min时间段反应速率:v(CN-)=_______mol·L-1·min-1。?
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是?
(填一点即可)。?
二 影响化学反应速率的因素
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.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
【解析】选A。抗氧化剂能阻止或延缓食品的氧化变质,与反应速率有关,A正确;调味剂是为了增加食品的味道,与反应速率无关,B错误;着色剂是为了给食品添加某种颜色,与反应速率无关,C错误;增稠剂可以提高食品的黏稠度,使食品加工体系更趋于稳定状态,与反应速率无关,D错误。
2.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是
( )
【解析】选C。扇子扇煤炉火的目的是增加反应物氧气的浓度,加快煤燃烧的速率。
3.化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中,不恰当的是
( )
A.为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆
B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D.降温加快H2O2的分解速率
【解析】选D。防止铁生锈,可在其表面涂一层防锈油漆,阻止铁与潮湿的空气接触,A正确;面粉厂、加油站的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘,遇明火可能会发生爆炸,要严禁烟火,B正确;加入MnO2,对KClO3的分解起催化作用,可以加快化学反应速率,C正确;降温会使化学反应速率减小,减慢H2O2的分解速率,D错误。
4.下列条件一定能使化学反应速率加快的是
( )
A.增加反应物的物质的量
B.升高温度
C.缩小容器的体积
D.加入生成物
【解析】选B。若参加反应的反应物(或生成物)是固体,增加固体的物质的量,对化学反应速率影响不大,A、D错误;升高温度一定能使化学反应速率加快,B正确;缩小容器的体积,对没有气体参加的反应不能加快化学反应速率,C错误。
5.(双选)(2020·昌乐高一检测)反应A(气)B(气)+2C(气),其中c(A)在酸性、中性、碱性溶液中随时间的变化如图所示,下列判断正确的是
( )
A.在0~50
min,酸性和中性溶液中A分解的百分率相等
B.其他条件相同时,酸性溶液A的分解速率比碱性溶液的小
C.A的起始浓度越小,分解速率越大
D.在20~25
min,碱性条件下v(C)为0.08
mol·L-1·min-1
【解析】选A、D。在0~50
min,酸性和中性溶液中反应物A都能完全反应,分解的百分率都是100%,A正确;溶液呈酸性时,A的分解速率大,B错误;图中无法比较A的起始浓度与分解的速率的关系,C错误;20~25
min,碱性条件下v(A)=(0.6
mol·L-1-0.4
mol·L-1)÷5
min=0.04
mol·L-1·min-1,v(C)=
0.08
mol·L-1·min-1,D正确。
6.恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)C(g),若反应物的浓度从2
mol·L-1降到0.8
mol·L-1需20
s,那么反应物浓度由0.8
mol·L-1降到0.2
mol·L-1
所需的反应时间
( )
A.10
s
B.大于10
s
C.小于10
s
D.无法判断
【解析】选B。如果按反应物浓度从2
mol·L-1降到0.8
mol·L-1需20
s计算,那么反应物浓度由0.8
mol·L-1降到0.2
mol·L-1所需的反应时间为10
s。随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,化学反应速率逐渐减慢,因此所需的反应时间应大于10
s。
7.(教材二次开发·教材习题改编)在5
mL
1
mol·L-1H2O2溶液中,加入少量FeCl3粉末,发生①2Fe3++H2O2O2+2Fe2++2H+;②2Fe2++H2O2+2H+2H2O+2Fe3+,下列有关说法正确的是
( )
A.向溶液中再加入少量NaCl粉末,增加了Cl-浓度,反应速率加快
B.Fe2+是H2O2分解的催化剂
C.升高温度,能加快H2O2的分解速率
D.将1
mol·L-1
H2O2溶液的体积增至10
mL,则H2O2的分解速率增至原来的2倍
【解析】选C。反应速率与Cl-浓度无关,A错误;Fe3+是H2O2分解的催化剂,B错误;升高温度加快化学反应速率,C正确;溶液体积增大,c(H2O2)不变,速率不变,D错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共28分)
8.(14分)为了研究MnO2对双氧水分解反应速率的影响,某学生将少许MnO2粉末加入50
mL密度为1.1
g·cm-3的双氧水中,通过实验测定:在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请依图回答下列问题:
(1)实验时放出气体的总体积为__________;?
(2)放出一半气体所需要的时间为__________;?
(3)A、B、C、D四点化学反应速率由快到慢的顺序为__________;?
(4)以上反应速率大小变化的原因是
;?
(5)在5
min后,收集到的气体体积不再增加,原因是__________________。?
【解析】从图示可知,生成气体的总体积为60
mL,生成一半气体即30
mL,需要的时间为1
min。图中曲线的斜率表示生成O2的反应速率,A、B、C、D四点的斜率依次减小,所以反应速率由快到慢的顺序为D>C>B>A。速率逐渐减慢的原因是随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小。在5
min后,H2O2分解完全,所以气体的体积不再增加。
答案:(1)60
mL (2)1
min (3)D>C>B>A
(4)随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小
(5)此时双氧水已完全分解
9.(14分)在日常的生活、生产中有许多充分利用外界条件对化学反应速率产生影响的例子,如冰箱保存食品,酸奶加酵母发酵快,空气中水蒸气含量越高,铁越容易生锈等。
在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率?
事实
影响因素
(1)
集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸
(2)
黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒
(3)
熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体
(4)
同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢
(5)
同样大小的石灰石分别与0.1
mol·L-1盐酸和1
mol·L-1盐酸反应,速率不同
(6)
夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象
【解析】影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。
答案:
(1)光 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂 (4)反应物本身的性质 (5)反应物的浓度 (6)反应温度
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
10.某同学为研究在溶液中进行的M+NC的反应速率,他将M、N在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线。下列说法正确的是
( )
A.在各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是t2~t3
B.图中阴影部分“面积”表示t2~t3时间段C的浓度变化量
C.从反应速率的变化,可看出该反应可能是放热反应
D.生成C最多的时间段是0~t1
【解析】选C。在各相同的时间段里,t1~t2的时间段中C的浓度变化量最大,所以反应速率最快,A错误;C的浓度变化量是c3-c2,B错误;t1~t2时间段中C的浓度变化量比0~t1大,可能是因为温度升高引起的,该反应可能是放热反应,C正确;生成C最多的时间段是t1~t2,D错误。
11.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.4
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.4
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.2
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.2
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是
( )
A.在0~20
min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015
mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~20
min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
【解析】选D。在0~20
min内,Ⅰ中M的分解速率为v==
=0.015
mol·L-1·min-1,A正确;在0~5
min内,Ⅰ中Δc(M)=0.40
mol·L-1-0.28
mol·L-1=0.12
mol·L-1,Ⅱ中Δc(M)=
0.40
mol·L-1-0.31
mol·L-1=0.09
mol·L-1,所以Ⅰ中M的分解速率较快,即水样酸性越强,M的分解速率越快,B正确;在0~20
min内,Ⅱ中M的分解百分率为×100%=55%,Ⅲ中M的分解百分率×100%=65%,所以Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大,C正确;Ⅳ中虽然含有Cu2+,但是Ⅰ和Ⅳ的pH不同,不能确定分解速率差异是因为Cu2+引起的,还是H+浓度差异引起的,D错误。
12.等质量的锌与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应,实验数据见下表。收集相同条件下相同体积的氢气,所需时间最短的一组是
( )
组别
A
B
C
D
盐酸浓度/(mol·L-1)
2.0
2.5
2.5
2.5
温度/℃
25
30
50
50
锌的状态
块状
粉末
块状
粉末
【解析】选D。D项的温度较高,盐酸浓度较大,并且锌是粉末,反应速率快。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
13.(2020·泰安高一检测)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应)。
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-两种形式存在。
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计。
③[Fe(CN)6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化。
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如下对比实验:
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验目的
初始pH
V(废水样品/mL)
V(CuSO4溶液)/mL
V(H2O2)/mL
V(H2O)/mL
①
参考值
7
60
10
10
20
②
初始pH对v的影响
12
60
10
10
20
③
?
7
60
?
?
10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图所示。
(2)实验①中20~60
min时间段反应速率:v(CN-)=_______mol·L-1·min-1。?
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是?
(填一点即可)。?
【解析】(1)根据调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计的实验,所以该实验的目的是探究初始pH和双氧水的浓度对破氰反应速率的影响,V(CuSO4溶液)=10
mL,V(H2O2)=20
mL。
(2)v(CN-)=(1.4-0.7)mol·L-1÷(60-20)min=0.017
5
mol·L-1·min-1。
(3)pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化,反应速率越小;催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)。
答案:(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响
10 20
(2)0.017
5
(3)初始pH增大,催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)