内容正文:
假期作业15 化学反应的快慢与限度
1.化学反应快慢
2.化学反应限度
◆[知识点1] 化学反应速率
1.在N2+3H2 2NH3 的反应中,经过一段
时间后,NH3 的浓度增加了0.6molL-1,
在此 时 间 内 用 NH3 表 示 的 反 应 速 率 为
0.30molL-1s-1,则此一段时间是 ( )
A.1s B.2s
C.0.44s D.1.33s
2.在一密闭容器中充入一定量的N2 和O2,在
电火花作用下发生反应 N2+O2 2NO,
经测 定 前3s用 N2 表 示 的 反 应 速 率 为
0.1mol/(Ls),则6s末NO的浓度为( )
A.1.2mol/L B.大于1.2mol/L
C.小于1.2mol/L D.不能确定
◆[知识点2] 化学反应速率的影响因素
3.10mL浓度为1molL-1的盐酸与过量的锌
粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应
速率但又不影响氢气生成量的是 ( )
A.K2SO4 B.H2SO4
C.CuSO4 D.Na2CO3
4.在不同条件下进行过氧化氢分解实验,有关
数据如下.四组实验中,收集相同体积(折
算成标准状况下)的氧气,所需时间最短的
一组是 ( )
实验条件
组别
A B C D
过氧化氢溶液的体积/mL 10 10 10 10
过氧化氢溶液的质量分数 6% 6% 3% 6%
温度/℃ 20 40 40 40
MnO2质量/g 0.05 0.05 0.05 0
5.臭氧是理想的烟气
脱硝试剂,可逆反应
2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g)
在体积固定的密闭
容器中进行,反应过程中测得O2(g)的浓度
随时间t的变化曲线如图所示,下列叙述错
误的是 ( )
A.a~c段反应速率加快的原因可能是反应
放热
B.若向容器内充入一定体积的 NO2,化学
反应速率加快
C.向反应体系中通入氢气,反应速率降低
D.2~8min内的化学反应速率v(NO2)=
0.4molL-1min-1
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6.CaCO3 与稀盐酸反应(放
热反应)生成CO2 的物质
的量与反应时间的关系
如图所示,下列结论不正
确的是 ( )
A.反应开始2min内平均反应速率最大
B.反应速率先增大后减小
C.反应在第2min到第4min内温度对反
应速率的影响比浓度大
D.反应在第2min到第4min内生成CO2
的平均反应速率为前2min的2倍
◆[知识点3] 化学反应限度
7.苯磺酸为一元强酸,其
制备机理如图所示(TS
表示过渡态).下列说
法正确是 ( )
A.升高温度有利于增
大苯的平衡转化率
B.其 决 速 步 骤 反 应 为
+H2SO4→
H+
SO-3
+H2O
C.两步反应活化能的差值为总反应的焓变
D.反应过程中存在一个碳原子连接两个氢
原子的中间状态
8.在一个容积不变的
2L密 闭 容 器 中 加
入2molSO2、1mol
O2 和合适的催化剂,
发生反应2SO2(g)+
O2(g) 2SO3(g)(放热反应).同时研究
温度对SO2 的平衡转化率和该催化剂催化
效率的影响如图所示.
已知:SO2 的平衡转化率=
初始时SO2 的物质的量-平衡时SO2 的物质的量
初始时SO2 的物质的量
×100%.下列说法正确的是 ( )
A.450℃时,若3min达到平衡,则v(SO2)
=0.3molL-1min-1
B.升温,该反应的正反应速率增大,逆反应
速率减小
C.合成SO3 的最佳条件是不加催化剂,温
度为250℃
D.可以通过延长反应时间,增大SO2 的平
衡转化率
9.(备选双选)相同温度和压强下,在容积为2L的
密闭容器中发生反应:2HI H2+I2(g),达
到平衡状态的标志是 ( )
A.c(H2)保持不变
B.c(H2)=c(I2)
C.v正(HI)=2v逆(I2)
D.拆开2molH-I共价键,同时生成1mol
H-H共价键
10.(备选双选)向绝热恒容密
闭容器中通入A和B,在
一定条件下发生反应A(g)
+B(g)C(g)+D(g),
正反应速率随时间变化
的示意图如图,下列结论正确的是 ( )
A.气体A的浓度:a点小于b点
B.当Δt1=Δt2 时,气体C的生成量:ab段
小于bc段
C.c点时:v(正)=v(逆)
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡
状态
11.(1)2023年10月15日8时54分,长征二
号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升
空,将云海一号04星送入预定轨道,此次
任务是长征二号丁运载火箭2023年度的
第10次发射,实现了十战十捷.
①全箭主动力采用四氧化二氮(N2O4)和
偏二甲肼(C2H8N2)推进剂:
已知:N2(g)+2O2(g)N2O4(l) ΔH1=
xkJmol-1
C2H8N2(l)+4O2(g)N2(g)+2CO2(g)
+4H2O(g) ΔH2=ykJmol-1
则C2H8N2(l)+2N2O4(l)3N2(g)+
2CO2(g)+4H2O(g)的ΔH= .
②火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质.
下列反应可制得该材料:4Al+3TiO2+3C
2Al2O3+3TiC,已知反应物和生成物
均为固体,该反应过程中每转移1mol电
64
子放出的热量为98kJ,写出该反应的热化
学方程式 .
(2)反应 H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)
+2H+(aq)的平衡常数为 (保留小
数点后一位).[已知 Ksp(CuS)=6.0×
10-36,H2S的 Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0
×10-3]
12.某实验小组为探究酸性条件下碘化钾与过
氧化氢反应的化学反应速率,进行了以下
实验探究.
(1)实验一:向硫酸酸化的过氧化氢溶液中
加 入 碘 化 钾、淀 粉 和 硫 代 硫 酸 钠
(Na2S2O3)的混合溶液,一段时间后溶液
变蓝.该小组查阅资料知体系中存在下列
两个主要反应:
反应ⅰ:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O;
反应ⅱ:I2+2S2O2-3 2I-+S4O2-6 .
为了证实上述反应过程,进行下列实验(所
用试剂浓度均为0.01molL-1)
实验二:向酸化的 H2O2 溶液中加入碘化
钾淀粉溶液,溶液几秒后变为蓝色.再向
已经变蓝的溶液中加入 Na2S2O3 溶液,溶
液立即褪色.
根据此现象可知反应ⅰ速率 反应
ⅱ的速率(填“大于”“小于”或“等于”),解
释实验一中溶液混合一段时间后才变蓝的
原因是
.
(2)为了探究c(H+)对反应速率的影响,
设计两组对比实验,按下表中的试剂用量
将其迅速混合观察现象.(各实验均在室
温条件下进行)
实验
编号
试剂体积/mL
0.1mol/L
H2O2
溶液
1mol/L
H2SO4
溶液
0.01mol/L
Na2S2O3
溶液
0.1mol/L
KI溶液
(含淀粉)
H2O
溶液开
始变蓝
的时
间/s
Ⅰ 40 40 20 40 20 t1
Ⅱ V1 20 20 40 V2 t2
①V1= ,V2= .
②对比实验Ⅰ和实验Ⅱ,t1 t2(填
“>”“<”或“=”).
(3)利用实验Ⅰ的数据,计算反应ⅱ在0~t1s的
化学反应速率v(S2O2-3 )= mol
L-1s-1;反应ⅰ在0~t1s的化学反应速率
v(H2O2)= molL-1s-1.
13.在容积为2L的密闭容器中进行如下反
应:A(g)+2B(g) 3C(g)+nD(g),开
始时A为4mol,B为6mol,5min末时测
得C的物质的量为3mol,D的化学反应速
率v(D)=0.2mol/(Lmin).请回答:
(1)5min末A的物质的量浓度为 .
(2)前5min内用B表示的化学反应速率
v(B)为 .
(3)前5min内A的转化率为 ;(转
化率是指某一反应物的转化百分率)
(4)化学方程式中n的值为 .
(5)此反应在四种不同情况下的反应速率
分别为:①v(A)=5mol/(Lmin)
②v(B)=6mol/(Lmin) ③v(C)=4.5
mol/(Lmin) ④v(D)=8mol/(Lmin)
其中反应速率最快的是 (填编号).
一、为什么抗菌素类的药物宜在饭后服用 抗
菌素类药大部分是胺类化合物,人空腹服
用后药物易被胃中的胃酸分解,降低药效,
同时对胃壁产生较大的刺激作用.而饭后
服用药物,由于胃酸被食物稀释,药物就不会
被胃酸分解,因此抗菌素药物一般在饭后
服用.
二、阿司匹林能促使植物开花 20世纪70年
代以来,阿司匹林这种退烧、止痛的常用药
在农业上竟也大显身手.在即将枯萎的插
花上洒少许阿司匹林溶液,花瓣又会生机
盎然,未开的花苞受此药的作用将迅速开
花.化学分析表明,这种花激素就是水杨
酸,而水杨酸正是阿司匹林的水解产物.
三、锌、铜与癌症关系的机理 锌控制着生物
膜的稳定性,可增强膜抵抗自由基攻击和
脂质过氧化物损伤的功能;另外,锌对提高
生物体的免疫功能有一定的作用.铜进入
肝细胞后与蛋白质、氨基酸或一些化学致
癌物质形成致癌作用较强的金属大分子配
合物;过量的铜离子作用于DNA,导致恶
性细胞的分裂和生长.
74
13.解析:Ⅰ.(1)在反应 Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+
中,Cu失去电子,在负极上发生氧化反应:Cu-
2e-Cu2+ ;正极上,Ag+ 得到电子生成银单质,
所以该电池的负极材料为 Cu,发生氧化反应,电
解质溶液需要 提 供 Ag+ ,故 可 用 AgNO3 溶 液.
(2)正极上发生反应:Ag+ +e- Ag,可看到碳
棒上出现银白色物质.(3)根据正极反应:Ag+ +
e-Ag,转 移1mol电 子,生 成 1 molAg,即
108gAg.
Ⅱ.(1)甲中镁比铝活泼,更容易和硫酸反应,所以
镁作负极,失去电子,铝作正极,溶液中的 H+ 得
到电 子,正 极 反 应 式 为:2H+ +2e- H2 ↑.
(2)乙中铝能和 NaOH 溶液自发地发生氧化还原反
应,所以铝作负极,总反应离子方程式 为:2Al+
2OH- +6H2O2[Al(OH)4]- +3H2↑.(3)
镁的原子半径比铝大,且镁的核电荷数比铝小,所
以镁比铝容易失去电子,所以镁比铝活泼,这是不
争的事实,金属活动性顺序表依然是正确且有实
用价值的.在乙中之所以铝作负极,是因为铝能
和 NaOH 溶液自发地发生氧化还原反应而镁不
能,所以利用原电池反应判断金属活动性顺序时
应注意选择合适的介质,同时该实验说明化学研
究对象复杂、反应受条件影响较大,因此具体问题
应具体分析,故 AD正确.
答案:Ⅰ.(1)Cu 氧化 AgNO3 溶液 (2)碳棒
上出现银白色物质 (3)108
Ⅱ.(1)2H+ +2e- H2 ↑ (2)Al 2Al+
2OH- +6H2O 2[Al(OH)4]- +3H2 ↑
(3)AD
假期作业15
1.B [根据公式v(NH3)=
Δc
Δt
,可得:Δt= Δcv(NH3)
=
0.6molL-1
0.30molL-1s-1
=2s.]
2.C [随反应进行 N2 浓度降低,反应速率降低,故3
~6s内N2 的速率小于0.1mol/(Ls),即6s内 N2
的反应速率小于0.1mol/(Ls),由反应速率之比等
于化学计量数之比知,v(NO)小于2×0.1mol/(Ls)
=0.2mol/(Ls),故6s末 NO 的浓度小于6s×
0.2mol/(Ls)=1.2mol/L.]
3.A [A.相当于加水,c(H+ )减小,反应速率减小;
B.c(H+ )增大,反应速率增大;C.构成 Zn-Cu-
盐酸原电池,反应速率增大;D.CO2-3 消耗 H+ ,使
产生 H2 的量减少.]
4.B [加入 MnO2 作催化剂时,温度越高,过氧化氢
溶液的质量分数越大,反应速率越大,制取相同体
积的 O2 所需的时间越短,故正确答案为B.]
5.C [A.随着反应的进行,a~c段反应速率反而加
快的原因可能是该反应放热,温度升高,反应速率
加快,故 A 正确;B.若向容器内充入一定体积的
NO2,增大了 NO2 的浓度,化学反应速率加快,故B
正确;C.恒容条件下,向反应体系中通入不反应的
氢气,反应速率不变,故C错误;D.2~8min内,氧
气的浓度变化量为1.6molL-1-0.4molL-1
=1.2molL-1,则v(O2)=
1.2mol/L
6min =0.2mol
L-1min-1,根据化学反应速率之比等于其化
学计量 数 之 比 可 得,v(NO2)=0.4 molL-1
min-1,故 D正确.]
6.A [由图像可知,2~4min时间内,生成的二氧化
碳的物质的量比反应开始2min内大,故2~4min
内平均反应速率比反应开始2min内快,A 错误;
由图像可知,0~2min内,生成二氧化碳0.1mol,2
~4min内,生成二氧化碳0.2mol,4~6min内,
生成二氧化碳0.05mol,则反应速 率 先 增 大 后 减
小,B正确;随反应进行,氢离子浓度降低,氢离子
浓度减小使反应速率降低,由图像可知,2~4min
反应速率最快,说明2~4min温度对反应速率起
主要作用,C正确;2~4min内,生成0.2molCO2,
0~2min内,生成0.1molCO2,相同时间内 CO2
的生成速率与其生成的物质的量成正比,D正确.]
7.B [A.根据图中信息,该反应为放热反应,升高温
度平衡逆向移动,不利于增大苯的平衡转化率,A
错误;B.化学反应决定于活化能,活化能越大反应
速率越 小,反 应 速 率 决 定 反 应 快 慢,由 图 可 知
+H2SO4 →
H+
SO-3
+H2O 的 活 化 能
大,所 以 反 应 速 率 及 决 定 于
+ H2SO4 →
89
H+
SO-3
+H2O,B正确;C.焓变与两步反应活
化能的差值无关,只与反应的始态和终态有关,C
错误;D.反应过程中不存在一个碳原子连接两个
氢原子的中间状态,D错误.]
8.A [A.450℃时,SO2 的平衡转化率为90%,此时
参加反应的 SO2 为2mol×90%=1.8mol,若3
min达到平衡,则v(SO2)=
1.8mol
2L
3min =0.3mol
L-1min-1,A 正确;B.升温,反应物有效碰撞的
次数增多,该反应的正反应速率增大,逆反应速率
也增大,B不正确;C.加入催化剂可加快反应速率,
缩短反应到达平衡的时间,所以合成SO3 的最佳条
件是加入催化剂,温度为450℃,C不正确;D.对于
可逆反应,一旦达到平衡,再延长反应时间,反应物
的转化率就不会发生改变,所以通过延长反应时
间,不能增大SO2 的平衡转化率,D不正确.]
9.AC [在一定条件下的可逆反应中,如果正、逆反
应速率相等,各组分的百分含量保持不变,则达到
化学平衡状态.A.c(H2)保持不变,符合要求;B.
c(H2)=c(I2),不一定是保持不变,不符合要求;C
项正确,符合要求;D.拆开2molH-I共价键是正
反应,同时生成1molH-H 共价键,也是正反应,
不符合要求.]
10.BD [从图中可以看出,随着反应的进行,起初正
反应速率不断增大,则表明反应为放热反应.A.
随着反应的进行,气体 A 的浓度不断减小,所以
气体 A 的浓度:a点大于 b点,A 不正确;B.在a
~c段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体
C的生成量不断增多,所以当 Δt1=Δt2 时,气体 C
的生成量:ab段小于 bc段,B正确;C.c点时,正
反应速率还在改变,说明没有达到平衡状态,所以
c点时:v(正)与v(逆)不相等,C不正确;D.体系
压强不再变化,表明体系的温度不变、气体的浓度
不变,从而说明反应达到平衡状态,D正确.]
11.解析:(1)①根据盖斯定律:②-①×2得到肼和
N2O4 反应的热化学方程:2N2H4(l)+N2O4(l)
3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-(2x-y)kJ/mol;
②4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+
3TiC(s),Al由0价上升至+3价,碳由0价下降
至-4价,每转移1mol电子放出的热量为98kJ,
则说明转移12mol电子放热1176kJ,则反应的
热化学方程式为:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)
2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176kJmol-1.
(2)反应 H2S(aq)+Cu2+ (aq)CuS(s)+2H+
(aq)的 平 衡 常 数 K = c
2(H+ )
c(Cu2+ )c(H2S)
=
c2(H+ )
c(Cu2+ )c(H2S)
× c
(HS- )c(S2- )
c(HS- )c(S2- )
=
Ka1Ka2
Ksp(CuS)
=1×10
-7×1×10-13
6×10-36
=1.7×1015,故
答案为:1.7×1015.
答案:(1)(y-2x)kJmol-1 4Al(s)+3TiO2(s)+
3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1176
kJmol-1
(2)1.7×1015
12.解析:(1)向酸化的 H2O2 溶液中加入碘化钾淀粉
溶液,溶液几秒后变为蓝色,说明反应生成碘单
质;再向已经变蓝的溶液中加入 Na2S2O3 溶液,溶
液立即褪色,说明 Na2S2O3 和碘单质反应,导致溶
液褪色;实验中褪色速率大于变蓝色速率,可知反
应ⅰ的速率小于反应ⅱ的速率;
实验一中同时加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠,生
成的碘单质会立即和硫代硫酸钠反应,当硫代硫
酸钠被消耗完,再生成的I2 才 能 使 淀 粉 溶 液 变
蓝,故溶液混合一段时间后才变蓝;
(2)探究c(H+ )对反应速率的影响,则实验变量为
氢离子浓度,其他因素要相同,故加入过氧化氢要
相同,V1=40;溶液的总体积要相同,V2=40;反
应中氢离子为反应物,反应物浓度增加,反应速率
加快,故对比实验Ⅰ和实验Ⅱ,t1<t2;
(3)实验Ⅰ中混合后溶液总体积为160mL,H2O2、
Na2S2O3 的物质的量分别为0.01molL-1×40×
10-3L=0.4×10-3 mol、0.01molL-1×20×
10-3 L=0.2×10-3 mol,可 知 H2O2 过 量、
Na2S2O3 不足,当溶 液 开 始 变 蓝 时,Na2S2O3 反
应完全,消耗时 间 为t1s,故反应ⅱ在0~t1s的
99
化学 反 应 速 率 v(S2O2-3 )=
0.2×10-3 mol
160×10-3L
t1s
=
1.25×10-3
t1
molL-1s-1;根 据 反 应 ⅰ、ⅱ 可
知:H2O2~I2~2S2O2-3 ,则反应ⅰ在0~t1s的化
学 反 应 速 率 v (H2O2 )=
1
2v
(S2O2-3 )=
6.25×10-4
t1
molL-1s-1.
答案:(1)小于 硫代硫酸钠被消耗完,再生成的
I2 才能使淀粉溶液变蓝
(2)①40 40 ② <
(3)1.25×10
-3
t1
6.25×10
-4
t1
13.解析:D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L
min),则生 成 D 的 物 质 的 量 浓 度 为c(D)=0.2
mol/(Lmin)×5min=1mol/L.从而建立以
下三段式:
A(g) +2B(g) 3C(g)+nD(g)
起始量(mol/L) 2 3 0 0
变化量(mol/L) 0.5 1 1.5 1
平衡量(mol/L) 1.5 2 1.5 1
(1)由上面分析可知,5min末 A的物质的量浓度
为1.5mol/L.(2)前5min内用B表示的化学反
应速率v(B)=1mol
/L
5min =0.2 mol
/(Lmin).
(3)前5min内 A 的转化率为0.5mol
/L
2mol/L ×100%
=25%.(4)由浓度的变化量之比等于化学计量
数之比,可得出n
3=
1mol/L
1.5mol/L
,n=2.(5)为便于
比较,将各物质表示的速率都转化为 A 物质表示
的速率,则为:①v(A)=5mol/(Lmin);②v(B)
=6mol/(Lmin),v(A)=3mol/(Lmin);
③v(C)= 4.5 mol/(L min),v (A)=
1.5mol/(Lmin);
④v(D)=8mol/(Lmin),v(A)=4mol/(Lmin);
以上速率中,5mol/(Lmin)最大,故反应速率最
快的是①.
答案:(1)1.5mol/L (2)0.2mol/(Lmin)
(3)25% (4)2 (5)①
假期作业16
1.D [A.甲烷分子中碳、氢原子间形成共价键,错
误;B.甲烷分子的空间结构是正四面体,错误;C.
甲 烷 的 分 子 式 是 CH4,结 构 式 为 C
H
H
H H ,
错误;D.甲烷分子中4个碳氢键完全相同,正确.]
2.C [A.碳纤维的主要成分是碳单质,不属于有机
物,A 错误;B.二氧化硅是无机化合物,不属于有机
物,B错误;C.聚全氟异丙醚油属于合成高分子有
机化合物,C正确;D.砷化镓是无机化合物,不属于
有机物,D错误.]
3.B [A.等质量的甲烷、乙烯、苯完全燃烧耗氧量取
决于 H 元素的含量,H 元素含量越高,耗氧量越
多,根据 CxHy 中y/x 值判断,该值越大耗氧量越
多:甲烷 CH4,乙烯 C2H4 最简式为 CH2,苯 C6H6
的最简式为 CH,甲烷中 H 元素质量分数最大,所
以甲烷CH4 耗氧量最大,A 错误;B.乙醇的结构简
式为CH3CH2OH,不存在对称结构,故乙醇分子中
含有3种不同类型的氢原子,B正确;C.构成塑料
的高分子链若发生交联形成网状结构,则塑料的柔
韧性会变差,C错误;D.硅橡胶是混合物,不属于化
合物,D错误.]
4.B [正己烷分子式为 C6H14,A 项错误;正己烷的
结构简式为 CH3CH2CH2CH2CH2CH3,分子中存
在三种位置不同的氢原子,故其一氯代物有3种,B
项正确;烷烃不能与溴水发生反应,C项错误;主链
上有4个碳原子时,正己烷的同分异构体有2种:
CCH3
CH3
CH2 CH3
CH3
、
CH3 CH
CH3
CH
CH3
CH3 ,D项错误.]
5.A [烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增
呈规律性变化,沸点逐渐升高;碳原子数相同的烃,
支链越多,熔沸点越低.②、④中碳原子都是5个,
②无支链,所以沸点:②>④>③;①③中碳原子数
为4,③的支链比①多,比②④中碳原子数都少,所
以沸点:②>④>①>③;故沸点按由高到低的顺
序排列是:②④①③.]
001