2025届高三化学一轮复习 化学反应速率
2025-02-15
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内容正文:
化学反应速率
一.选择题(共13小题)
1.(2024•河东区一模)下列有关反应速率和限度的说法正确的是( )
A.反应达到平衡时,正、逆反应速率相等且均为零
B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸能增大反应速率
C.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,加入少许CuSO4固体,对反应速率无影响
D.对于合成氨反应,恒温恒压条件下充入Ne,反应速率减小,反应到达平衡的时间变长
2.(2024•莱西市一模)下列有关化学反应速率和化学反应限度的叙述正确的是( )
A.Cl2与水反应时,增加水的质量,能明显增大反应速率
B.使用NaClO漂白时,加入适量稀盐酸可增大反应速率
C.KClO3分解制取O2时,添加少量MnO2可以提高O2产量
D.将稀硫酸改为98%的浓硫酸能加快Fe与H2SO4反应产生H2的速率
3.(2024•潍坊一模)在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,得到如下结果:
实验序号
锌的质量/g
锌的形状
温度/℃
锌完全溶解于酸的时间/s
1
2
薄片
15
200
2
2
粉末
15
t2
3
2
粉末
35
t3
下列说法①、②、③中错误的是( )
①t2>t3
②t2<200
③实验2和实验3比较,单位时间内消耗的锌的质量:m2>m3
A.①② B.①③ C.只有② D.只有③
4.(2023•市中区一模)冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,如能加快KMnO4与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大,两者结合能力越强。
结合常数
碱金属离子
冠醚
Na+(直径:204pm)
K+(直径:276pm)
冠醚A(空腔直径:260~320pm)
199
1183
冠醚B(空腔直径:170~220pm)
371
312
下列说法不正确的是( )
A.推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B.实验中c(Na+):①>②>③
C.冠醚通过与K+结合将携带进入有机相,从而加快反应速率
D.为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适
5.(2024•滕州市一模)T℃时,在恒容密闭容器中通入一定量的HCl和O2,发生反应:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g),测得HCl和O2的浓度变化如表:
时间/s
0
2
4
6
﹣c/(mol⋅L﹣1)
O2
1.00
0.25
0.10
0.10
HCl
4.60
1.6
1.00
1.00
下列说法中一定正确的是( )
A.若升高温度,则反应达到平衡的时间将缩短
B.0~2s内,用O2表示的平均速率为0.125mol⋅L﹣1⋅s﹣1
C.若使用催化剂,则2s时的c(O2)将大于0.25mol⋅L﹣1
D.4s时,反应恰好达到该条件下的最大限度,且气体压强不再变化
6.(2024•崂山区一模)实验室利用锌粒和1mol/L的盐酸制取氢气,下列措施不能加快制取氢气速率的是( )
A.加入NaNO3固体
B.将锌粒改为锌粉
C.将1mol/L的盐酸改为1mol/L硫酸
D.加入几滴硫酸铜溶液
7.(2024•潍坊一模)下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率
B.升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大,且对正反应速率影响更大
C.增大压强一定可以增大反应速率
D.其它条件不变时,充入反应物,一定可以加快反应速率
8.(2024•市中区一模)在不同条件下,用O2氧化氧化amol/LFe2+溶液过程中所测的实验数据如图所示,下列分析或推测不合理的是( )
A.0~8h内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol•(L•h)﹣1
C.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
9.(2024•历城区一模)下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是( )
A.在一定条件下,可逆反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0达到平衡后保持容器温度和容积不变,再通入一定量NO2,则再次达到平衡时NO2的百分含量减小
B.在一定温度下,容积一定的密闭容器中的反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g),当混合气体的压强不变时,则表明该反应已达平衡
C.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子百分数,从而使反应速率增大
D.已知反应:CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时CO2(g)的浓度将升高
10.(2024•莱西市一模)研究反应2X(g)⇌Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z的起始浓度均为0,反应物X的浓度(mol•L﹣1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。能得出升高温度,化学反应速率加快结论的实验是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
11.(2024•芝罘区一模)温度不变的条件下,在恒容的密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g),若NO2的浓度由0.4mol•L﹣1降到0.1mol•L﹣1需要15s,那么NO2的浓度由0.1mol•L﹣1降到0.04mol•L﹣1反应所需时间为( )
A.等于2s B.等于3s C.大于3s D.小于3s
12.(2024•历下区一模)向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2开始反应时,按反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲:在500℃时,10molSO2和5molO2反应
乙:在500℃时,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应
丙:在450℃时,8molSO2和5molO2反应
丁:在500℃时,8molSO2和5molO2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
13.(2024•枣庄一模)固体NH4Br置于密闭容器中,某温度下发生反应:NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),2min后测知H2的浓度为0.5mol•L﹣1,HBr的浓度为4mol•L﹣1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列速率正确的是( )
A.0.5mol•L﹣1•min﹣1 B.2.5mol•L﹣1•min﹣1
C.2mol•L﹣1•min﹣1 D.1.25mol•L﹣1•min﹣1
二.解答题(共2小题)
14.(2024•莱西市一模)研究化学反应的快慢和限度具有十分重要的意义,回答下列问题:
(1)在固定体积的容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).该反应为放热反应.下列一定能加快该反应速率的措施是 .
A.降温
B.充入氮气
C.充入O2
D.加入催化剂V2O5
(2)常温下,实验室用100mL6.0mol•L﹣1硫酸跟足量锌粉反应制取氢气.
①为降低反应进行的速率,又不影响生成氢气的量,可向反应物中加入 .(填序号)
A.CH3COONa固体
B.KNO3固体
C.K2SO4溶液
D.KHSO4溶液
②向溶液中滴加少量硫酸铜溶液,反应速率加快,原因是 .
(3)某温度下,在2L的恒容密闭容器中,A、B、C(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.
①该反应的化学方程式为 .
②能说明此时反应已达到了平衡状态的是 (填标号).
a.A、B、C三种物质的浓度保持不变;
b.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率;
c.混合气体的密度不变;
d.总压强不变;
e.混合气体的平均相对分子质量不变;
f.2v正(A)=v逆(B);
15.(2024•济宁一模)一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和H2的混合气体)是一碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应:
I:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)
IⅡ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
Ⅲ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
(1)当反应I达到平衡后,下列措施可提高正反应速率的是 。
A.加入焦炭
B.通入CO
C.升高温度
D.分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应Ⅱ,则下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.容器内气体的压强不变
B.容器内气体的总质量不变
C.容器内气体的平均相对分子质量不变
D.单位时间内,每有2molO﹣H键断裂,同时有1molH﹣H键断裂
(3)在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应Ⅲ。
①图1表示该反应进行过程中能量的变化,则该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示:3min时的正反应速率 (填“>”,“=”或“<”)逆反应速率,从反应开始到第10min,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(4)在体积为VL并带有滑动活塞的恒温密闭容器中加入2molX和2molY,发生如下反应(X、Y状态未知):2X+Y⇌aZ(g)。10分钟后达到平衡,此时X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,且容器的体积不变,则a= ;X的状态为 (填“气态”或“非气态”)。
参考答案与试题解析
一.选择题(共13小题)
1.(2024•河东区一模)下列有关反应速率和限度的说法正确的是( )
A.反应达到平衡时,正、逆反应速率相等且均为零
B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸能增大反应速率
C.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,加入少许CuSO4固体,对反应速率无影响
D.对于合成氨反应,恒温恒压条件下充入Ne,反应速率减小,反应到达平衡的时间变长
【答案】D
【分析】A.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等但不等于0;
B.常温下,浓硫酸和Fe发生钝化现象;
C.原电池能加快化学反应速率;
D.对于合成氨反应,恒温恒压条件下充入Ne,容器体积增大,反应物和生成物的浓度减小。
【解答】解:A.反应达到平衡状态时,为动态平衡状态,正逆反应速率相等但不等于0,故A错误;
B.常温下,浓硫酸和Fe发生钝化现象且浓硫酸和Fe反应生成SO2而不是氢气,故B错误;
C.Fe置换出Cu,Fe、Cu和稀硫酸构成原电池,加快化学反应速率,故C错误;
D.对于合成氨反应,恒温恒压条件下充入Ne,容器体积增大,反应物和生成物的浓度减小,化学反应速率减小,反应到达平衡的时间变长,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确外界条件对化学反应速率影响原理是解本题关键,B易含量钝化现象而导致错误判断。
2.(2024•莱西市一模)下列有关化学反应速率和化学反应限度的叙述正确的是( )
A.Cl2与水反应时,增加水的质量,能明显增大反应速率
B.使用NaClO漂白时,加入适量稀盐酸可增大反应速率
C.KClO3分解制取O2时,添加少量MnO2可以提高O2产量
D.将稀硫酸改为98%的浓硫酸能加快Fe与H2SO4反应产生H2的速率
【答案】B
【分析】增大浓度、升高温度、使用催化剂、增大接触面积等均可加快反应速率,可逆反应具有不彻底性,反应物不能完全转化为产物,以此解答该题。
【解答】解:A.水的浓度在一定条件下是一个不变值,增加水的质量,水的浓度不变,反应速率不变,故A错误;
B.使用NaClO漂白时加入适量的盐酸,增大氢离子浓度,则增大生成HClO的速率,故B正确;
C.在KClO3固体分解制取O2中,MnO2能够作催化剂,催化剂能够加快反应速率,但不能使平衡移动,故C错误;
D.常温下浓硫酸和Fe发生钝化现象且浓硫酸和Fe反应生成二氧化硫而不是氢气,所以不能将稀硫酸换为98%的浓硫酸,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查影响化学反应速率的因素,题目难度不大,本题注意外界条件下对反应速率的影响原因,学习中注重相关知识的积累。
3.(2024•潍坊一模)在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,得到如下结果:
实验序号
锌的质量/g
锌的形状
温度/℃
锌完全溶解于酸的时间/s
1
2
薄片
15
200
2
2
粉末
15
t2
3
2
粉末
35
t3
下列说法①、②、③中错误的是( )
①t2>t3
②t2<200
③实验2和实验3比较,单位时间内消耗的锌的质量:m2>m3
A.①② B.①③ C.只有② D.只有③
【答案】D
【分析】①实验2、3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快;
②实验1、2中反应温度相同,锌的形状不同,固体的表面积越大,反应速率越快;
③实验2和3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快。
【解答】解:①实验2、3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快,则3中反应速率快于2,锌完全溶解于酸的时间少于2,故①正确;
②实验1、2中反应温度相同,锌的形状不同,固体的表面积越大,反应速率越快,粉末锌的表面积薄片锌,与酸反应速率快于薄片锌,则锌完全溶解于酸的时间少于薄片锌,故②正确;
③实验2和3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快,则3中反应速率快于2,单位时间内消耗的锌的质量大于实验2,故③错误;
故选:D。
【点评】本题考查反应速率,侧重考查学生影响速率因素的掌握情况,试题比较简单。
4.(2023•市中区一模)冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,如能加快KMnO4与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大,两者结合能力越强。
结合常数
碱金属离子
冠醚
Na+(直径:204pm)
K+(直径:276pm)
冠醚A(空腔直径:260~320pm)
199
1183
冠醚B(空腔直径:170~220pm)
371
312
下列说法不正确的是( )
A.推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B.实验中c(Na+):①>②>③
C.冠醚通过与K+结合将携带进入有机相,从而加快反应速率
D.为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适
【答案】B
【分析】A.结合表格数据分析;
B.结合冠醚与钠离子和钾离子的结合常数分析;
C.冠醚结合钾离子可将高锰酸根离子带入有机相;
D.结合冠醚与钠离子和钾离子的结合常数分析。
【解答】解:A.由表格数据可知,钠离子、钾离子等碱金属离子直径和冠醚空腔直径影响结合常数的大小,故A正确;
B.由表格数据可知,冠醚A与钠离子结合常数小于与钾离子的结合常数,故冠醚A更易结合钾离子,故c(Na+):①>③>②,故B错误;
C.冠醚通过与K+结合将携带进入有机相,加快KMnO4与环己烯的反应速率,故C正确;
D.由表格数据可知,冠醚A与钾离子的结合常数更大,冠醚A与钾离子的结合能力更强,故为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学反应速率,题目难度中等,能依据图象和信息准确分析影响反应速率的因素是解题的关键。
5.(2024•滕州市一模)T℃时,在恒容密闭容器中通入一定量的HCl和O2,发生反应:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g),测得HCl和O2的浓度变化如表:
时间/s
0
2
4
6
﹣c/(mol⋅L﹣1)
O2
1.00
0.25
0.10
0.10
HCl
4.60
1.6
1.00
1.00
下列说法中一定正确的是( )
A.若升高温度,则反应达到平衡的时间将缩短
B.0~2s内,用O2表示的平均速率为0.125mol⋅L﹣1⋅s﹣1
C.若使用催化剂,则2s时的c(O2)将大于0.25mol⋅L﹣1
D.4s时,反应恰好达到该条件下的最大限度,且气体压强不再变化
【答案】A
【分析】A.升高温度,化学反应速率加快;
B.0~2s内,用O2表示的平均速率=;
C.加入催化剂,加快化学反应速率,相同时间内消耗的n(O2)增大;
D.根据表中数据知,反应达到平衡状态是可能在4s或4s前。
【解答】解:A.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,则反应达到平衡时间将缩短,故A正确;
B.0~2s内,用O2表示的平均速率===0.375mol⋅L﹣1⋅s﹣1,故B错误;
C.加入催化剂,加快化学反应速率,相同时间内消耗的n(O2)增大,所以2s时的c(O2)将小于0.25mol⋅L﹣1,故C错误;
D.根据表中数据知,反应达到平衡状态是可能在4s或4s前,所以4s时,反应不一定达到最大限度,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率影响因素,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确外界条件对化学平衡影响、化学反应速率影响原理是解本题关键,题目难度不大。
6.(2024•崂山区一模)实验室利用锌粒和1mol/L的盐酸制取氢气,下列措施不能加快制取氢气速率的是( )
A.加入NaNO3固体
B.将锌粒改为锌粉
C.将1mol/L的盐酸改为1mol/L硫酸
D.加入几滴硫酸铜溶液
【答案】A
【分析】A.加入NaNO3固体,酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性;
B.用锌粉代替锌粒,接触面积增大;
C.改用1 mol/L硫酸溶液,氢离子浓度增大;
D.加入几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,构原电池。
【解答】解:A.加入NaNO3固体,形成硝酸,和锌反应生成一氧化氮,不能得到氢气,故A正确;
B.用锌粉代替锌粒,接触面积增大,反应速率增大,故B错误;
C.改用1 mol/L硫酸溶液,氢离子浓度增大,反应速率增大,故C错误;
D.加入几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,构原电池,反应速率增大,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查反应速率,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。
7.(2024•潍坊一模)下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率
B.升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大,且对正反应速率影响更大
C.增大压强一定可以增大反应速率
D.其它条件不变时,充入反应物,一定可以加快反应速率
【答案】A
【分析】A.催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,活化分子百分数增大;
B.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,平衡逆向移动;
C.增大压强,原反应物或生成物浓度不一定变化;
D.其它条件不变时,充入反应物,浓度不一定改变。
【解答】解:A.催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能,活化分子百分数增大,反应速率加快,故A正确;
B.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快,平衡逆向移动,逆反应速率比正反应速率大,即对逆反应速率的影响更大,故B错误;
C.增大压强,原反应物或生成物浓度不一定变化,如恒容时,充入和反应无关的气体,总压强增大,但原来各物质的浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.其它条件不变时,充入反应物,浓度不一定改变,如向反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)中加入C,反应速率不变,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,侧重于学生的分析能力的考查,题目难度不大。
8.(2024•市中区一模)在不同条件下,用O2氧化氧化amol/LFe2+溶液过程中所测的实验数据如图所示,下列分析或推测不合理的是( )
A.0~8h内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol•(L•h)﹣1
C.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
【答案】C
【分析】A.0~8h内,随时间延长,Fe2+和O2的接触越充分,Fe2+的氧化率越大;
B.50℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率等于 0.15a mol/(L•h);
C.由②和③可知,②的Fe2+氧化速率快;
D.氧气将亚铁离子氧化为铁离子。
【解答】解:A.由图片数据可知,0~8h内,反应时间相对越长,Fe2+和O2的接触越充分,Fe2+的氧化率越大,故A正确;
B.50℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率等于 0.15a mol/(L•h),在60℃、pH=2.5时,温度升高,速率增大,所以60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a mol/(L•h),故B正确;
C.由②和③可知,②的Fe2+氧化速率快,但②的pH 小、酸性强,所以条件相同时,pH越小,Fe2+氧化速率越快,故C错误;
D.氧气将亚铁离子氧化为铁离子,氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了影响反应速率的因素,把握图中的信息以及影响反应速率的因素是解题的关键,侧重于考查学生的分析能力和应用能力,注意对照方法的运用,题目难度中等。
9.(2024•历城区一模)下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是( )
A.在一定条件下,可逆反应2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0达到平衡后保持容器温度和容积不变,再通入一定量NO2,则再次达到平衡时NO2的百分含量减小
B.在一定温度下,容积一定的密闭容器中的反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g),当混合气体的压强不变时,则表明该反应已达平衡
C.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加单位体积内活化分子百分数,从而使反应速率增大
D.已知反应:CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),在密闭的反应炉内达到平衡后,若其他条件均不改变,将反应炉体积缩小一半,则达到新平衡时CO2(g)的浓度将升高
【答案】A
【分析】A.恒温恒容通入一定量NO2,等效为增大压强,平衡向正反应方向移动;
B.该反应前后气体总的物质的量没有发生变化,一定温度、容积下,压强始终保持不变;
C.增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子数目;
D.该反应的平衡常数表示式为K=,温度不变平衡常数不变。
【解答】解:A.恒温恒容通入一定量NO2,等效为增大压强,平衡向正反应方向移动,新平衡时NO2的百分含量与原平衡相比减小,故A正确;
B.该反应前后气体总的物质的量没有发生变化,一定温度、容积下,压强始终保持不变,不能作为反应是否达到平衡状态的判断依据,故B错误;
C.增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大单位体积内活化分子数目,但活化分子的百分数不变,故C错误;
D.该反应的平衡常数表示式为K=,温度不变平衡常数不变,达到新平衡时CO2(g)的浓度不变,故D错误;
故选A。
【点评】本题考查化学平衡,为高频考点,把握反应进行的方向、浓度和压强对平衡移动的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的易错点,题目难度不大。
10.(2024•莱西市一模)研究反应2X(g)⇌Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z的起始浓度均为0,反应物X的浓度(mol•L﹣1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。能得出升高温度,化学反应速率加快结论的实验是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】C
【分析】研究速率对反应的影响,应保持其它变量一致,且温度升高速率加快,达到平衡所需时间变短。
【解答】解:由图可知,曲线②④起始充入量一致,温度不同,温度高时反应达到平衡状态所需的时间短,能得出升高温度,化学反应速率加快结论,
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学反应速率的影响是解题的关键。
11.(2024•芝罘区一模)温度不变的条件下,在恒容的密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g),若NO2的浓度由0.4mol•L﹣1降到0.1mol•L﹣1需要15s,那么NO2的浓度由0.1mol•L﹣1降到0.04mol•L﹣1反应所需时间为( )
A.等于2s B.等于3s C.大于3s D.小于3s
【答案】C
【分析】随着反应物浓度的减小,化学反应速率减慢,反应所需时间增多,依此解答。
【解答】解:NO2的浓度由0.4mol•L﹣1降到0.1mol•L﹣1即NO2的浓度变化为0.4mol/L﹣0.1mol/L=0.3mol•L﹣1,耗时15s,则反应速率v==0.02mol/(L•s),若反应速率不变,那么NO2的浓度由0.1mol•L﹣1降到0.04mol•L﹣1反应所需时间为t==3s,但随着浓度的减小,反应速率逐渐减小,故所需时间大于3s,
故选:C。
【点评】本题考查浓度对化学反应速率的影响,难度不大,明确随着反应物浓度的减小,化学反应速率减慢,反应所需时间增多是解题的关键。
12.(2024•历下区一模)向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2开始反应时,按反应速率由大到小顺序排列正确的是( )
甲:在500℃时,10molSO2和5molO2反应
乙:在500℃时,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应
丙:在450℃时,8molSO2和5molO2反应
丁:在500℃时,8molSO2和5molO2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
【答案】C
【分析】根据外界条件对反应速率的影响,用控制变量法判断反应速率相对大小,然后排序,注意催化剂对反应速率的影响更大.
【解答】解:甲与乙相比,SO2浓度相等,甲中氧气的浓度大、乙中使用催化剂,其它条件相同,由于二氧化硫的浓度一定,氧气浓度的影响不如催化剂影响大,故使用催化剂反应速率更快,所以反应速率:乙>甲;甲与丁相比,甲中SO2、O2的物质的量比丁中大,即SO2、O2的浓度比丁中大,其它条件相同,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率:甲>丁;丙与丁相比,其它条件相同,丁中温度高,温度越高,反应速率越快,所以反应速率:丁>丙;所以由大到小的顺序排列乙、甲、丁、丙,
故选:C。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素,难度较小,会用控制变量法探究外界因素对反应速率影响.
13.(2024•枣庄一模)固体NH4Br置于密闭容器中,某温度下发生反应:NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),2min后测知H2的浓度为0.5mol•L﹣1,HBr的浓度为4mol•L﹣1,若上述反应速率用v(NH3)表示,则下列速率正确的是( )
A.0.5mol•L﹣1•min﹣1 B.2.5mol•L﹣1•min﹣1
C.2mol•L﹣1•min﹣1 D.1.25mol•L﹣1•min﹣1
【答案】B
【分析】根据可逆反应:NH4Br(s)⇌NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)⇌Br2(g)+H2(g),溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等,根据2min后的氢气浓度和溴化氢浓度可以计算出溴化铵分解生成的溴化氢浓度,就可以知道生成的氨气的浓度,最后根据v=计算出氨气的反应速率.
【解答】解:根据反应可知,溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等,溴化铵分解生成的溴化氢的浓度为:c(HBr)+2c(H2)=4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L,所以2min后溴化铵分解生成的氨气的浓度为:c(NH3)=c总(HBr)=5mol/L,
氨气的平均反应速率为:=2.5 mol/(L•min),
故选:B。
【点评】本题考查了化学反应速率的计算,题目难度中等,解题关键是分析、理解题中可逆反应中氨气与溴化氢的浓度关系,根据2min后氢气和溴化氢的浓度计算出氨气的浓度,试题充分考查了学生的分析、理解信息能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力.
二.解答题(共2小题)
14.(2024•莱西市一模)研究化学反应的快慢和限度具有十分重要的意义,回答下列问题:
(1)在固定体积的容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).该反应为放热反应.下列一定能加快该反应速率的措施是 CD .
A.降温
B.充入氮气
C.充入O2
D.加入催化剂V2O5
(2)常温下,实验室用100mL6.0mol•L﹣1硫酸跟足量锌粉反应制取氢气.
①为降低反应进行的速率,又不影响生成氢气的量,可向反应物中加入 AC .(填序号)
A.CH3COONa固体
B.KNO3固体
C.K2SO4溶液
D.KHSO4溶液
②向溶液中滴加少量硫酸铜溶液,反应速率加快,原因是 锌与硫酸铜溶液置换出铜,锌、铜、硫酸形成原电池 .
(3)某温度下,在2L的恒容密闭容器中,A、B、C(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.
①该反应的化学方程式为 2A+B⇌2C .
②能说明此时反应已达到了平衡状态的是 ade (填标号).
a.A、B、C三种物质的浓度保持不变;
b.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率;
c.混合气体的密度不变;
d.总压强不变;
e.混合气体的平均相对分子质量不变;
f.2v正(A)=v逆(B);
【答案】(1)CD;
(2)①AC;
②锌与硫酸铜溶液置换出铜,锌、铜、硫酸形成原电池;
(3)①2A+B⇌2C;
②ade。
【分析】(1)A.降低温度,速率减小;
B.因为容器固定体积,充入氮气后压强增大,但是反应物和生成物的浓度都不变;
C.充入O2,反应物O2的浓度增大;
D.催化剂加快反应速率;
(2)①A.加入CH3COONa固体,和硫酸反应生成的醋酸为弱酸,溶液中H+浓度减小,故会减缓反应进行的速率,但生成的醋酸会电离出H+,最终不影响生成的氢气总量;
B.加入KNO3固体,在酸性条件下有强氧化性,与锌反应不生成H2;
C.加入K2SO4溶液,硫酸的浓度减小,反应速率减小;
D.加入KHSO4溶液,H+增多;
②向溶液中滴加少量的硫酸铜溶液,锌与硫酸铜反应置换出铜;
(3)①依据图象判断反应物和生成物,结合物质的变化量判断方程式系数;
②化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度和百分含量保持不变。
【解答】解:(1)A.降低温度,正逆反应的速率都减小,故A错误;
B.因为容器固定体积,充入氮气后压强增大,但是反应物和生成物的浓度都不变,正逆反应速率不变,故B错误;
C.充入O2,反应物O2的浓度增大,正反应速率增大,故C正确;
D.使用催化剂V2O5,正逆反应的速率都增大,故D正确;
故答案为:CD;
(2)①A.加入CH3COONa固体,和硫酸反应生成的醋酸为弱酸,溶液中H+浓度减小,故会减缓反应进行的速率,但是酸所提供的H+的物质的量不变,所以不影响生成H2的总量,故A正确;
B.加入KNO3固体,在酸性条件下有强氧化性,与锌反应不生成H2,所以生成H2的总量减小,故B错误;
C.加入K2SO4溶液,硫酸的浓度减小,反应速率减小,但是H2的总量不受影响,故C正确;
D.加入KHSO4溶液,H+增多,生成氢气的总量增多,故D错误;
故答案为:AC;
②向溶液中滴加少量的硫酸铜溶液,锌与硫酸铜反应置换出铜,铜、锌和稀硫酸三者形成原电池反应加快,
故答案为:锌与硫酸铜溶液置换出铜,锌、铜、硫酸形成原电池;
(3)①由图可知,A、B为反应物,C为生成物,达到平衡时,A的变化量为(5﹣3)mol=2mol,B的变化量为(2﹣1)mol=1mol,C的生成量为(4﹣2)mol=2mol,A、B、C的系数比为2mol:1mol:2mol=2:1:2,该反应的化学方程式为2A+B⇌2C,
故答案为:2A+B⇌2C;
②a.A、B、C三种物质的浓度保持不变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故a正确;
b.气体A的消耗速率等于气体C的生成速率,均为正反应速率,无法判断反应是否达到平衡状态,故b错误;
c.反应前后气体总质量不变,容器容积不变,则混合气体的密度始终不变,无法判断反应是否达到平衡状态,故c错误;
d.总压强不变,则容器内混合气的总物质的量不变,反应达到平衡状态,故d正确;
e.混合气体的平均相对分子质量不变,则容器内混合气的总物质的量不变,反应达到平衡状态,故e正确;
f.2v正(A)=v逆(B),可知同种物质的正逆反应速率不相等,不是平衡状态,故f错误;
故答案为:ade。
【点评】本题考查反应速率和化学平衡,侧重考查学生速率计算和平衡状态判断的掌握情况,试题难度中等。
15.(2024•济宁一模)一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和H2的混合气体)是一碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应:
I:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)
IⅡ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
Ⅲ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
(1)当反应I达到平衡后,下列措施可提高正反应速率的是 BC 。
A.加入焦炭
B.通入CO
C.升高温度
D.分离出氢气
(2)若在恒温恒容容器中仅发生反应Ⅱ,则下列能说明反应达到平衡状态的是 D (填标号)。
A.容器内气体的压强不变
B.容器内气体的总质量不变
C.容器内气体的平均相对分子质量不变
D.单位时间内,每有2molO﹣H键断裂,同时有1molH﹣H键断裂
(3)在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应Ⅲ。
①图1表示该反应进行过程中能量的变化,则该反应是 放热 (填“吸热”或“放热”)反应。
②反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示:3min时的正反应速率 > (填“>”,“=”或“<”)逆反应速率,从反应开始到第10min,氢气的平均反应速率v(H2)= 0.225mol•L﹣1•min﹣1 。
(4)在体积为VL并带有滑动活塞的恒温密闭容器中加入2molX和2molY,发生如下反应(X、Y状态未知):2X+Y⇌aZ(g)。10分钟后达到平衡,此时X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,且容器的体积不变,则a= 1 ;X的状态为 非气态 (填“气态”或“非气态”)。
【答案】(1)BC;
(2)D;
(3)①放热;
②>;0.225mol•L﹣1•min﹣1;
(4)1;非气态。
【分析】(1)提高反应速率可以采取增加反应物浓度,升高温度,增大压强等;
(2)可逆反应达到平衡的标志,抓住化学平衡的两个重要特征,一是正、逆反应速率相等,二是“变量不变”即为平衡;
(3)①由图1可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应;
②由图2可知,3min时还未达到平衡状态,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,氢气表示的速率,用公式v=计算,注意H2浓度变化量是CO2或CH3OH(g)的浓度变化量的3倍;
(4)设参加反应的Y的物质的量为n,列出三段式,由X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,解得a=1,再根据气体体积不变,判断X、Y的状态。
【解答】解:(1)A.加入焦炭,焦炭是固体,改变它的用量化学反应速率不变,故A错误;
B.通入CO,增加反应物浓度,正反应速率加快,故B正确;
C.升高温度,正逆反应速率均增大,故C正确;
D.分离出氢气,正反应速率不变,逆反应速率减小,故D错误;
故答案为:BC;
(2)化学平衡的两个重要特征,一是正、逆反应速率相等,二是“变量不变”即为平衡,
A.反应Ⅱ前后气体的化学计量数之和相等,容器内气体的压强始终不变,则不能判定平衡,故A错误;
B.容器内气体的总质量始终不变,则不能判定平衡,故B错误;
C.容器内气体的平均相对分子质量M=,气体质量不变,物质的量也不变,则不能判定平衡状态,故C错误;
D.单位时间内,对于正反应每有2molO﹣H键断裂,则有1molH﹣H键形成,又同时有1molH﹣H键断裂,则正、逆反应速率相等,是化学平衡状态,故D正确;
故答案为:D;
(3)①由图1可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,
故答案为:放热;
②由图2可知,3min时还未达到平衡状态,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,v(H2)====0.225mol•L﹣1•min﹣1,
故答案为:>;0.225mol•L﹣1•min﹣1;
(4)设参加反应的Y的物质的量为n,列出三段式
2X+Y⇌aZ(g)
开始(mol) 2 2 0
变化(mol) 2n n an
平衡(mol)2﹣2n 2﹣n an 由X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,即(2﹣2n):(2﹣n):an=1:3:2,解得n=0.8mol,a=1,容器的体积不变,Z为气体,则X为非气体,Y为气体,
故答案为:1;非气态。
【点评】本题考查化学反应速率与化学平衡,涉及影响化学反应速率的因素,化学平衡的判定,影响化学平衡的因素,化学平衡中三段式计算等,题目难度中等。
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