专题03 化学反应速率与限度(天津专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期中真题分类汇编
2025-03-31
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内容正文:
专题03 化学反应速率与限度(解析版)
内容概览
考向1 化学反应速率
考向2 化学反应限度
考向1 化学反应速率
1.(23-24高一下·天津·期中)在密闭容器中,进行反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),保持其他条件不变,只改变下列条件,该反应速率会增大的是
A.增大N2的浓度 B.恒容下充入少量He C.降低温度 D.减小压强
2.(23-24高一下·天津河西·期中)日常生活中的下列做法,与调控反应速率无关的是
A.食品抽真空包装 B.在铁制品表面刷油漆
C.向门窗合页里注油 D.用冰箱冷藏食物
3.(23-24高一下·天津滨海·期末)化学反应速率的影响因素很多,下列因素中对的化学反应速率影响最显著的是
A.温度 B.压强 C.合适的催化剂 D.浓度
4.(23-24高一下·天津蓟州·期中)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是
A.对该反应体系加热 B.向稀硫酸中通入气体
C.不用稀硫酸,改用的浓硫酸 D.不用铁片,改用铁粉
5.(22-23高一下·天津一中·期中)已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1 B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1 D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1
6.(23-24高一下·天津滨海·期中)在一定温度下,某容器内的某一反应中,X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,下列表述正确的是
A.反应的化学方程式为
B.平衡时的转化率为
C.若,时间段,的平均反应速率为
D.时,反应的正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态
7.(23-24高一下·天津·期中)在一定条件下,将和两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,生成,并测得C的浓度为。下列判断错误的是
A. B.2min内A的反应速率为
C.B的转化率为40% D.若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态
8.(23-24高一下·天津·期中)反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
9.(23-24高一下·天津·期中)不同条件下,用氧化一定浓度的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.的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由②和③可知,pH越大,氧化速率不一定越快
C.由①和③可知,温度越高,氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为:
10.(22-23高一下·天津河北·期中)回答下列问题:
(1)向某体积固定的密闭容器中加入0.3A、0.1C和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①若t1=15,则t0-t1内反应速率v(C) = ,A的转化率为 ;
②写出反应的化学方程式:
③B的起始的物质的量是 mol;平衡时体系内的压强为初始状态的 倍。
(2)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
①哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大 ,原因是 。
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变) 。
③如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液D.CuSO4溶液E.Na2CO3溶液,
你认为可行的是 。
考向2 化学反应限度
11.(22-23高一下·天津·期中)工业制硫酸中涉及反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若该反应在密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.使用催化剂,SO2能100%转化为SO3
B.达到平衡状态时,体系中各物质的浓度不再改变
C.达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率且等于零
D.当SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2时,一定达到平衡状态
12.(20-21高一下·天津南开·阶段练习)工业制硫酸的重要反应之一是,该反应正反应放热。反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,不可能100%地转化为
C.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
13.(23-24高一下·天津和平·期中)反应已经达到平衡状态时,下列关系成立的是
A. B.
C. D.
14.(23-24高一下·天津南开·期中)下列关于化学反应限度的说法正确的是
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等且为零
C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度相等
D.化学反应的限度可以通过改变条件而改变
15.(22-23高一下·新华中学·期中)已知反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g),在一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于一定体积密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.SO2和SO3浓度相等
B.混合气体颜色保持不变
C.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
D.容器中混合气体的密度保持不变
16.(22-23高一下·天津河西·期中)一定温度下密闭容器发生反应达平衡后,下列说法不正确的是
A.催化剂可增大反应速率,提高生产效率
B.平衡时、、的浓度不变
C.提高反应温度,可实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
17.(23-24高一下·天津武清·期中)某温度下,在2L的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生下列反应:,与的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.5min后,该反应达到最大限度,反应停止
B.2min时,
C.容器中混合气体的密度不再发生改变时,该反应达到平衡
D.达到平衡时,物质的量的浓度为0.4mol/L
18.(16-17高一上·天津和平·期中)一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中,某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若,则内的平均化学反应速率为
D.温度、体积不变,时刻充入使压强增大,正、逆反应速率都增大
19.(22-23高一下·天津河西·期中)为探究影响化学反应速率的因素与化学反应限度的存在,某中学实验小组进行以下两组实验。
组号
反应温度/℃
参加反应的物质
①
10
2
0.1
2
0.1
2
②
10
2
0.1
2
0.1
4
③
30
2
0.1
2
0.1
4
④
30
2
0.2
2
0.2
4
(Ⅰ)探究影响化学反应速率的因素,结合表中信息,回答问题:
(1)探究温度对反应速率的影响,应选择的实验组号是 ;实验组①②对比的实验目的是 。
(2)实验过程中,需要观察和记录 ,比较化学反应速率的快慢。
(3)上述四组实验中,反应速率最慢的是 。
(Ⅱ)验证铁离子与碘离子反应存在限度,结合相关实验,回答问题:
药品选择:溶液、溶液、淀粉溶液、试剂N
实验步骤:①溶液中滴入5~6滴溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
②向甲中滴加2滴淀粉,充分振荡;
③向乙中滴加试剂N。回答下列问题:
(4)步骤②甲试管中出现 现象,证明反应有的生成。
(5)若实验①中的反应存在限度,可用试剂N的溶液检验,则试剂N是 ;乙试管中的现象是 。
(6)写出实验步骤①的化学方程式 。
1.(23-24高一下·天津南仓中学·期中)在一定条件下的恒温恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,反应:2A(g)+B(g)3 C(g)+D(s)不能表明已达平衡状态的是
A.B的体积分数 B.气体平均相对分子质量
C.气体的总压强 D.混合气体的密度
2.(23-24高一下·天津第二十五中学·期中)反应2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.5mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>①>③ B.③>④>②>① C.③>②>④>① D.④>③>②>①
3.(23-24高一下·天津第二十五中学·期中)可使反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反应速率增大的措施是
①压缩容器体积 ②恒容通入H2O(g) ③增加碳的用量 ④适当提高温度 ⑤恒容下充入N2
A.①③⑤ B.③⑤ C.①③ D.①②④
21.(19-20高一下·天津·阶段练习)一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.的质量保持不变 B.和的物质的量之比为
C.正反应和逆反应的速率相等 D.的含量保持不变
4.(23-24高一下·天津·期中)下列有关化学反应速率的说法,正确的是
A.密闭容器中的反应:X(g) + Y(g) 2Z(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
B.100mL 2mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的硫酸钠溶液,生成氢气的速率不变
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,又加入一定量的铁块,反应速率加快
5.(23-24高一下·天津·期中)一定温度下,1mol X和n mol Y在容积为2L的密闭容器中发生反应:,5min后达到平衡状态,此时生成2a mol Z,下列说法正确的是
A.当混合气体的质量不再发生变化时,不说明反应达到平衡状态
B.0~5min时间段内,用M表示的平均反应速率是0.1a
C.0~5min时间段内,用X表示的平均反应速率是0.1a
D.当混合气体的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
6.(23-24高一下·天津·期中)某温度下,在2L的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应:,与的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.0-5min内,用表示该反应的平均反应速率
B.2min时,v(正)=v(逆)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
D.的转化率:x点>y点
7.(23-24高一下·天津一中·期中)为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A.曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则时间内甲的平均反应速率为
D.两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
8.(23-24高一上·耀华中学·期中)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:,经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,,以C表示的平均速率,下列说法正确的是
A.反应速率 B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为1.5mol D.2min时,A的转化率为60%
9.(22-23高一下·天津河西·期中)对可逆反应,下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,
B.单位时间内生成的同时,消耗,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.当NH3和O2的化学反应速率之比为4:5时,则反应达到平衡状态
9.(23-24高一下·天津·期中)完成和化学反应速率有关的问题。
Ⅰ.硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫,反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊,比较浑浊现象出现所需时间的长短,可以判断该反应进行的快慢。
(1)中硫元素的化合价为 价。
(2)写出反应的离子方程式 。
(3)5mL 0.1和0.2溶液分别和5mL 0.1混合,前者出现浑浊的时间为秒,后者出现浑浊的时间为秒,则 (填“>”或“<”)。
Ⅱ.已知:(,乙二酸,俗称草酸)。
(4)取两支试管,各加入4mL 0.01mol/L酸性溶液,分别置于盛有25℃和50℃水的烧杯中2分钟,然后分别加入2mL 0.1mol/L溶液,可通过记录 (填实验现象)所需的时间来确认反应的快慢。
Ⅲ.为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,选用不同质量的和不同浓度的过氧化氢溶液进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下。
(5)写出过氧化氢分解的化学方程式 。
(6)相同浓度的过氧化氢分解速率随着二氧化锰用量的增加而 。
(7)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入 g的二氧化锰为较佳选择。
(8)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,其反应速率越快”的结论,你认为是否正确? (填“是”或“否”)。
10.(22-23高一下·天津静海·期中)Ⅰ.700℃时,若向2L恒容的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)0~10min 内的 CO2平均反应速率v( CO2)=
(2)图中A点v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 。
A.反应中CO2与N2的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗a mol N2,同时消耗2a mol NO
D.N2的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度不随时间的变化而变化
Ⅱ.氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液,电池总反应为2H2+O2=2H2O。回答下列问题:
(4)该电池的负极反应式为 。
(5)电池工作一段时间后电解质溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
11.(23-24高一下·天津·期末)I.某实验小组用溶液和溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。
已知:
实验序号
温度/℃
溶液体积/mL
溶液体积/mL
体积/mL
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
20
5
5
10
Ⅱ
20
5
10
a
Ⅲ
60
5
5
10
实验结果。
(1)研究浓度对该反应速率的影响的实验是 (填实验序号), 。
(2)对比实验Ⅰ、Ⅲ中的数据,可得出的结论是 。
Ⅱ.在体积为1L的恒温密闭中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示。
(3)从3min到9min,反应速率为 。
(4)平衡时的转化率为 。
(5)平衡混合气体中的体积分数为 。
(6)第3分钟时 第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。
(7)能充分说明该反应达到化学平衡状态的是
A.若用进行反应,一段时间后在反应物和生成物中均存在
B.转化率不再改变
C.单位时间内,断开键的同时断开键
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不变
12.(23-24高一下·天津实验中学·期中)化学兴趣小组同学用0.20 、0.1 、0.2%淀粉溶液、0.50mol/L KI等试剂探究影响化学反应速率的因素。
已知:
(慢)
(快)
(1)向KI、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,当溶液中的 (填化学式)耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,与物质的量需满足的关系为 (填“>”、“<”或“=”)2∶1.出现蓝色之前,在反应中起到的作用是 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计如下实验方案:
实验序号
溶液体积/mL
溶液
KI溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
4.0
2.0
③
8.0
2.0
①表中的 ,理由是 。
②若实验①中观察到溶液变蓝的时间为10s,则用的浓度变化表示的平均反应速率 mol/(L·s)。
(3)已知某条件下,随反应时间(t)的变化曲线如图,若保持其它条件不变,分别画出降低反应温度和加入催化剂时随反应时间(t)的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
13.(23-24高一下·天津河东·期中)在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应,如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(1)前10minSO3的平均反应速率为 ;平衡时,SO2的转化率为 。
(2)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
①容器中压强不再改变
②容器中气体密度不再改变
③SO3的质量不再改变
④O2的物质的量浓度不再改变
⑤SO2的消耗速率和SO3的生成速率相等
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是 (填字母)。
A.向容器中通入氦气 B.升高温度 C.扩大容器的容积 D.向容器中通入O2 E.使用催化剂
(4)25min时,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(5)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
①电极a是 。(填“正极”或“负极”)
②电解质溶液中OH-离子向 移动(填“电极a”或“电极b”)。
③电极b的电极反应式为 。
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专题03 化学反应速率与限度(解析版)
内容概览
考向1 化学反应速率
考向2 化学反应限度
考向1 化学反应速率
1.(23-24高一下·天津·期中)在密闭容器中,进行反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),保持其他条件不变,只改变下列条件,该反应速率会增大的是
A.增大N2的浓度 B.恒容下充入少量He C.降低温度 D.减小压强
【答案】A
【详解】A.增大反应物N2的浓度可增大活化分子数目,有效碰撞次数增多,反应速率加快,故A符合题意;
B.恒容下充入少量He则参与反应的各气体浓度不变,反应速率不变,故B不符合题意;
C.降低温度反应速率减慢,故C不符合题意;
D.减小压强,各物质的浓度减小,反应速率变慢,故D不符合题意;
答案选A。
2.(23-24高一下·天津河西·期中)日常生活中的下列做法,与调控反应速率无关的是
A.食品抽真空包装 B.在铁制品表面刷油漆
C.向门窗合页里注油 D.用冰箱冷藏食物
【答案】C
【详解】A.食品抽真空包装是防止食品被氧化腐坏,降低食品内的化学反应速率,A不符合题意;
B.在铁制品表面刷油漆可以隔绝氧气,降低反应速率,B不符合题意;
C.向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,C符合题意;
D.用冰箱冷藏食物是通过降低温度减小反应速率,D不符合题意;
故选C。
3.(23-24高一下·天津滨海·期末)化学反应速率的影响因素很多,下列因素中对的化学反应速率影响最显著的是
A.温度 B.压强 C.合适的催化剂 D.浓度
【答案】C
【详解】选择合适的催化剂,可以成千上万倍地增大反应速率,使反应速率改变最明显,浓度、压强和温度对反应速率的影响都不及合适的催化剂,所以C项为合理答案,故选C。
4.(23-24高一下·天津蓟州·期中)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率增大的是
A.对该反应体系加热 B.向稀硫酸中通入气体
C.不用稀硫酸,改用的浓硫酸 D.不用铁片,改用铁粉
【答案】C
【详解】A.对该反应体系加热,升高温度,反应速率加快,A不选;
B.向稀硫酸中通入气体,增大氢离子浓度,反应速率加快,B不选;
C.不用稀硫酸,改用的浓硫酸,常温下铁在浓硫酸中钝化,不能产生氢气,C选;
D.不用铁片,改用铁粉,增大反应物接触面积,反应速率加快,D不选;
答案选C。
5.(22-23高一下·天津一中·期中)已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下化学反应速率如下,请判断出速率最快的是
A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1 B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1 D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1
【答案】A
【分析】采用转化法,转到同一种物质来表示反应速率,借助速率之比等于化学计量数之比,注意单位换算,据此解答。
【详解】A.v(N2)=0.4mol•L-1•min-1,反应速率最快,故A符合题意;
B.v(NO2)=0.01mol•L-1•s-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)= 0.3mol•L-1•min-1,故B不符合题意;
C.v(CO)=1.5mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)=0.375mol•L-1•min-1,故C不符合题意;
D.v(CO2)=1.1mol•L-1•min-1,速率之比等于化学计量数之比,得v(N2)= mol•L-1•min-1,故D不符合题意;
答案选A。
6.(23-24高一下·天津滨海·期中)在一定温度下,某容器内的某一反应中,X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,下列表述正确的是
A.反应的化学方程式为
B.平衡时的转化率为
C.若,时间段,的平均反应速率为
D.时,反应的正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态
【答案】B
【分析】t1时X的物质的量增大了3mol-2mol=1mol,Y的物质的量减小了:8mol-6mol=2mol,X为生成物,Y为反应物,Y、X的计量数之比为2mol:1mol=2:1,所以该反应的化学方程式为:2Y(g)⇌X(g),据此分析回答。
【详解】A.根据分析可知,反应为可逆反应,化学方程式为2Y(g)⇌X(g),A错误;
B.平衡时Y转化了6mol,转化率为,B正确;
C.没有告诉容器的体积,不能用浓度变化量来计算化学反应速率,C错误;
D.t2之后,Y继续减小,X继续增大,没有达到平衡状态,则反应的正、逆反应速率不相等,D错误;
故选B。
7.(23-24高一下·天津·期中)在一定条件下,将和两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:。2min末该反应达到平衡,生成,并测得C的浓度为。下列判断错误的是
A. B.2min内A的反应速率为
C.B的转化率为40% D.若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态
【答案】D
【详解】A.平衡时生成的C的物质的量为0.2mol•L-1×2L=0.4mol,物质的量之比等于化学计量数之比,故0.4mol:0.8mol=x:2,解得x=1,故A正确;
B.2min内生成0.8mol D,故2 min内D的反应速率v(D)==0.2 mol•(L•min)-1,速率之比等于化学计量数之比,故v(A)=v(D)=×0.2 mol•(L•min)-1=0.3 mol•(L•min)-1,故B正确;
C.2min末该反应达到平衡,生成0.8mol D,由方程式3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)可知,参加反应的B的物质的量为:0.8mol×=0.4mol,故B的转化率为0.4mol1mol×100%=40%,故C正确;
D.容器的容积不变,混合气体的质量不变,密度为定值,始终不变,故混合气体的密度不变,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
答案选D。
8.(23-24高一下·天津·期中)反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,则转化为同种物质的速率比较快慢,且速率单位统一,以此来解答。
【详解】A.A是固体,不能用来表示反应速率;
B.;
C.;
D.;
显然D中数值最大,反应速率最快,故选D。
9.(23-24高一下·天津·期中)不同条件下,用氧化一定浓度的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.的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由②和③可知,pH越大,氧化速率不一定越快
C.由①和③可知,温度越高,氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为:
【答案】D
【详解】A.由图像可知,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大,故A正确;
B.由②和③可知,当温度相同pH不同时,pH越大,Fe2+的氧化速率越小,故B正确;
C.由①和③可知,当pH相同、温度不同时,温度越高,Fe2+的氧化速率越大,故C正确;
D.在酸性条件下,Fe2+和氧气、氢离子反应生成 Fe3+和 H2O,反应的离子方程式为,故D错误;
故选D。
10.(22-23高一下·天津河北·期中)回答下列问题:
(1)向某体积固定的密闭容器中加入0.3A、0.1C和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①若t1=15,则t0-t1内反应速率v(C) = ,A的转化率为 ;
②写出反应的化学方程式:
③B的起始的物质的量是 mol;平衡时体系内的压强为初始状态的 倍。
(2)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
①哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大 ,原因是 。
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变) 。
③如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液D.CuSO4溶液E.Na2CO3溶液,
你认为可行的是 。
【答案】(1) 0.004mol/(L·s) 60% 3A2C+B 0.04 1
(2) 2~3 min 该反应是放热反应,此时温度高 0.1 mol/(L·min) AB
【详解】(1)①由图知,t0-t1内C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L,若t1=15s,则t0-t1内反应速率v(C)=;A的转化率为:,②A的浓度减少,为反应物,A的浓度变化为0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L,C的浓度增加,为生成物,C的浓度变化为0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L,所以A、C的化学计量数之比为3:2,由于在反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变,则反应前后化学计量数之和相等,所以B为生成物,化学计量数为1,故化学方程式为:3A2C+B,③由该反应的化学方程式为:3A2C+B,所以反应前后的总物质的量不变,故B的起始物质的量为:(0.11+0.06+0.05)mol/L-(0.3+0.1)mol=0.04mol,由阿伏加德罗定量可知,在同温同体积条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,由于反应前后气体的体积不变,气体的物质的量不变,故压强保持不变;
(2)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min时间段中,产生气体的体积分别是:50 mL、 70mL 、112mL、68mL、20 mL,由此知反应速率最大的时间段为2-3min;反应速率刚开始增大后来又逐渐减小与反应物的浓度无关,只能是与反应的热效应有关;②在2~3分钟时间段内,n(H2)=,则消耗盐酸的物质的量n(HCl)=2n(H2),则υ(HCl)=0.1mol/(L·min)。③A、加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小但不减少氢气的量,正确;B、加入NaCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小但不减少氢气的量,正确;C、加入NaNO3溶液,生成NO气体,影响生成氢气的量,错误;D、加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu形成原电池,使反应速率增大,但影响生成氢气的量,错误;E、加入Na2CO3溶液,消耗H+而使H+浓度减小,影响生成氢气的量,错误。故选AB。
考向2 化学反应限度
11.(22-23高一下·天津·期中)工业制硫酸中涉及反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若该反应在密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.使用催化剂,SO2能100%转化为SO3
B.达到平衡状态时,体系中各物质的浓度不再改变
C.达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率且等于零
D.当SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2时,一定达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.该反应为可逆反应,反应物不能100%转化,A错误;
B.体系中各物质的浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,B正确;
C.达到平衡时,正逆反应速率相等,但不等于零,C错误;
D.反应平衡时各物质的浓度比值取决于起始时各物质的量的关系和转化的程度,不能作为判断是否达到平衡的依据,D错误;
故选B。
12.(20-21高一下·天津南开·阶段练习)工业制硫酸的重要反应之一是,该反应正反应放热。反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,不可能100%地转化为
C.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】C
【详解】A.使用催化剂能增大反应速率,提高生产效率,故A正确;
B.是可逆反应,不可能100%地转化为,故B正确;
C.是可逆反应,不可能100%地转化为,故C错误;
D.改变反应条件,化学平衡可以移动,可以提高该反应进行的程度,故D正确;
选C。
13.(23-24高一下·天津和平·期中)反应已经达到平衡状态时,下列关系成立的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,且反应中反应速率比等于反应的系数比;
【详解】A.反应达到平衡状态时,v正(N2):v逆(H2)=1:3,即:3v正(N2)=v逆(H2),A正确;
B.反应达到平衡状态时,v正(N2):v逆(NH3)=1:2,即:2v正(N2)=v逆(NH3),B错误;
C.描述的都是正反应,不能确定反应是否平衡,C错误;
D.反应达到平衡状态时,v正(H2):v逆(NH3)=3:2,即:2v正(H2)=3v逆(NH3),D错误 ;
故选A。
14.(23-24高一下·天津南开·期中)下列关于化学反应限度的说法正确的是
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等且为零
C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度相等
D.化学反应的限度可以通过改变条件而改变
【答案】D
【详解】A.一个可逆反应达到的平衡状态,化学平衡是一个动态平衡,这个反应在该条件下仍然继续进行反应,只不过是正、逆反应速率相等而已,A错误;
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为零,B错误;
C.平衡状态是一种动态平衡,反应物和生成物的浓度不再发生改变但浓度不一定相等,C错误;
D.改变条件,化学平衡被破坏,会在新的条件下达到新的平衡,化学反应的限度可以通过改变条件而改变,D正确;
故选D。
15.(22-23高一下·新华中学·期中)已知反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g),在一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于一定体积密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.SO2和SO3浓度相等
B.混合气体颜色保持不变
C.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
D.容器中混合气体的密度保持不变
【答案】B
【详解】A.二氧化硫和三氧化硫的浓度相等取决于反应物初始投料比和反应进行程度,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.该反应中除了二氧化氮为红棕色,其他气体均是无色气体,混合气体颜色保持不变,说明二氧化氮的浓度保持不变,则反应达到平衡,B正确;
C.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2,两者皆表示逆反应速率,无法证明反应达到平衡,C错误;
D.该反应在恒容密闭容器中进行,无论是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,D错误;
故答案选B。
16.(22-23高一下·天津河西·期中)一定温度下密闭容器发生反应达平衡后,下列说法不正确的是
A.催化剂可增大反应速率,提高生产效率
B.平衡时、、的浓度不变
C.提高反应温度,可实现的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】C
【详解】A.催化剂可增大反应速率,提高单位时间内物质产量,提高生产效率,故A正确;
B.平衡时正逆化学反应速率相等,各物质浓度不变,则、、的浓度不变,故B正确;
C.反应为可逆反应,提高反应温度,可提高反应速率,但是不能实现的完全转化,故C错误;
D.通过调控反应条件,可以促进反应正向移动,提高该反应进行的程度,故D正确;
答案选C。
17.(23-24高一下·天津武清·期中)某温度下,在2L的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生下列反应:,与的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.5min后,该反应达到最大限度,反应停止
B.2min时,
C.容器中混合气体的密度不再发生改变时,该反应达到平衡
D.达到平衡时,物质的量的浓度为0.4mol/L
【答案】D
【详解】A.5min后,与的物质的量不再变化,反应达到平衡,正逆反应速率相等但不为零,反应没有停止,A错误;
B.2min后甲烷量仍继续增加,说明2min时v(正)>v(逆),B错误;
C.体系中物质均为气体,气体总质量不变,总体积也不变,混合气体的密度是定值,当其不变时,不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.5min后,与的物质的量不再变化,反应达到平衡,的转化量为1mol-0.2mol=0.8mol,由方程式可知,生成0.8mol,物质的量的浓度为 =0.4mol/L,D正确;
故选D。
18.(16-17高一上·天津和平·期中)一定温度下,在体积为的恒容密闭容器中,某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若,则内的平均化学反应速率为
D.温度、体积不变,时刻充入使压强增大,正、逆反应速率都增大
【答案】C
【详解】A.由图象可以看出,反应中X物质的量减小,Y、Z的物质的量增多,则X为反应物,Y、Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.8mol:1.2mol:0.4mol=2:3:1,反应最后达到平衡状态,是可逆反应,则该反应的化学方程式为:2X⇌3Y+Z,故A错误;
B.时,正、逆反应继续进行,且正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡,是动态平衡,故B错误;
C.若t=4,则0~t的X的化学反应速率v==,故C正确;
D.温度、体积不变,t时刻充入1 mol He使压强增大,反应物和生成物的浓度不变,正、逆反应速率不变,故D错误;
答案选C。
19.(22-23高一下·天津河西·期中)为探究影响化学反应速率的因素与化学反应限度的存在,某中学实验小组进行以下两组实验。
组号
反应温度/℃
参加反应的物质
①
10
2
0.1
2
0.1
2
②
10
2
0.1
2
0.1
4
③
30
2
0.1
2
0.1
4
④
30
2
0.2
2
0.2
4
(Ⅰ)探究影响化学反应速率的因素,结合表中信息,回答问题:
(1)探究温度对反应速率的影响,应选择的实验组号是 ;实验组①②对比的实验目的是 。
(2)实验过程中,需要观察和记录 ,比较化学反应速率的快慢。
(3)上述四组实验中,反应速率最慢的是 。
(Ⅱ)验证铁离子与碘离子反应存在限度,结合相关实验,回答问题:
药品选择:溶液、溶液、淀粉溶液、试剂N
实验步骤:①溶液中滴入5~6滴溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
②向甲中滴加2滴淀粉,充分振荡;
③向乙中滴加试剂N。回答下列问题:
(4)步骤②甲试管中出现 现象,证明反应有的生成。
(5)若实验①中的反应存在限度,可用试剂N的溶液检验,则试剂N是 ;乙试管中的现象是 。
(6)写出实验步骤①的化学方程式 。
【答案】(1) ②③ 探究反应物浓度对反应速率的影响
(2)溶液出现浑浊所需的时间
(3)②
(4)溶液变蓝
(5) KSCN(硫氰化钾) 溶液变红
(6)
【分析】本题探究影响化学反应速率的因素,遵循控制变量法进行分析;
【详解】(1)根据表中数据,可知②③探究温度对反应速率的影响;对比实验①②数据,溶液体积不同,溶质物质的量不同,即实验①②探究反应物浓度对反应速率的影响;故答案为②③;探究反应物浓度对反应速率的影响;
(2)硫代硫酸钠与硫酸反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,需要观察溶液出现浑浊所需的时间,比较化学反应速率的快慢;故答案为观察溶液出现浑浊所需的时间;
(3)温度低、反应物浓度小,化学反应速率慢,根据表中数据可知,实验②反应速率最慢;故答案为②;
(4)淀粉遇碘变蓝,因此甲试管中出现溶液变蓝,说明反应有I2的生成;故答案为溶液变蓝;
(5)检验Fe3+常用KSCN溶液,溶液变红说明含有Fe3+;证明实验①反应存在限度,需要证明碘单质和Fe3+,因此乙试管中的现象是溶液变红;故答案为KSCN溶液或硫氰化钾溶液;溶液变红;
(6)根据上述分析,实验①发生反应生成碘单质,存在限度,其化学反应方程式为;故答案为。
1.(23-24高一下·天津南仓中学·期中)在一定条件下的恒温恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,反应:2A(g)+B(g)3 C(g)+D(s)不能表明已达平衡状态的是
A.B的体积分数 B.气体平均相对分子质量
C.气体的总压强 D.混合气体的密度
【答案】C
【详解】A.B的体积分数不变,说明各气体的物质的量不变反应达平衡状态,A正确;
B.正反应是条件不变的,但气体的质量变化,气体平均相对分子质量不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,B正确;
C.两边气体计量数相等,气体的总压强一直不变,C错误;
D.密度是混合气体的质量和容器容积的比值,混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,D正确;
故选C。
2.(23-24高一下·天津第二十五中学·期中)反应2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.5mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>①>③ B.③>④>②>① C.③>②>④>① D.④>③>②>①
【答案】C
【详解】根据反应速率之比等于化学计量数之比,把四个选项中物质的反应速率都转化成物质A的反应速率,则
①v (A) = 0.45mol • L-1 • min-1 ②v (A) = 36 mol • L-1 • min-1
③v (A) = 48 mol • L-1 • min-1 ④v (A) = 20 mol • L-1 • min-1
所以反应速率大小为: ③>②>④>①,故本题答案C。
3.(23-24高一下·天津第二十五中学·期中)可使反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反应速率增大的措施是
①压缩容器体积 ②恒容通入H2O(g) ③增加碳的用量 ④适当提高温度 ⑤恒容下充入N2
A.①③⑤ B.③⑤ C.①③ D.①②④
【答案】D
【详解】①压缩容器体积,增大压强,反应速率增大,故①正确;
②恒容通入H2O(g),反应物浓度增大,反应速率增大,故②正确;
③碳为固体,增加碳的量对反应速率无影响,故③错误;
④适当提高温度,反应速率增大,故④正确;
⑤恒容下充入N2,容器中总压强增大,气体分压不变,反应速率不变,故⑤错误;
故选D。
21.(19-20高一下·天津·阶段练习)一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应,下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.的质量保持不变 B.和的物质的量之比为
C.正反应和逆反应的速率相等 D.的含量保持不变
【答案】B
【详解】A.NH3的质量保持不变,密闭容器体积不变,则NH3的浓度不变,达到化学平衡状态,A选项不满足题意;
B.平衡时,N2、H2和NH3的物质的量之比取决于起始量之比与转化程度,不能作为达到平衡的标志,B选项满足题意;
C.正反应的逆反应速率相等,化学反应达到平衡状态,C选项不满足题意;
D.H2的含量保持不变,即浓度不变,能作为达到平衡的标志,D选项不满足题意;
故选B。
4.(23-24高一下·天津·期中)下列有关化学反应速率的说法,正确的是
A.密闭容器中的反应:X(g) + Y(g) 2Z(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
B.100mL 2mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的硫酸钠溶液,生成氢气的速率不变
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,又加入一定量的铁块,反应速率加快
【答案】A
【详解】A.密闭容器中的反应:X(g)+Y(g)2Z(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故A正确;
B.100mL 2mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的硫酸钠溶液,盐酸的浓度减小,则生成氢气的速率减小,故B错误;
C.改用铁片和浓硫酸时发生钝化现象,不再反应生成氢气,故C错误;
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,加入一定量的铁块,固体的浓度视为常数,对反应速率没有影响,故D错误;
故选A。
5.(23-24高一下·天津·期中)一定温度下,1mol X和n mol Y在容积为2L的密闭容器中发生反应:,5min后达到平衡状态,此时生成2a mol Z,下列说法正确的是
A.当混合气体的质量不再发生变化时,不说明反应达到平衡状态
B.0~5min时间段内,用M表示的平均反应速率是0.1a
C.0~5min时间段内,用X表示的平均反应速率是0.1a
D.当混合气体的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.该可逆反应有固体生成,随着反应的进行,混合气体的质量不断减少,当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.M是固体,无法用浓度计算化学反应速率,故B错误;
C.根据变化的量等于化学计量数之比可知,5min后达到平衡,此时生成2amolZ,则反应掉X物质的量为a mol,用X表示此反应的反应速率为,故C正确;
D.该反应是气体分子数不发生变化的反应,压强始终都不发生变化,则压强不能判断反应平衡与否,故D错误;
故选C。
6.(23-24高一下·天津·期中)某温度下,在2L的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应:,与的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.0-5min内,用表示该反应的平均反应速率
B.2min时,v(正)=v(逆)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
D.的转化率:x点>y点
【答案】C
【详解】A.0-5min内,用表示该反应的平均反应速率,故A错误;
B.2min后甲烷量仍继续增加,说明2min时v(正)>v(逆),故B错误;
C.体系中物质均为气体,气体总质量不变,反应前后气体分子数不等,即气体总物质的量为变量,根据可知,混合气体的平均摩尔质量会随着反应的进行发生变化,当其不变时,反应达到平衡状态,故C正确;
D.y点反应的二氧化碳的物质的量更大,故CO2的转化率:x点<y点,故D错误;
故选C。
7.(23-24高一下·天津一中·期中)为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A.曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则时间内甲的平均反应速率为
D.两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
【答案】C
【详解】A.粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,生成二氧化碳的量不变,但接触面积增大、反应速率加快,时间减少,而曲线甲用时小,则曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,A错误;
B.碳酸钙与盐酸反应放热,升高温度加快反应速率,则反应开始时,温度对反应速率的影响起主要作用,导致0-t1内的反应速率逐渐增大,随着反应的进行,浓度降低起主要作用,反应速率才不断降低,B错误;
C.由题意,v=,可知,t2-t3甲的平均反应速率v(CO2)=mL·s-1,C正确;
D.探究反应速率的影响因素时,只控制一个变量,则为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,两次实验所取碳酸钙固体质量一样,与足量的盐酸反应,生成二氧化碳的量相同,D错误;
故选C。
8.(23-24高一上·耀华中学·期中)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:,经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,,以C表示的平均速率,下列说法正确的是
A.反应速率 B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为1.5mol D.2min时,A的转化率为60%
【答案】C
【详解】A.由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,由方程式可知,B的反应速率为=0.125mol/(L·min),故A错误;
B.由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,C的反应速率为0.25 mol/(L·min),由变化量之比等于化学计量数之比可得:0.5mol/L∶0.25mol/(L·min)×2min=x∶2,解得x=2,故B错误;
C.设A、B的起始物质的量均为amol,由题意可知,2min时D的浓度为0.5mol/L,A、B的浓度之比为3:5,由方程式可得:(a-0.5×2×)∶(a-0.5×2×)=3∶5,解得a=3,则A的物质的量为(3-0.5×2×)mol=1.5mol,故C正确;
D.2min时,A的转化率为×100%=50%,故D错误;
故选C。
9.(22-23高一下·天津河西·期中)对可逆反应,下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,
B.单位时间内生成的同时,消耗,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.当NH3和O2的化学反应速率之比为4:5时,则反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】A.根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比和化学平衡的特征为正、逆反应速率相等可知,达到化学平衡时,,A正确;
B.已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等,生成NO和消耗NH3均表示正反应,故当单位时间内生成的同时,消耗,不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则反应物、生成物的浓度均减小,则正反应速率减小,逆反应速率减小,C错误;
D.已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等,当NH3和O2的化学反应速率均为正反应速率,故其比为4:5时,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故答案为:A。
9.(23-24高一下·天津·期中)完成和化学反应速率有关的问题。
Ⅰ.硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫,反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊,比较浑浊现象出现所需时间的长短,可以判断该反应进行的快慢。
(1)中硫元素的化合价为 价。
(2)写出反应的离子方程式 。
(3)5mL 0.1和0.2溶液分别和5mL 0.1混合,前者出现浑浊的时间为秒,后者出现浑浊的时间为秒,则 (填“>”或“<”)。
Ⅱ.已知:(,乙二酸,俗称草酸)。
(4)取两支试管,各加入4mL 0.01mol/L酸性溶液,分别置于盛有25℃和50℃水的烧杯中2分钟,然后分别加入2mL 0.1mol/L溶液,可通过记录 (填实验现象)所需的时间来确认反应的快慢。
Ⅲ.为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,选用不同质量的和不同浓度的过氧化氢溶液进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下。
(5)写出过氧化氢分解的化学方程式 。
(6)相同浓度的过氧化氢分解速率随着二氧化锰用量的增加而 。
(7)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入 g的二氧化锰为较佳选择。
(8)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,其反应速率越快”的结论,你认为是否正确? (填“是”或“否”)。
【答案】(1)+2
(2)
(3)
(4)紫红色褪去时间
(5)
(6)加快
(7)
(8)否
【详解】(1)钠元素化合价为价,氧元素的化合价为价,根据化合价代数和为零的原则,计算出硫元素化合价为,故答案为:。
(2)硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水、二氧化硫和单质硫,故离子方程式为:。
(3)化学反应速率与浓度有关,后者溶液的浓度大,所以反应速率更快,耗时短,故答案为:。
(4)由于酸性溶液是紫红色,与草酸反应,草酸过量,会逐渐褪色,所以可以通过其褪色情况比较反应速率,故答案为:紫红色褪去。
(5)过氧化氢分解产生水和氧气,故答案为:。
(6)由表中数据可知,双氧水的浓度相同,加入的二氧化锰质量越多,反应所需的时间越短,说明反应速率越快,故答案为:加快。
(7)根据表中数据,在双氧水的浓度相同时,加入二氧化锰与加入二氧化锰对化学反应速率影响相差较大,加入二氧化锰与加入二氧化锰对反应速率的影响相差不是很大,所以加入二氧化锰的最佳量为。故答案为:。
(8)从表中数据可知,相同体积的双氧水中的溶质含量是的双氧水中溶质含量的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,可得出结论,此实验条件下双氧水的浓度越大并非分解速率越快,故答案为:否。
10.(22-23高一下·天津静海·期中)Ⅰ.700℃时,若向2L恒容的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)0~10min 内的 CO2平均反应速率v( CO2)=
(2)图中A点v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 。
A.反应中CO2与N2的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗a mol N2,同时消耗2a mol NO
D.N2的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度不随时间的变化而变化
Ⅱ.氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液,电池总反应为2H2+O2=2H2O。回答下列问题:
(4)该电池的负极反应式为 。
(5)电池工作一段时间后电解质溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)0.01 mol·L-1·min-1
(2)>
(3)CDE
(4)H2-2e-+2OH-=2H2O
(5)减小
【详解】(1)氮气是反应物,随着反应进行,浓度减小,0~10min内消耗氮气的物质的量是0.45mol-0.25mol=0.2mol,浓度是0.1mol/L,则;
(2)A点后N2的物质的量继续减小,说明反应正向进行,则;
(3)A.反应中CO2与N2的物质的量之比为1∶1时正逆反应速率不一定相等,反应不一定处于平衡状态;
B.反应前后体积不变,所以混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化不能说明反应处于平衡状态;
C.单位时间内每消耗a mol N2,同时消耗2a mol NO,说明正逆反应速率相等,反应处于平衡状态;
D.N2的质量分数在混合气体中保持不变,说明正逆反应速率相等,反应处于平衡状态;
E.反应前后容器容积不变,但混合气体的质量是变化的,所以混合气体的密度不随时间的变化而变化,说明正逆反应速率相等,反应处于平衡状态;
答案选CDE。
(4)氢气在负极通入,溶液显碱性,该电池的负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。
(5)电池工作一段时间后溶剂水增加,因此减小减弱,所以电解质溶液的减小。
11.(23-24高一下·天津·期末)I.某实验小组用溶液和溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。
已知:
实验序号
温度/℃
溶液体积/mL
溶液体积/mL
体积/mL
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
20
5
5
10
Ⅱ
20
5
10
a
Ⅲ
60
5
5
10
实验结果。
(1)研究浓度对该反应速率的影响的实验是 (填实验序号), 。
(2)对比实验Ⅰ、Ⅲ中的数据,可得出的结论是 。
Ⅱ.在体积为1L的恒温密闭中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示。
(3)从3min到9min,反应速率为 。
(4)平衡时的转化率为 。
(5)平衡混合气体中的体积分数为 。
(6)第3分钟时 第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。
(7)能充分说明该反应达到化学平衡状态的是
A.若用进行反应,一段时间后在反应物和生成物中均存在
B.转化率不再改变
C.单位时间内,断开键的同时断开键
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不变
【答案】(1) Ⅰ、Ⅱ a=5
(2)其他条件相同时,升高温度能加快该反应速率
(3)
(4)75%
(5)30%
(6)>
(7)BE
【详解】(1)研究浓度对该反应速率的影响,则硫酸浓度不同,且保证其他条件相同,即实验Ⅰ、Ⅱ;为控制单一变量,则溶液总体积相同,a=5;
(2)实验Ⅰ、Ⅲ只有反应温度不同,且,可得其他条件相同时,反应温度越高,反应速率越快;
(3)根据反应速率之比=化学计量数之比,可得=3,根据反应速率公式计算,=3=;
(4)平衡时的转化率=;
(5)由化学平衡图像列三段式:
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,体积分数=物质的量分数=;
(6)第9分钟时,反应达到平衡状态,=,第3分钟时,甲醇的浓度大于平衡时的浓度,故第三分钟时大于第九分钟时,故第3分钟时>第9分钟时;
(7)A.反应一旦发生,若用进行反应,一段时间后在反应物和生成物中均存在,不能说明达到平衡状态,A错误;
B.转化率是一个变量,当它不变时,说明氢气的浓度保持不变,即达到平衡状态,B正确;
C.中也有H-O键,则单位时间内,断开键的同时断开键,未达到平衡状态,C错误;
D.未说明正逆反应速率,无法证明反应达到平衡状态,D错误;
E.反应体系均为气体,气体总质量不变,前后气体分子数不相等,气体物质的量是变化量,故气体混合气体的平均相对分子质量随着反应变化,不变时,能说明达到平衡状态,E正确;
故选BE。
12.(23-24高一下·天津实验中学·期中)化学兴趣小组同学用0.20 、0.1 、0.2%淀粉溶液、0.50mol/L KI等试剂探究影响化学反应速率的因素。
已知:
(慢)
(快)
(1)向KI、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,当溶液中的 (填化学式)耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,与物质的量需满足的关系为 (填“>”、“<”或“=”)2∶1.出现蓝色之前,在反应中起到的作用是 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计如下实验方案:
实验序号
溶液体积/mL
溶液
KI溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
4.0
2.0
③
8.0
2.0
①表中的 ,理由是 。
②若实验①中观察到溶液变蓝的时间为10s,则用的浓度变化表示的平均反应速率 mol/(L·s)。
(3)已知某条件下,随反应时间(t)的变化曲线如图,若保持其它条件不变,分别画出降低反应温度和加入催化剂时随反应时间(t)的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
【答案】(1) < 催化剂
(2) 2.0 保证溶液总体积不变,即其他条件不变,只改变反应物浓度,从而达到对照实验的目的 0.002
(3)
【详解】(1)向KI、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,先发生(慢),后发生(快),当耗尽后,碘才能与淀粉作用显示蓝色,根据(快)方程式知,I2与的物质的量的关系为1:2,即1mol碘需2mol,根据方程式知,生成1mol碘需为1mol,即=2:1,为确保能观察到蓝色,碘需有剩余,即<2:1;碘离子参与反应,最终又生成,说明反应中碘离子起催化剂作用。
(2)①对照实验1和2发现,实验2取的0.20 溶液的体积9mL,比实验1少了1mL,说明取的物质的量少,加水1mL,保证了溶液的体积不变,所以在其它条件不变的情况下,探究的是该反应速率与浓度的关系,同样原理对照实验1和3,为保证溶液的体积相同,须加2.0mL水,即V2=2.0,理由是保证溶液总体积不变,即其他条件不变,只改变反应物浓度,从而达到对照实验的目的;
②若实验①中观察到溶液变蓝的时间为10s,则用的浓度变化表示的平均反应速率=0.002mol/(L·s)。
(3)
保持其它条件不变,降低温度,反应速率降低,到达颜色将由无色变成为蓝色的时间变长,而使用催化剂,能加快化学反应速率,所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短,故答案为:。
13.(23-24高一下·天津河东·期中)在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应,如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(1)前10minSO3的平均反应速率为 ;平衡时,SO2的转化率为 。
(2)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
①容器中压强不再改变
②容器中气体密度不再改变
③SO3的质量不再改变
④O2的物质的量浓度不再改变
⑤SO2的消耗速率和SO3的生成速率相等
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是 (填字母)。
A.向容器中通入氦气 B.升高温度 C.扩大容器的容积 D.向容器中通入O2 E.使用催化剂
(4)25min时,正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(5)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示:
①电极a是 。(填“正极”或“负极”)
②电解质溶液中OH-离子向 移动(填“电极a”或“电极b”)。
③电极b的电极反应式为 。
【答案】(1) 0.05mol/(L·min) 70%
(2)①③④
(3)BDE
(4)=
(5) 负极 电极a
【详解】(1)前10minSO3的物质的量增加1.0mol,SO3的平均反应速率为,25min后反应达到平衡,二氧化硫由2.0mol减少至0.6mol,其转化率为:;
(2)①反应前后气体分子数不相等,反应过程中压强不断减小,当达到平衡时容器中压强不再改变,故压强不变可判断平衡状态,①选;
②容器中各物质均为气体,气体的总质量不变,则容器中气体密度为定值,容器中气体密度不再改变不能判断达到平衡,②不选;
③SO3的物质的量不再改变说明反应达到平衡状态,③选;
④各组分浓度不变是平衡的基本特征,因此O2的物质的量浓度不再改变说明反应达到平衡状态,③选;
⑤结合系数关系,SO2的消耗速率和SO3的生成速率相等不能判断反应达到平衡,⑤不选;
故答案为:①③④;
(3)A.向容器中通入氦气,各组分的浓度不变,反应速率不变,故A不选;
B.升高温度可以加快反应速率,故B选;
C.扩大容器的体积,使各物质的浓度减小,反应速率减小,故C不选;
D.向容器中通入O2,增大了反应物的浓度,反应速率加快,故D选;
E.使用正催化剂可以加快反应速率,故E选;
故答案为:BDE;
(4)25min时反应达到平衡,正反应速率等于逆反应速率,填=;
(5)①根据氮的化合价的变化由-3价变为0价判断,电极a是失去电子的一极做负极,电极b做正极;
②根据原电池中离子移动的方向实质是异性相吸,氢氧根离子向负极移动,即向电极a移动;
③电极b是正极,根据通入的氧气及碱性环境判断电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-。
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