内容正文:
课时跟踪检测(十三) 化学反应的快慢
一、选择题
1.反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min B的浓度减小0.6 mol/L。下列对此反应速率的正确表示是 ( )
A.用A表示的反应速率是0.8 mol·L-1·s-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
C.在2 min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
2.在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应:4CO+2NO2N2+4CO2,若该反应的反应速率分别用v(CO)、v(NO2)、v(N2)、v(CO2)表示,则下列关系正确的是 ( )
A.v(N2)=v(CO) B.v(NO2)=v(CO2)
C.v(N2)=v(CO2) D.v(CO)=v(NO2)
3.一定条件下,向1 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和8 mol H2发生反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),5 min后,测得CO2的物质的量为1.2 mol,则0~5 min内用H2表示的化学反应速率是 ( )
A.0.16 mol·L-1·min-1
B.0.24 mol·L-1·min-1
C.0.64 mol·L-1·min-1
D.0.96 mol·L-1·min-1
4.(2025·襄阳市第五中学月考)在反应:C+CO22CO中,可使反应速率加快的措施是 ( )
①压缩体积以增大压强 ②升高温度 ③体积不变,通入CO2 ④增加碳的量 ⑤移出CO
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②③ D.①②③④
5.(2025·长春市清蒲中学期中)对于反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g),在不同条件下的化学反应速率最快的是 ( )
A.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1
B.v(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.4 mol·L-1·s-1
D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
6.(2025·贺州市钟山县钟山中学月考)在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中,不能使反应速率明显加快的是 ( )
A.减少生成物的量 B.增大CO2的浓度
C.增大压强 D.升高温度
7.已知某条件下,合成氨反应(N2+3H22NH3)的数据如下:
N2
H2
NH3
起始浓度/(mol·L-1)
1.0
3.0
0.2
2 s末浓度/(mol·L-1)
0.6
1.8
1.0
4 s末浓度/(mol·L-1)
0.4
1.2
1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法错误的是 ( )
A.2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1
B.前2 s内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L-1·s-1
C.前4 s内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
D.2~4 s内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
8.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,
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。下列叙述正确的是 ( )
A.c点的反应速率比b点快
B.若向容器内充入一定体积的O2,化学反应速率减小
C.0~8 min NO2的平均反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
D.若向容器内充入一定体积的NO,化学反应速率不变
9.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断错误的是( )
A.在0~50 min时,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.R的起始浓度越小,降解速率越小
C.溶液酸性越强,R的降解速率越大
D.20~25 min,pH=10时R的平均降解速率为0.04 mol·L-1·min-1
10. [双选]一定温度下,10 mL 0.8 mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的O2的体积(已折算为标准状况下)如表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A.反应到6 min时,c(H2O2)=0.6 mol·L-1
B.第4 min时的瞬时速率小于第6 min时的瞬时速率
C.反应至6 min时,H2O2分解率为50%
D.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
二、非选择题
11.(10分)将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)。反应进行到10 s末,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,C的物质的量为0.8 mol,回答下列问题:
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为 。
(2)反应前A的物质的量浓度是 。
(3)10 s末,生成物D的浓度为 。
(4)若改变下列条件,生成D的速率将如何变化?(用“加快”“减慢”或“不变”填空)
编号
改变的条件
生成D的速率
①
降低温度
②
增大A的浓度
③
使用催化剂
④
恒容下充入Ne
(不参与体系反应)
12.(10分)某学生探究加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成H2速率的影响,设计实验如下:
将表中所给的混合溶液分别加入5个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间(忽略混合时溶液体积变化)。
实验混合溶液
A
B
C
D
E
4 mol·L-1硫酸/mL
40
V1
V2
V3
V4
饱和CuSO4溶液/mL
0
1
2
V5
10
H2O/mL
V6
V7
V8
5
0
(1)V4= ,V8= 。
(2)该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,请分析主要原因: ;
但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,请分析主要原因: 。
13.(20分)Ⅰ.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察 的快慢,定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L-1 FeCl3改为 mol·L-1Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL 气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。
(3)查阅资料得知:将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+和 。
Ⅱ.欲用如图1所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。
(1)该实验不能达到目的,若想证明MnO2是催化剂还需要确认 。
(2)①加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示。
写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式: 。
②若该条件下Vm=30 L·mol-1,则H2O2的起始浓度为 。
课时跟踪检测(十三)
1.选B 反应物A是固体,浓度视为常数,一般不用其表示反应的速率,选项A不正确;化学反应速率之比等于化学计量数之比,故分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1,选项B正确;v(B)= =0.3 mol·L-1·min-1是2 min内的平均反应速率,而不是2 min末时的反应速率,选项C不正确;反应中B和C的化学计量数不同,故用B和C表示的反应速率的值不同,选项D不正确。
2.选D v(N2)=v(CO),A错误;v(NO2)=v(CO2),B错误;v(N2)=v(CO2),C错误;v(CO)=v(NO2),D正确。
3.选C v(CO2)==0.16 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)∶v(CO2)=v(H2)∶0.16 mol·L-1·min-1=4∶1,则v(H2)=0.64 mol· L-1·min-1。
4.选C 使化学反应速率加快,可通过增大浓度、升高温度、使用催化剂等措施实现,对于有气体参加的反应,还可以增大压强,以此解答该题。①该反应是有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,故正确;②升高温度,反应速率加快,故正确;③体积不变,通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快,故正确;④增加碳的量,碳是固体,物质的浓度不变,反应速率不变,故错误;⑤移出CO,生成物浓度减小,反应速率减慢,故错误。
5.选C 如果该反应都用CO表示反应速率:A.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1;B.v(CO)=2v(NO2)=2×0.7 mol·L-1·min-1=1.4 mol·L-1·min-1;C.v(CO)=4v(N2)=4×0.4 mol·L-1·s-1=1.6 mol·L-1·s-1=96 mol·L-1·min-1;D.v(CO)=v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1;综上所述,C项表示的化学反应速率最快。
6.选A 减少生成物的量,反应速率减慢,故A符合题意;增大CO2的浓度,反应物浓度增大,反应速率加快,故B不符合题意;增大压强,反应速率加快,故C不符合题意;升高温度,反应速率加快,故D不符合题意。
7.选A 化学反应速率是指平均反应速率,而不是瞬时速率,A错误;前2 s内氨气的平均反应速率为=0.4 mol·L-1·s-1,B正确;前4 s内氨气的平均反应速率为=0.3 mol·L-1·s-1,C正确;2~4 s内氨气的平均反应速率为=0.2 mol·L-1·s-1,D正确。
8.选C 横坐标为时间,纵坐标为氧气的浓度,则斜率可以表示反应速率的大小,b点的斜率较大,反应速率较快,A错误;若向容器内充入一定体积的O2,又容器体积不变,相当于增大压强,故化学反应速率加快,B错误;根据反应速率之比等于化学计量系数之比可知,NO2的平均反应速率为O2的2倍,故0~8 min NO2的平均反应速率v=2×=0.4 mol·L-1·min-1,C正确;若向容器内充入一定体积的NO,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,导致二氧化氮浓度增大,故化学反应速率加快,D错误。
9. 选D 在前50 min时,pH=2和pH=7时R的浓度为0,降解百分率都是100%,故A正确;反应物浓度越小反应速率越慢,即降解速率越小,故B正确;反应物pH越小,即溶液酸性越强,c(R)变化的斜率越大,降解速率越大,故C正确;20~25 min,pH=10时R的平均降解速率为=4×10-6 mol·L-1·min-1,故D错误。
10.选AD 由化学方程式2H2O22H2O+O2↑,计算可知,氧气的物质的量n==0.001 mol,反应至6 min时消耗H2O2的物质的量为0.002 mol,反应到6 min时,c(H2O2)=
=0.6 mol·L-1,故A正确;随反应进行,浓度减小,反应速率减小,则一定温度下第4 min时的瞬时速率大于第6 min时的瞬时速率,故B错误;由以上分析可知,反应至6 min时消耗H2O2的物质的量为0.002 mol,反应至6 min时,H2O2分解率为×100%=25%,故C错误;结合A的计算,0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)=≈3.3×10-2mol·L-1·min-1,故D正确。
11.解析: 3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)
初始物质的量/mol 3.0 1.0 0 0
转化物质的量/mol 1.2 0.4 0.8 0.8
10 s末物质的量/mol 1.8 0.6 0.8 0.8
(1)v(C)==0.04 mol·L-1·s-1。
(2)c(A)==1.5 mol·L-1。
(3)c(D)==0.4 mol·L-1。
(4)降低温度,生成D的速率减慢;增大反应物A的浓度、使用催化剂,生成D的速率均加快;恒容条件下充入稀有气体Ne,反应物的浓度不变,生成D的速率不变。
答案:(1)0.04 mol·L-1·s-1
(2)1.5 mol·L-1 (3)0.4 mol·L-1
(4)①减慢 ②加快 ③加快 ④不变
12.解析:(1)该实验目的是探究加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成H2速率的影响,且Zn过量,则要控制H2SO4的物质的量相同,因此V1=V2=V3=V4=40;各组实验应控制硫酸的浓度相同,因此溶液总体积应相同,则V2+2+V8=V4+10+0,解得V8=50-40-2=8。(2)原电池可以加快反应速率,当加入少量CuSO4溶液时,锌把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来,形成锌铜原电池,因此生成氢气的速率会大大提高;当加入过量的CuSO4 溶液后,因析出的铜的量较多,铜会覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸的接触面积大大减小,故反应速率反而下降。
答案:(1)40 8
(2)锌把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来,形成锌铜原电池,加快了氢气产生的速率 当加入过量的CuSO4溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,减小了Zn与稀硫酸的接触面积
13.解析:Ⅰ.(1)题图甲中,加入催化剂的作用是加快反应速率,现象是有气泡生成,所以可通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果;Cl-本身具有很弱的还原性,H2O2具有强氧化性,并且FeCl3和CuSO4中阳离子不相同,阴离子也不相同,不能比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所以为了排除阴离子差异的干扰,需要将0.1 mol·L-1FeCl3换为0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3,以确保Fe3+和Cu2+的量相同。(2)题中已告知两个实验都生成40 mL的气体,其他影响因素已忽略,说明体现催化剂效果的数据只能是反应速率,故需要测量生成40 mL气体所需要的时间。(3)催化剂在整个化学反应中,可以看成是先被反应,再被生成,这两个反应相加就是一个总反应,催化剂刚好被抵消,表现为不参加反应;总反应为2H2O22H2O+O2↑,用总反应减去这个离子方程式就可以得到另一个离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。Ⅱ.(1)化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变;要想证明MnO2是催化剂,还要验证这两点都不变才行。(2)①该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;②由图像知,生成O2的物质的量n==2×10-3 mol,则n(H2O2)=4×10-3 mol,c(H2O2)==0.08 mol·L-1。
答案:Ⅰ.(1)产生气泡 0.05 排除阴离子的干扰 (2)产生40 mL气体需要的时间 (3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O Ⅱ.(1)MnO2的质量和化学性质是否改变
(2)①2H2O22H2O+O2↑ ②0.08 mol·L-1
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