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专题一 “变量控制”实验探究
[专题训练]
1.(2022·莆田高一期中)向甲、乙、丙、丁四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲:在500 ℃时,SO2和O2各10 mol反应
乙:在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和 10 mol O2反应
丙:在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丁、丙
C.乙、甲、丙、丁
D.丁、丙、乙、甲
解析 升高温度反应速率增大,丙的反应温度最低,故丙的反应速率最小;甲、乙、丁反应温度相同,恒容密闭容器中丁中反应物的物质的量少,故丁的反应速率比甲、乙小;甲与乙相比,乙加入催化剂,故乙的反应速率比甲大;正反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙,B正确。
答案 B
2.在相同的密闭容器中,用高纯度纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)吸收热量,实验测得反应体系中水蒸气浓度 (mol·L-1)的变化结果如表:
序号
时间/min
0
10
20
30
40
60
①
温度
T1/1号Cu2O
0.050 0
0.049 2
0.048 6
0.048 2
0.048 0
0.048 0
②
温度
T1/2号Cu2O
0.050 0
0.049 0
0.048 3
0.048 0
0.048 0
0.048 0
③
温度
T2/2号Cu2O
0.050 0
0.048 0
0.047 0
0.047 0
0.047 0
0.047 0
下列说法不正确的是( )
A.实验时的温度T2高于T1
B.2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高
C.实验①前20 min内的平均反应速率:v(O2)=7×10-5 mol·L-1·min-1
D.等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高,这与Cu2O的粒径大小有关
解析 从表中②和③可以看出,0~10 min内实验③中水蒸气的浓度变化量大,反应速率快,说明实验时的温度T2高于T1,A正确;0~10 min内水蒸气的浓度变化量:②>①,实验②中反应速率比①快,说明相同温度下,2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高,B正确;实验①前20 min内的平均反应速率:v(H2O)=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(0.050 0 mol·L-1-0.048 6 mol·L-1,20 min)=7×10-5 mol·L-1·min-1v(O2)=eq \f(1,2)v(H2O)=3.5×10-5 mol·L-1·min-1,C错误;
实验①②在相同温度下进行,实验②反应速率加快,则反应速率跟催化剂有关,催化剂的活性越高,速率越快,在0~10 min内,实验②中水蒸气的浓度变化量比①大,实验②中催化剂微粒更小,比表面积更大,等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高,这与Cu2O的粒径大小有关,D正确。
答案 C
专题二 化学平衡的判断
可逆反应达到化学平衡时有两个主要特征:一是同一物质的正、逆反应速率相等;二是混合物中各组分的百分含量保持不变。
(1)