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专题六 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 一、选择题 1．下列有关化学反应速率的说法不正确的是 ( )。 A．化学反应达到最大限度时，正逆反应速率也达到最大且相等 B．催化剂能降低化学反应的活化能，加快反应速率，提高生产效率 C．用锌和稀硫酸反应制取H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率 D．用铁片和稀硫酸反应制H2比用98%的浓硫酸产生H2的速率快 解析 反应达到最大限度时，正逆反应速率相等但不是最大，A错误；催化剂虽然不影响平衡的移动，但缩短了达到平衡的时间，提高了生产效率，B正确；C项中能构成铜锌原电池，锌作负极，加快反应速率；D项中浓硫酸使铁钝化，不产生H2。 答案 A 2．一定温度下反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)经2 min B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的表示正确的是 ( )。 A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是1∶2∶3 C．2 min末的反应速率v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析 A是固体，不能用浓度的变化来表示其反应速率；反应过程中，分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1，B错误；2 min内，v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1，在2 min末的速率为即时速率，应小于0.3 mol·L－1·min－1；在反应过程中B的浓度逐渐减小，故A、B反应生成C、D的速率逐渐减小。 答案 D 3．2SO2(g)＋O2(g) V2O5△2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( ) A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝ 解析 V2O5作为催化剂，能同等程度改变正、逆化学反应速率，A不正确；压强并不是影响反应速率的唯一因素，只有当其他条件不变时，增大压强，反应速率才增大，B不正确；不管反应吸热、放热，降低温度均减小反应速率，达到平衡时间增多，C不正确；据v＝，可知Δc＝c2－c1，Δt＝t2－t1，则D项正确。 答案 D 4．已知：4NH3＋5O2高温催化剂4NO＋6H2O，若反应的速率分别用v(NH3)、v(NO)、v(H2O)、v(O2)来表示，则下列关系正确的是( ) A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O) C.v(NH3)＝v(O2) D.v(O2)＝v(NO) 解析 根据反应速率之比等于化学计量数之比可得：＝＝＝。 答案 D 5．NH3和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后反应达到平衡，测得生成的H2O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 设转化的NH3的物质的量为x， 4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋ 6H2O(g) n(始)/mol 4 3 0 0 n(变)/mol x 0.75x 0.5x 1.5x n(平)/mol 4－x 3－0.75x 0.5x 1.5x 有：×100%＝40%，解得x＝2，v(NH3)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝0.187 5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1，v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1。 答案 C 6．已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中，正确的是 ( )。 A．3 min时，用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率 B．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.225 mol·L－1·min－1 C．13 min时，向容器中充入2 mol氦气，该反应的化学反应速率增加 D．13 min时，向容器中充入2 mol氦气，CO2的转化率增加 解析 A项，3 min时反应还没有平衡，错误；B项，v(H2)＝3v(CO2)＝＝0.225 mol·L－1·min－1，正确；C项，由于容器的体积没有变化，所以各成分的浓度没有变化，化学反应速率不变，错误；同理，平衡没有移动，D错误。 答案 B 7．某研究小组在实验室用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵(NH2COONH4)溶液在不同温度下进行水解实验： NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O，测得c(NH2COO－)与反应时间的关系如图所示。据图判断下列说法正确的是 ( )。 A．0～12 min，初始浓度越大的实验，水解反应速率越大 B．c(NH2COO－)将随反应时间的不断延长而不断减小 C．25 ℃时，0～6 min，v(NH2COO－)为0.05 mol·L－1·min－1 D．15 ℃时，第30 min，c(NH2COO－)为2.0 mol·L－1 解析 A项，由图可知，0～12 min时间段内，15 ℃时的反应中起始浓度最大，而25 ℃时的反应速率最快，错误；B项，最终水解达到平衡状态，错误；C项中，v(NH2COO－)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，正确；D项，由图可知，在24 min时已达到平衡，各成分的浓度不再变化，错误。 答案 C 二、非选择题 8．(1)在相同条件下进行Mg与HCl、HAc反应的对照实验，相关数据如下： Mg 的质量 酸量 开始时 反应效率 产生 H2总量 Ⅰ 0.24 g HCl 0.2 mol·L－1 100 mL v1 n1 Ⅱ 0.24 g HAc 0.2 mol·L－1 100 mL v2 n2 ①试比较有关量的大小：v1____v2，n1____n2(填">"、"＝"、"<") ②现欲改变条件，使实验Ⅰ中v1降低，但不改变n1的值，试写出两种可行的方法。 方法Ⅰ________。方法Ⅱ________。 (2)已知在0.1 mol·L－1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为：c(Na＋)>c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3) 则该溶液中c(H＋)________c(OH－)(填">"、"＝"、"<")，简述理由_________________。 答案：(1)①> ＝ ②加少量水 降温或加少量NaAc。 (2)> 由题给信息c(SO)>c(H2SO3)可知：HSO电离程度大于其水解程度，则可确定c(H＋)>c(OH－) 9．"碘钟"实验中，3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ c(I－)/(mol·L－1) 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(S2O)/(mol·L－1) 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1 回答下列问题： (1)该实验的目的是_____________________________________________。 (2)显色时间t1＝________。 (3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为________(填字母)。 A．＜22.0 s B．22.0 s～44.0 s C．＞44.0 s D．数据不足，无法判断 (4)通过分析比较上表数据，得到的结论是_________________________ _______________________________________________________________________________________________。 解析 (2)因反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)，由①⑤中数据可列关系：显色时间t1＝＝29.3 s, (3)每升高10 ℃，速率增大到原来的2～4倍，现升高20 ℃，所以升高到原来的22～42倍，即4～16倍，实验③为22.0 s，显色时间应为～，即5.5 s～1.4 s，选A，本题也可以定性判断，温度升高化学反应速率加快，显色时间缩短。 答案 (1)探究反应物I－与S2O的浓度对反应速率的影响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。 10．已知：MnO在酸性环境下的还原产物是Mn2＋。某化学兴趣小组的甲同学在向草酸(弱酸)溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，发现溶液褪色总是先慢后快，即反应速率由小变大。为此，他对此实验进行了探究。 【实验用品】 试剂：0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体 仪器：试管(若干个)、胶头滴管(2支) 【实验内容】 在1号和2号试管中分别加入10 mL H2C2O4溶液和少量稀硫酸，在1号试管中加入硫酸锰固体。然后在两支试管中加入0.1 mol·L－1 KMnO4溶液。现做如下对比实验，现象如下表所示： 加入药品 不加MnSO4的稀硫酸酸化的H2C2O4溶液 加少量MnSO4的稀硫酸酸化的H2C2O4溶液 实验现象(褪色时间) 溶液褪色很慢(31秒) 溶液褪色很快(4秒) 请回答下列问题。 (1)甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是____________________________ ____________________________________________。 (2)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为________________ ________________________________________________________。 (3)甲同学认为该反应褪色由慢到快是何种原因引起的？ _________________________________________________________。 (4)乙同学从甲同学的实验探究中得到启示，他也提出了可能影响该化学反应速率的因素，你认为他提出的因素可能是________________________(写一条即可)。 解析 (1)要测反应时间，则需要用到秒表。(2)根据题中的已知条件知MnO在酸性环境下的还原产物是Mn2＋又H2C2O4属于弱酸，应保留分子式；故在酸性条件下，H2C2O4溶液与KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。(3)Mn2＋在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率。 答案 (1)秒表 (2)5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O (3)Mn2＋在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率 (4)温度升高，反应速率增大，溶液褪色加快(其他合理答案也可) 11．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应： MnO＋H2C2O4＋H＋--Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平) 用4 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下： 组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质 Ⅰ 2 20 Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液 Ⅲ 2 30 Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水 (1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。 (2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和________。 (3)对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究________________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是____________________________ ____________________________________________。 解析 (1)根据电子守恒列式可得： n(MnO)×(7－2)＝n(H2C2O4)×2×(4－3)， 则n(MnO)∶n(H2C2O4)＝2∶5。 (2)研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。 (3)对比Ⅰ和Ⅳ，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅是c(H＋)不同，故可研究c(H＋)对反应速率的影响。加1 mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。 答案 (1)2∶5 (2)Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ (3)c(H＋)(或硫酸溶液的浓度) 确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变 1 |
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