内容正文:
2.1 化学反应速率核心素养提升练
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、选择题(共22题,每小题2分,共计44分)
1.(2023·辽宁协作校高二联考)下列措施不能改变相应化学反应速率的是( )
A.在铁制品表面刷油漆——铁的腐蚀速率
B.高炉炼铁增加炉高——CO的反应速率
C.食物放在冰箱中储存——食物的腐败速率
D.烧煤时用煤粉代替煤块——煤的燃烧速率
2.(2023·天津武清区高二四校联考)下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
3.(2023·开封五县高二联考)对于在一个密闭容器中进行的反应 C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是( )
①增加 C 的量;②增加 CO 的量;③将容器的体积缩小一半;④保持体积不变,充入 N2 以增大压强;⑤升高反应体系的温度;⑥保持压强不变,充入 N2以增大体积。
A.②③ B.①④ C.①⑥ D.④
4.(2023·河南豫北名校高二月考)下列测量化学反应速率的依据不可行的是( )
化学反应
测量依据(单位时间内)
A
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
溶液颜色变化
B
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
沉淀质量变化
C
H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
温度、体积一定时,体系压强变化
D
H2O2+2HI=2H2O+I2
溶液体积一定时,I-的浓度变化
5.(2023·河南百所名校高二联考)对于可逆反应2M(g)+2N(s) ⇌3P(g)+Q(g),在不同条件下测得的化学反应速率如下,下列速率关系正确的是( )
①v(M)=4 mol·L-1·min-1 ②v(M)=0.1 mol·L-1·s-1 ③v(P)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(Q)=3 mol·L-1·min-1
A.①>④>③>② B.②>③=①>④ C.③>②=④>① D.④>③>①>②
6.(2023·湘鄂冀三省七校月考)一定条件下,容积为2 L的某密闭容器中发生反应:C(s)+H2O(g)=CO+H2,下列表示的反应速率最快的是( )
A.v(C)=1 mol/min B.v(CO)=1 mol/(L·min) C.v(H2)=1 mol/(L·s) D.v(H2O)=22.4 L/min
7.(2023·新乡一中高二月考)对于可逆反应A(g)+2B(s) ⇌2C(g)+3D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
8.(2023·临夏中学高二月考)用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸反应速率。下列说法错误的是( )
A.甲乙两实验均需要秒表
B.实验前将乙装置注射器活塞外拉,放开后若回到原位,说明气密性良好
C.其他条件相同时,乙装置所测速率比甲装置误差小
D.甲、乙装置是通过测单位时间锌的质量变化测定反应速率
9.(2023·重庆九龙坡区高二月考)在体积可变的容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g),当缩小容器体积使压强增大时,化学反应速率加快,其根本原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
D.活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
10.(2023·牡丹江第一高级中学高二月考)研究CH3I与氯自由基(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知CH3I与Cl*反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中错误的是( )
A.相同条件下,路径①的反应速率最慢
B.路径CH3I+Cl*=CH+ICl是基元反应
C.路径④属于放热反应
D.过渡态中最稳定的是TS3,产物最稳定的是路径④的
11.(2023·浙南名校联盟联考)某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
c(A)/
(mol·L-1)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/
(mol·L-1)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/(10-3 mol·
L-1·min-1)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是( )
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3 min-1
C.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是500 min
D.升温、加入催化剂、缩小容积(加压),使k增大导致反应的瞬时速率加快
12.(2023·沧州部分学校高二月考)下列有关说法正确的是( )
A.升高温度,使反应物分子中活化分子数增多,但活化分子百分数不变
B.N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)在恒温恒压条件下进行,向容器中通入Ar(g),化学反应速率减小
C.在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生变化,故催化剂一定不参与化学反应
D.在等体积等浓度的草酸(H2C2O4)无色溶液中,加入不同浓度等体积的高锰酸钾,探究反应物浓度对化学反应速率的影响
13.(2023·浙江三校高二联考)下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度一定会增加单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强,一定增加单位体积活化分子数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.某些反应选用适当的催化剂,既能降低反应所需活化能,也可以降低该反应的反应热
14.(2023·宜春铜鼓中学高二月考)某科研团队研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理,部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为放热反应
B.该反应的快慢取决于步骤C3H=C3H+H*
C.图中过渡态2比过渡态1稳定
D.催化剂在反应中参与化学反应,改变反应的活化能
15.(2023·朝阳凌源实验中学高二月考)已知Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,现将下列4种盐酸,分别加入到4支盛有0.1 mL 1 mol·L-1Na2S2O3溶液的试管中,并加水稀释到5 mL,混合后到能观察到明显浑浊现象所需要的时间最少的是( )
A.2 mL,0.3 mol·L-1 B.2 mL,0.2 mol·L-1 C.1 mL,0.4 mol·L-1 D.1 mL,0.25 mol·L-1
16.(2023·景德镇乐平中学高二月考)用锡箔与3 mol·L-1盐酸制SnCl2的反应速率较慢,下列措施能加快反应速率的是( )
①用锡块代替锡箔 ②将反应液适当加热 ③向反应液中滴入少量CuCl2溶液 ④用浓盐酸代替3 mol·L-1盐酸 ⑤再加入50 mL 3 mol·L-1盐酸
A.①②③④ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③⑤
17.(2023·佛山一中高二月考)在C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)的反应中,现采取下列措施,其中能够使反应速率增大的措施是( )
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
18.(2023·天津汇文中学高二段测)对于有气体参加的化学反应来说,下列说法不正确的是( )
A.压缩容器容积,增大压强,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,降低反应所需的活化能,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
19.(2023·洛阳高二联考)在一定条件下,向2 L密闭容器中进行一定量MgSO4和CO的反应:MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)。反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.升高温度时,正反应速度增大,逆反应速度减小
B.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大
C.增大硫酸镁的质量时,正反应速率将增大
D.在0~10 min内,v(CO)=0.1 mol·L-1·min-1
20.(2023·重庆一中高二月考)目前,丁烷脱氢制丁烯的研究已取得重大突破,利用计算机技术测得在催化剂表面的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS表示过渡态物质。下列说法错误的是( )
A.该历程中决速步骤为C4H+H*=C4H+2H*
B.催化剂可降低反应活化能
C.C4H10→C4H8+H2,该反应有非极性键形成
D.该反应的热化学方程式为:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH=+0.06NA eV
21.(双选)(2022·东莞高二期末)飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4=F2-F2+2I·经过2×10-15s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B.在2×10-15s时,I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C.2×10-15s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1
D.F2-F2、I·的速率关系:2v(F2-F2)=v(I·)
22.(双选)(2023·河南创新发展联盟高二阶段检测)氢能是清洁的二次能源,水煤气的变换反应H2O(g)+CO(g)=CO2(g)+H2(g)是一种重要的制氢手段,金基二元合金团簇(Au12Cu)催化水煤气变换反应发生的氧化还原机理有A和B两种途径。(*表示物质吸附在催化剂上)
下列有关说法正确的是( )
A.反应1发生:H2O=OH*+H*,该反应为放热反应
B.2-a中发生的反应与2-b中发生的反应机理相同
C.反应3-a和3-b中活性O*氧化吸附在团簇上的CO*得到CO
D.根据图2,水煤气在Au12Cu上进行变换反应,按反应途径A更容易进行
二、填空题(共3题,共计36分)
23.(2023·顺义第一中学高二月考,7分)某小组研究了铜片与5.6 mol/L HNO3反应的速率,实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
0~15 min
铜片表面出现极少气泡
15~25 min
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
25~30 min
铜片表面均匀冒出大量气泡
30~50 min
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度变化,得曲线如图。
实验Ⅱ:②~④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积5.6 mol/L HNO3。结果显示: Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显,NO2能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和5.6 mol/L HNO3,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有NO。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:________________________________________。
(2)实验Ⅰ的结论:温度升高________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验Ⅱ的目的是: _______________________________________________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验Ⅱ、Ⅲ,在下图方框内填入相应的微粒符号①________ ②________,以补全催化机理。
24.(2024高二上·河北沧州期末,12分)含铂、铑等活性成分的催化剂能促使汽车尾气中的NO和CO转化为无毒气体。回答下列问题:
(1)已知:①2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) △H= -180.5kJ/mol
②2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g) △H= 283.0kJ/mol
将汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下转化为无毒气体的化学方程式为,该反应的△H= 。
(2)为了测定在催化剂作用下的反应速率,某温度下,用CO2传感器测得不同时间的CO2浓度如表所示:
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
3
C(CO2)/mol·L-1
0
3.5×10-3
6.5×10-3
7.20×10-3
8.10×10-3
8.10×10-3
0~1min内的平均反应速率v(NO)= 。0~0.5min和0.5~1min时间段内反应速率变化的主要原因是 。
(3)为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表格中。
实验编号
T/℃
催化剂类型
Ⅰ
320
铂铑
Ⅱ
稀土
Ⅲ
260
铂铑
①实验Ⅰ和Ⅱ的目的是 ,c2= 。
②实验Ⅱ和Ⅲ的目的是 ,T1= ,c1= 。
25.(2024高二上·四川攀枝花期末,9分)已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生。若再加入双氧水,将发生反应:且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后,试剂X被生成的I2完全消耗。由于溶液中I-继续被氧化,生成的I2与淀粉作用,溶液立即变蓝。因此,根据试剂X的量、加入双氧水至溶液变蓝所需时间,即可推算反应的反应速率。某同学依据上述原理设计实验,实验记录如下表所示:
编号
往烧杯中加入的试剂及其用量/mL
温度/℃
溶液变蓝所需时间/s
0.1 mol/L KI溶液
H2O
0.01 mol/L X溶液
0.1 mol/L稀盐酸
0.1 mol/L双氧水
1
20.0
10.0
10.0
20.0
20.0
20
120
2
20.0
20.0
10.0
20.0
10.0
20
240
3
20.0
10.0
10.0
20.0
20.0
30
40
4
10.0
20.0
10.0
20.0
20.0
T
80
回答下列问题:
(1)实验1和2的目的是探究 ;实验3和4的目的是探究KI浓度对反应速率的影响,则T= 。
(2)探究温度对反应速率的影响的实验组合为 。由题中数据可知,其它条件不变时,温度由20℃升高到30℃,反应速率增大到原来的 倍。
(3)若一定温度下,的速率方程表示为(为反应速率常数),化学反应的速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数,所有指数的总和称为反应总级数。根据上表数据计算, , ,反应总级数为
26.(2024高二下·甘肃武威开学考试,8分)回答下列问题:
(1)某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
①该反应的化学方程式为 。
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为 。
(2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计:其中 , 。
②该同学最后得出的结论为当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
三、实验题(2小题,共计20分)
27.(2023·四川绵阳期末,9分)某化学兴趣小组安装下图所示装置来探究H2O2的分解反应。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。要测定H2O2分解反应的速率,需要测定的物理量有 、 。
(2)实验取用20.0mL一定浓度的H2O2溶液,从加入MnO2至5s时注射器读数为29.5mL。若该实验条件下气体摩尔体积为25.0 L/mol,则用反应物浓度表示的5s内的平均反应速率为 mol/(L·s)。
(3)如图为该小组研究的酸、碱对H2O2分解的影响。该小组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,反应的化学方程式为 ,支持这一方案的理由是 。
28.(2024·浙江杭州期末,11分)某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取的酸性溶液,再分别滴入溶液,实验报告如下。
实验编号
酸性溶液
溶液
水
反应温度/
反应时间/s
1
0
20
125
2
V
20
320
3
0
50
30
①实验1、3研究的是 对反应速率的影响。
②表中 。
(2)小组同学在进行(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,一段时间后速率会突然加快。对此该小组的同学展开讨论:
①甲同学认为与的 。
②乙同学认为随着反应的进行,因 ,故速率加快。
(3)为比较、对分解的催化效果,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①装置乙中仪器A的名称为 。
②定性分析如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。但该方案有缺陷,应如何改进: 。
③定量分析:如图乙所示,实验时以收集到体为准,忽略其他可能影响实验的因素实验中需要测量的数据是 。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
2.1 化学反应速率核心素养提升练
(考试时间:75分钟,满分:100分)
一、选择题(共22题,每小题2分,共计44分)
1.(2023·辽宁协作校高二联考)下列措施不能改变相应化学反应速率的是( )
A.在铁制品表面刷油漆——铁的腐蚀速率
B.高炉炼铁增加炉高——CO的反应速率
C.食物放在冰箱中储存——食物的腐败速率
D.烧煤时用煤粉代替煤块——煤的燃烧速率
【答案】 B
【解析】 铁表面刷油漆,阻止铁与氧气接触反应,降低反应速率,故A不选;高炉炼铁增加炉高并不能改变CO反应速率,故B选;冰箱中温度低,反应速率减慢,故C不选;烧煤时用煤粉代替煤块,增大了固体接触面积,可以提高煤的燃烧速率,故D不选。
2.(2023·天津武清区高二四校联考)下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强反应速率减慢
【答案】 D
【解析】 常温下浓硫酸与铁发生钝化阻碍了反应进行,故改用98%的浓硫酸后不能增大生成氢气的速率,A错误;加入氯化钠溶液后,氯化钠不参与反应,但溶液体积增大,相当于稀释,导致稀盐酸浓度减小,反应速率减小,B错误;升高温度,增大反应速率,C错误;压强越低反应速率越慢,所以减小压强反应速率减慢,D正确。
3.(2023·开封五县高二联考)对于在一个密闭容器中进行的反应 C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是( )
①增加 C 的量;②增加 CO 的量;③将容器的体积缩小一半;④保持体积不变,充入 N2 以增大压强;⑤升高反应体系的温度;⑥保持压强不变,充入 N2以增大体积。
A.②③ B.①④ C.①⑥ D.④
【答案】 B
【解析】 ①增加固体C的量,不改变反应物浓度,不影响反应速率;②增加气体CO 的量,增大CO浓度,加快逆反应速率;③将容器的体积缩小一半,体系压强增大,各气体浓度增大,正逆反应速率加快; ④保持体积不变,充入 N2以增大压强,各气体浓度不变,氮气不参与反应,不影响反应速率;⑤升高反应体系的温度,正逆反应速率加快;⑥保持压强不变,充入 N2以增大体积,各气体浓度减小,正逆反应速率减慢。
4.(2023·河南豫北名校高二月考)下列测量化学反应速率的依据不可行的是( )
化学反应
测量依据(单位时间内)
A
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
溶液颜色变化
B
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
沉淀质量变化
C
H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
温度、体积一定时,体系压强变化
D
H2O2+2HI=2H2O+I2
溶液体积一定时,I-的浓度变化
【答案】 C
【解析】 酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应生成Mn2+和二氧化碳,随着反应进行高锰酸钾溶液褪色,可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率,A不符合题意;单位时间内产生的沉淀的质量越多,则反应速率越快,反之反应速率越慢,测量依据可行,B不符合题意;该反应前后气体分子数不变,故温度、体积一定时,反应前后气体总压不变,则测量依据不可行,C符合题意;单位时间内,I-浓度减小得越多,反应速率越快,反之,反应速率越慢,测量依据可行,D不符合题意。
5.(2023·河南百所名校高二联考)对于可逆反应2M(g)+2N(s) ⇌3P(g)+Q(g),在不同条件下测得的化学反应速率如下,下列速率关系正确的是( )
①v(M)=4 mol·L-1·min-1 ②v(M)=0.1 mol·L-1·s-1 ③v(P)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(Q)=3 mol·L-1·min-1
A.①>④>③>② B.②>③=①>④ C.③>②=④>① D.④>③>①>②
【答案】 C
【解析】 将①②③④均转化为用物质M表示的速率,换算后①②③④依次为v(M)=4 mol·L-1·min-1 v(M)=6 mol·L-1·min-1 v(M)=8 mol·L-1·min-1、v(M)=6 mol·L-1·min-1,③>②=④>①,故选C。
6.(2023·湘鄂冀三省七校月考)一定条件下,容积为2 L的某密闭容器中发生反应:C(s)+H2O(g)=CO+H2,下列表示的反应速率最快的是( )
A.v(C)=1 mol/min B.v(CO)=1 mol/(L·min) C.v(H2)=1 mol/(L·s) D.v(H2O)=22.4 L/min
【答案】 C
【解析】 固体和纯液体的浓度视为常数,A错误;CO的反应速率为v(CO)=1 mol/(L·min),计量系数之比等于反应速率之比,v(CO)=v(H2)=1 mol/(L·min);H2的反应速率为v(H2)=1 mol/(L·s)=60 mol/(L·min),选C;反应速率的单位为 mol/(L·min)或 mol/(L·s),D错误。
7.(2023·新乡一中高二月考)对于可逆反应A(g)+2B(s) ⇌2C(g)+3D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A.v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
【答案】 C
【解析】 各物质的反应速率与各自化学计量数的比值越大,反应速率越快,则A项表示的反应速率除以化学计量数为1.5 mol·L-1·min-1,B为固体,不能表示反应速率,C项表示的反应速率除以化学计量数为6 mol·L-1·min-1,同理D项表示的为0.13 mol·L-1·min-1,故表示的反应速率最快的为C项。
8.(2023·临夏中学高二月考)用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸反应速率。下列说法错误的是( )
A.甲乙两实验均需要秒表
B.实验前将乙装置注射器活塞外拉,放开后若回到原位,说明气密性良好
C.其他条件相同时,乙装置所测速率比甲装置误差小
D.甲、乙装置是通过测单位时间锌的质量变化测定反应速率
【答案】 D
【解析】 甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积,需要用到秒表,A正确;实验前将乙装置注射器活塞外拉,体系内压强减小,若气密性良好,在外界大气压作用下,活塞会回到原位,B正确;甲装置中稀硫酸进入体系,占用一定体积,活塞右移,且随着稀硫酸不断加入,锥形瓶中反应生成的水越来越多,加入的稀硫酸溶液被稀释,浓度不确定,会造成误差,用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积和浓度的变化造成的实验误差,故C正确;甲、乙装置是通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率,D错误。
9.(2023·重庆九龙坡区高二月考)在体积可变的容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g),当缩小容器体积使压强增大时,化学反应速率加快,其根本原因是( )
A.分子运动速率加快,使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多
C.分子间距离减小,使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
D.活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多
【答案】 D
【解析】 缩小容器体积使压强增大,并没有给体系输入能量,分子运动速率不会加快,A不符合题意;缩小容器体积使压强增大,没有给体系输入能量,反应物分子的能量没有增加,B不符合题意;活化分子以合适的取向碰撞,才会发生有效碰撞,因此活化分子之间的碰撞不会都成为有效碰撞,C不符合题意;缩小容器体积使压强增大,没有改变活化分子百分数,但是增加了单位体积内的分子总数,进而增加了单位体积内活化分子数,使单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,D符合题意。
10.(2023·牡丹江第一高级中学高二月考)研究CH3I与氯自由基(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知CH3I与Cl*反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中错误的是( )
A.相同条件下,路径①的反应速率最慢
B.路径CH3I+Cl*=CH+ICl是基元反应
C.路径④属于放热反应
D.过渡态中最稳定的是TS3,产物最稳定的是路径④的
【答案】 B
【解析】 相同条件下,路径①的活化能最大,反应速率最慢,A正确;基元反应是指反应物一步直接转化为产物的反应,从图中可以看出,路径②中存在中间产物,则CH3I+Cl*===CH3*+ICl不是基元反应,B错误;路径④的生成物总能量小于反应物总能量,属于放热反应,C正确;能量越低越稳定,过渡态中最稳定的是TS3,产物最稳定的是路径④的,D正确。
11.(2023·浙南名校联盟联考)某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
c(A)/
(mol·L-1)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/
(mol·L-1)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/(10-3 mol·
L-1·min-1)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是( )
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3 min-1
C.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是500 min
D.升温、加入催化剂、缩小容积(加压),使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】 D
【解析】 由第二组和第四组数据,A浓度相同,B浓度不同,速率相等,可知n=0,再由第一组和第二组数据代入v=k×cm(A)×cn(B)可得()m=,可知m=1;将第一组数据代入计算,可得k=6.4×10-3,则v=k×c(A)×c0(B)=6.4×c(A)×10-3。当速率为4.8×10-3 mol·L-1·min-1时,由上述可知c1=0.75 mol/L,c(A)=1 mol/L时速率为6.4×10-3 mol·L-1·min-1,A正确;速率常数k=6.4×10-3,B正确;存在过量的B时,反应掉93.75%的A可以看作经历4个半衰期,即50%+25%+12.5%+6.25%,因此所需的时间为=500 min,C正确;速率常数与浓度无关,缩小容积(加压)不会使k增大,D错误。
12.(2023·沧州部分学校高二月考)下列有关说法正确的是( )
A.升高温度,使反应物分子中活化分子数增多,但活化分子百分数不变
B.N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)在恒温恒压条件下进行,向容器中通入Ar(g),化学反应速率减小
C.在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生变化,故催化剂一定不参与化学反应
D.在等体积等浓度的草酸(H2C2O4)无色溶液中,加入不同浓度等体积的高锰酸钾,探究反应物浓度对化学反应速率的影响
【答案】 B
【解析】 升高温度,使反应物分子中活化分子数增多,活化分子百分数也增大,A错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒温恒压条件下进行,向容器中通入Ar(g),体系体积增大,反应物浓度减小,化学反应速率减小,B正确;在化学反应前后,虽然催化剂的质量和化学性质都没有发生变化,但催化剂参与化学反应,加快反应速率,C错误;该实验是测量观察高锰酸钾溶液褪色时间来比较反应速率,若高锰酸钾过量,则会影响实验结果,正确的探究变量应是不同浓度的草酸溶液,D错误。
13.(2023·浙江三校高二联考)下列说法正确的是( )
A.增大反应物浓度一定会增加单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强,一定增加单位体积活化分子数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.某些反应选用适当的催化剂,既能降低反应所需活化能,也可以降低该反应的反应热
【答案】 C
【解析】 增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,但活化分子的百分数没有发生变化,A错误;在有气体参加的化学反应中,通过缩小反应容器的体积来增大压强,可使气体反应物的浓度增大、增加单位体积活化分子数,从而使反应速率增大,但如果增加的是惰性气体,虽然增大了压强,但单位体积活化分子数不变、反应速率不变,B错误;升高温度,反应物分子中活化分子的数目和百分数都增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率增大,C正确;催化剂降低反应的活化能,但不能降低该反应的反应热,D错误。
14.(2023·宜春铜鼓中学高二月考)某科研团队研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理,部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为放热反应
B.该反应的快慢取决于步骤C3H=C3H+H*
C.图中过渡态2比过渡态1稳定
D.催化剂在反应中参与化学反应,改变反应的活化能
【答案】 A
【解析】 从图中可以看出,丙烷和氧气的总能量低于丙烯和双氧水,该反应为吸热反应,A错误;活化能越高,反应越慢,化学反应分多步进行时,反应速率取决于慢反应,图中所示的反应中,活化能较高的步骤为C3H===C3H+H*,B正确;能量越低越稳定,图中过渡态2能量比过渡态1低,所以相对稳定,C正确;催化剂参与反应的过程,主要是降低反应的活化能,D正确。
15.(2023·朝阳凌源实验中学高二月考)已知Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,现将下列4种盐酸,分别加入到4支盛有0.1 mL 1 mol·L-1Na2S2O3溶液的试管中,并加水稀释到5 mL,混合后到能观察到明显浑浊现象所需要的时间最少的是( )
A.2 mL,0.3 mol·L-1 B.2 mL,0.2 mol·L-1 C.1 mL,0.4 mol·L-1 D.1 mL,0.25 mol·L-1
【答案】 A
【解析】 2 mL,0.3 mol·L-1加入后所得5 mL 混合溶液中盐酸浓度为×0.3 mol/L=0.12 mol·L-1;2 mL,0.2 mol·L-1加入后所得5 mL 混合溶液中盐酸浓度为×0.2 mol/L=0.08 mol·L-1;1 mL,0.4 mol·L-1加入后所得5 mL 混合溶液中盐酸浓度为×0.4 mol/L=0.08 mol·L-1;1 mL,0.25 mol·L-1加入后所得5 mL 混合溶液中盐酸浓度为×0.25 mol/L=0.05 mol·L-1;盐酸浓度越大反应速率越快,观察到浑浊现象所需要的时间越短。
16.(2023·景德镇乐平中学高二月考)用锡箔与3 mol·L-1盐酸制SnCl2的反应速率较慢,下列措施能加快反应速率的是( )
①用锡块代替锡箔 ②将反应液适当加热 ③向反应液中滴入少量CuCl2溶液 ④用浓盐酸代替3 mol·L-1盐酸 ⑤再加入50 mL 3 mol·L-1盐酸
A.①②③④ B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③⑤
【答案】 B
【解析】 用锡块代替锡箔,减小了反应物间的接触面积,反应速率减慢,①不符合题意;温度升高,反应速率加快,②符合题意;向反应液中滴入少量CuCl2溶液,锡置换出铜,构成原电池,使得反应速率加快,③符合题意;用浓盐酸代替3 mol·L-1盐酸,反应物浓度增大,反应速率加快,④符合题意;盐酸的浓度不变,反应速率不变,⑤不符合题意。
17.(2023·佛山一中高二月考)在C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g)的反应中,现采取下列措施,其中能够使反应速率增大的措施是( )
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
【答案】 C
【解析】 ①该反应为有气体参加的反应,缩小体积,增大压强,反应速率加快,①正确;②碳为固体,增加碳的量,不影响化学反应速率,②错误;③恒容通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快,③正确;④恒容下充入N2,参与反应的各物质浓度不变,反应速率不变,④错误;⑤恒压下充入N2,容器体积增大,参与反应的各物质浓度减小,反应速率减小,⑤错误;综上分析,①③可使反应速率增大,故C正确。
18.(2023·天津汇文中学高二段测)对于有气体参加的化学反应来说,下列说法不正确的是( )
A.压缩容器容积,增大压强,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,降低反应所需的活化能,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
【答案】 C
【解析】 增大压强,单位体积内活化分子数目增多,活化分子百分数不变,则化学反应速率增大,故A正确;升高温度,更多分子成为活化分子,活化分子百分数增大,则化学反应速率增大,B正确;加入反应物,反应物的浓度增大,单位体积活化分子的数目增大,活化分子的百分数不变,C错误;加入催化剂,降低了反应所需的活化能,更多普通分子成为活化分子,活化分子百分数增大,化学反应速率增大,D正确。
19.(2023·洛阳高二联考)在一定条件下,向2 L密闭容器中进行一定量MgSO4和CO的反应:MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)。反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.升高温度时,正反应速度增大,逆反应速度减小
B.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大
C.增大硫酸镁的质量时,正反应速率将增大
D.在0~10 min内,v(CO)=0.1 mol·L-1·min-1
【答案】 B
【解析】 对于任何可逆反应,升高温度时,正、逆反应速率都增大,A错误;反应前的气体是CO,CO的相对分子质量为28,反应生成的气体是CO2和SO2,二者相对分子质量分别为44,64,随着反应的进行,CO的质量减小,CO2和SO2的质量增大,故混合气体的平均相对分子质量增大,B正确;硫酸镁是固体,增大固体的量,不能改变化学反应速率,C错误;从化学方程式看,每消耗1 mol CO,固体质量减小80.0 g,在0~10 min内,v(CO)==0.005 mol·L-1·min-1,D错误。
20.(2023·重庆一中高二月考)目前,丁烷脱氢制丁烯的研究已取得重大突破,利用计算机技术测得在催化剂表面的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS表示过渡态物质。下列说法错误的是( )
A.该历程中决速步骤为C4H+H*=C4H+2H*
B.催化剂可降低反应活化能
C.C4H10→C4H8+H2,该反应有非极性键形成
D.该反应的热化学方程式为:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH=+0.06NA eV
【答案】 A
【解析】 反应的活化能越大,反应速率越慢,化学反应的速率取决于最慢的一步,由图可知,C4H10转化为C4H时的活化能最大,则该历程中决速步骤为C4H10===C4H,A错误;催化剂能改变反应的途径,降低反应活化能,加快反应速率,B正确;由图可知,该反应的方程式为C4H10→C4H8+H2,反应中有氢氢非极性键形成,C正确;由图可知,反应的热化学方程式为C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH=+0.06NA eV,D正确。
21.(双选)(2022·东莞高二期末)飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4=F2-F2+2I·经过2×10-15s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B.在2×10-15s时,I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C.2×10-15s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1
D.F2-F2、I·的速率关系:2v(F2-F2)=v(I·)
【答案】 AD
【解析】 根据反应方程式中物质反应转化关系可知C2I2F4与I·系数比是1∶2,在2×10-15s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1,则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol/L,则用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1,A正确;在2×10-15s时,I·改变的浓度是C2I2F4改变浓度的2倍,而不是I·浓度是C2I2F4浓度的2倍,B错误;在0~2×10-15s时C2I2F4的平均反应速率v(C2I2F4)== 3×1010 mol·L-1·s-1,而不是2×10-15s末的瞬时速率为3×1010 mol·L-1·s-1,C错误;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,则F2-F2、I·的速率关系:2v(F2-F2)=v(I·),D正确。
22.(双选)(2023·河南创新发展联盟高二阶段检测)氢能是清洁的二次能源,水煤气的变换反应H2O(g)+CO(g)=CO2(g)+H2(g)是一种重要的制氢手段,金基二元合金团簇(Au12Cu)催化水煤气变换反应发生的氧化还原机理有A和B两种途径。(*表示物质吸附在催化剂上)
下列有关说法正确的是( )
A.反应1发生:H2O=OH*+H*,该反应为放热反应
B.2-a中发生的反应与2-b中发生的反应机理相同
C.反应3-a和3-b中活性O*氧化吸附在团簇上的CO*得到CO
D.根据图2,水煤气在Au12Cu上进行变换反应,按反应途径A更容易进行
【答案】 CD
【解析】 根据图示,反应1发生H2O=OH*+H*,生成物总能量大于反应物总能量,该反应为吸热反应,A错误;途径A,2-a中发生反应:OH*→O*+H*,途径B,反应2-b中发生反应:OH*+OH*→H2O*+O*,B错误;根据图示,反应3-a和3-b中活性O*氧化吸附在团簇上的CO*得到CO,C正确;途径A中反应2-a的活化能比途径B中反应2-b的活化能低,按反应途径A更容易进行,D正确。
二、填空题(共3题,共计36分)
23.(2023·顺义第一中学高二月考,7分)某小组研究了铜片与5.6 mol/L HNO3反应的速率,实验现象记录如下表。
实验
时间段
现象
0~15 min
铜片表面出现极少气泡
15~25 min
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
25~30 min
铜片表面均匀冒出大量气泡
30~50 min
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验Ⅰ:监测上述反应过程中溶液温度变化,得曲线如图。
实验Ⅱ:②~④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积5.6 mol/L HNO3。结果显示: Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显,NO2能明显加快该反应的速率。
实验Ⅲ:在试管中加入铜片和5.6 mol/L HNO3,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有NO。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:________________________________________。
(2)实验Ⅰ的结论:温度升高________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验Ⅱ的目的是: _______________________________________________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验Ⅱ、Ⅲ,在下图方框内填入相应的微粒符号①________ ②________,以补全催化机理。
【答案】 (1)反应速率先变快后变慢 (2)不是
(3)检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率 (4)NO2 NO
【解析】 (1)根据表格中的气泡多少的现象,可知该反应的速率随时间的变化情况:反应速率先变快后变慢;(2)反应30 min时,反应速率已经较快了,再升高温度,反应速率增大有限,则温度升高不是反应速率加快的主要原因;(3)NO2能明显加快该反应的速率,Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显,具有对比性,则实验Ⅱ的目的是检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率;(4)由实验Ⅱ、Ⅲ,硝酸得到电子生成二氧化氮,Cu与二氧化氮反应生成铜离子和NO,则图中①为NO2②为NO。
24.(2024高二上·河北沧州期末,12分)含铂、铑等活性成分的催化剂能促使汽车尾气中的NO和CO转化为无毒气体。回答下列问题:
(1)已知:①2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) △H= -180.5kJ/mol
②2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g) △H= 283.0kJ/mol
将汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下转化为无毒气体的化学方程式为,该反应的△H= 。
(2)为了测定在催化剂作用下的反应速率,某温度下,用CO2传感器测得不同时间的CO2浓度如表所示:
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
3
C(CO2)/mol·L-1
0
3.5×10-3
6.5×10-3
7.20×10-3
8.10×10-3
8.10×10-3
0~1min内的平均反应速率v(NO)= 。0~0.5min和0.5~1min时间段内反应速率变化的主要原因是 。
(3)为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表格中。
实验编号
T/℃
催化剂类型
Ⅰ
320
铂铑
Ⅱ
稀土
Ⅲ
260
铂铑
①实验Ⅰ和Ⅱ的目的是 ,c2= 。
②实验Ⅱ和Ⅲ的目的是 ,T1= ,c1= 。
【答案】 (1)-463.5kJ/mol (2)6.5×10-3mol·L-1·min-1 反应物浓度减小,正反应速率逐渐减小
(3)探究温度对反应速率的影响 4.6×10-3 探究不同催化剂对反应速率的影响 260 1.5×10-3
【解析】(1)已知:①2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) △H= -180.5kJ/mol
②2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g) △H= 283.0kJ/mol,则反应可以为①-②,所以有△H= -180.5kJ/mol- 283.0kJ/mol=-463.5kJ/mol,故答案为-463.5kJ/mol。(2)据表中数据可知,0~1min内的平均反应速率,随着反应的进行,反应物的浓度减小,正反应速率减小,故答案为6.5×10-3mol·L-1·min-1;反应物浓度减小,正反应速率逐渐减小。(3)①据表中数据可知,实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响,所以c2=4.6×10-3;故答案为探究温度对反应速率的影响;4.6×10-3;②实验Ⅱ和Ⅲ的目的是探究不同催化剂对反应速率的影响,所以T1=260,c1=1.5×10-3,故答案为探究不同催化剂对反应速率的影响;260;1.5×10-3。
25.(2024高二上·四川攀枝花期末,9分)已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生。若再加入双氧水,将发生反应:且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后,试剂X被生成的I2完全消耗。由于溶液中I-继续被氧化,生成的I2与淀粉作用,溶液立即变蓝。因此,根据试剂X的量、加入双氧水至溶液变蓝所需时间,即可推算反应的反应速率。某同学依据上述原理设计实验,实验记录如下表所示:
编号
往烧杯中加入的试剂及其用量/mL
温度/℃
溶液变蓝所需时间/s
0.1 mol/L KI溶液
H2O
0.01 mol/L X溶液
0.1 mol/L稀盐酸
0.1 mol/L双氧水
1
20.0
10.0
10.0
20.0
20.0
20
120
2
20.0
20.0
10.0
20.0
10.0
20
240
3
20.0
10.0
10.0
20.0
20.0
30
40
4
10.0
20.0
10.0
20.0
20.0
T
80
回答下列问题:
(1)实验1和2的目的是探究 ;实验3和4的目的是探究KI浓度对反应速率的影响,则T= 。
(2)探究温度对反应速率的影响的实验组合为 。由题中数据可知,其它条件不变时,温度由20℃升高到30℃,反应速率增大到原来的 倍。
(3)若一定温度下,的速率方程表示为(为反应速率常数),化学反应的速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数,所有指数的总和称为反应总级数。根据上表数据计算, , ,反应总级数为
【答案】 (1)H2O2浓度对反应速率的影响 30 (2) 1和3 3 (3) 1 1 3
【解析】(1)(1)实验1和2其它条件相同,c(H2O2)浓度不同,所以实验1和2研究c(H2O2)浓度对化学反应速率的影响;研究c(KI)浓度对化学反应速率的影响,温度保持不变,T=30℃;(2)由表中数据可知,实验1和实验3,物质的浓度相同,温度不同,速率与时间成反比,可知升高10℃,反应速率是原速率的3倍,故答案为:1和3;3;(3)将实验1和实验2数据代入表达式中,可知a=1,将实验3和实验4数据代入上述表达式中,可知b=1,此反应级数=1+1+1=3,故答案为:1;1;3。
26.(2024高二下·甘肃武威开学考试,8分)回答下列问题:
(1)某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
①该反应的化学方程式为 。
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为 。
(2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计:其中 , 。
②该同学最后得出的结论为当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因: 。
【答案】 (1)2A+B⇌2C 0.1mol/(L·min)
(2)30 10 当加入的CuSO4溶液超过一定量后,生成的单质Cu沉积在Zn粒表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积
【解析】 从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程。为保证实验有对比性,只能逐渐改变一个变量分析,CuSO4溶液体积逐渐增多,故H2SO4的量应相等均为30mL,水的量减小,但每组实验中CuSO4与水的体积之和应相等。(1)由图象可以看出,A、B的物质的量逐渐减小,则A、B为反应物,C的物质的量逐渐增多,所以C为生成物,当反应到达2min时,△n(A)=2mol,△n(B)=1mol,△n(C)=2mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则,所以反应的化学方程式为: 2A+B⇌2C ;由图象可以看出,反应开始至2分钟时,△n(B)=1mol,B的平均反应速率为=0.1mol/(L•min),故答案为:2A+B⇌2C ; 0.1mol/(L·min);(2)要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,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.A组中硫酸为30mL,那么其它组硫酸量也都为30mL,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20mL,水为0,那么总量为20mL,所以V6=10mL,V9=17.5mL,V1=30mL。当加入的CuSO4溶液超过一定量后,生成的单质Cu沉积在Zn粒表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积,从而导致生成氢气的速率反而会下降,故答案为:30;10;当加入的CuSO4溶液超过一定量后,生成的单质Cu沉积在Zn粒表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积。
三、实验题(2小题,共计20分)
27.(2023·四川绵阳期末,9分)某化学兴趣小组安装下图所示装置来探究H2O2的分解反应。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。要测定H2O2分解反应的速率,需要测定的物理量有 、 。
(2)实验取用20.0mL一定浓度的H2O2溶液,从加入MnO2至5s时注射器读数为29.5mL。若该实验条件下气体摩尔体积为25.0 L/mol,则用反应物浓度表示的5s内的平均反应速率为 mol/(L·s)。
(3)如图为该小组研究的酸、碱对H2O2分解的影响。该小组提出可以用BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2,反应的化学方程式为 ,支持这一方案的理由是 。
【答案】 (1)锥形瓶 反应时间 O2的体积 (2)2.36×10-2
(3)BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2 H2O2在酸性条件下分解速率更小
【解析】本题探究过氧化氢的分解反应,实验原理是测量一定时间内,产生气体体积,据此分析;(1)根据仪器a的特点,仪器a的名称为锥形瓶;要测定过氧化氢分解反应的速率,需要测定的物理量有反应时间和氧气的体积;故答案为锥形瓶;反应时间;O2的体积;(2)过氧化氢分解反应2H2O22H2O+O2↑,反应产生氧气的物质的量为=1.18×10-3mol,此时消耗过氧化氢物质的量为1.18×10-3mol×2=2.36×10-3mol,用过氧化氢表示平均反应速率为=2.36×10-2mol/(L·s);故答案为2.36×10-2;(3)根据信息BaO2与H2SO4反应制备过氧化氢,其化学反应方程式为BaO2+ H2SO4=BaSO4+H2O2;根据图像可知,碱对分解速率影响较大,酸对分解速率影响较小,因此支持这一方案的理由是H2O2在酸性条件下分解速率更小;故答案为BaO2+ H2SO4=BaSO4+H2O2;H2O2在酸性条件下分解速率更小。
28.(2024·浙江杭州期末,11分)某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取的酸性溶液,再分别滴入溶液,实验报告如下。
实验编号
酸性溶液
溶液
水
反应温度/
反应时间/s
1
0
20
125
2
V
20
320
3
0
50
30
①实验1、3研究的是 对反应速率的影响。
②表中 。
(2)小组同学在进行(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,一段时间后速率会突然加快。对此该小组的同学展开讨论:
①甲同学认为与的 。
②乙同学认为随着反应的进行,因 ,故速率加快。
(3)为比较、对分解的催化效果,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
①装置乙中仪器A的名称为 。
②定性分析如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。但该方案有缺陷,应如何改进: 。
③定量分析:如图乙所示,实验时以收集到体为准,忽略其他可能影响实验的因素实验中需要测量的数据是 。
【答案】 (1)温度 4.0 (2)反应放热,温度升高,速率加快 产物硫酸锰对该反应具有催化作用
(2) 分液漏斗 将CuSO4溶液改为CuCl2溶液 收集40mL气体所需的时间
【解析】(1)①实验1、3中只有温度不同,则实验1、3研究的是温度对反应速率的影响,故答案为:温度;②由控制变量法可知,溶液总体积相同,V=10.0mL-5.0mL-1.0mL=4.0mL,故答案为:4.0;(2)①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升高,速率加快,故答案为:反应放热,温度升高,速率加快;②乙同学认为随着反应的进行,因产物硫酸锰对该反应具有催化作用,故速率加快,故答案为:产物硫酸锰对该反应具有催化作用;(3)①装置乙中仪器A的名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;②将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,根据控制变量原则控制阴离子相同,排除阴离子的干扰,故答案为:将CuSO4溶液改为CuCl2溶液;③实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是收集40mL气体所需的时间,故答案为:收集40mL气体所需的时间。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$