高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)21 化學(xué)反應(yīng)速率

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化學(xué)反應(yīng)速率 A組全員必做題 1.據(jù)新化網(wǎng)報(bào)道，加拿大卡爾加里大學(xué)的兩位研究者柯蒂斯和西蒙發(fā)明了一種新型“電催化劑”，能夠非常高效且廉價(jià)地將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。該新型“電催化劑”是一種多孔金屬氧化物固體，用于在電解器中催化水分解為氫氣與氧氣的一種特殊催化劑。下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．使用電催化劑，加快了水的分解速率 B．金屬氧化物固體的量越多，水分解速率越快 C．反應(yīng)一段時(shí)間，過(guò)濾、洗滌、干燥后發(fā)現(xiàn)金屬氧化物固體的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化 D．金屬氧化物固體的多孔結(jié)構(gòu)利于提高催化劑的效率 解析：催化劑的用量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響，在一定用量范圍內(nèi)，隨著用量增加，反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)速率加快；但催化劑的用量增加到一定值后，反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)速率不再改變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 2．A、B、C三個(gè)容器，分別發(fā)生合成氨反應(yīng)，經(jīng)過(guò)相同的一段時(shí)間后，測(cè)得： A B C 反應(yīng)速率(molL－1min－1) v(H2)＝3 v(N2)＝3 v(NH3)＝4 則三個(gè)容器中合成氨的反應(yīng)速率(　　) A．v(A)＞v(B)＞v(C)　　 B．v(B)＞v(C)＞v(A) C．v(C)＞v(A)＞v(B) D．v(B)＞v(A)＞v(C) 解析：合成氨的反應(yīng)方程式是3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)(條件略)。換算成同一物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率即可進(jìn)行比較。根據(jù)物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比，也可以換算成“vk＝v(某物質(zhì))/該物質(zhì)的計(jì)量數(shù)”(單位略)：v(A)k＝3/3＝1、v(B)k＝3/1＝3、v(C)k＝4/2＝2，進(jìn)行比較即可，選B項(xiàng)。 答案：B 3．(2016北京六十六中學(xué)期中)升高溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快原因的合理解釋是(　　) A．該化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程是吸熱的 B．該化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程是放熱的 C．分子運(yùn)動(dòng)速率加快，使反應(yīng)物分子的碰撞機(jī)會(huì)增多 D．反應(yīng)物分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多 解析：無(wú)論反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率均增大，A、B均錯(cuò)誤；升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快，C錯(cuò)誤；D正確。 答案：D 4．一定條件下，在體積為10 L的固定容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反應(yīng)過(guò)程如圖。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t1 min時(shí)正逆反應(yīng)速率相等 B．X曲線表示NH3的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系 C．0～8 min，H2的平均反應(yīng)速率 v(H2)＝ molL－1min－1 D．10 min～12 min，N2的平均反應(yīng)速率 v(N2)＝0.25 molL－1min－1 解析：t1 min后，X和Y的量繼續(xù)變化，t1 min時(shí)，只是X和Y的物質(zhì)的量相等，沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率不相等；根據(jù)圖象，在2 min時(shí)，X的物質(zhì)的量增加了0.2 mol，Y減少了0.3 mol，所以Y表示H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系，X表示NH3的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系，0～8 min，H2的平均反應(yīng)速率v(H2)＝ molL－1min－1，10 min～12 min，NH3的平均反應(yīng)速率v(NH3)＝0.005 molL－1min－1，則v(N2)＝0.002 5 molL－1min－1。 答案：B 5．某化學(xué)興趣小組用鋁片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，以下能夠加快該反應(yīng)速率的是(　　) ①用濃硫酸代替稀硫酸?、诩訜帷、鄹挠娩X粉 ④增大稀硫酸的體積?、菁铀、藜尤肷倭苛蛩徙~ A．全部 B．②③⑥ C．①②③⑥ D．②③④⑥ 解析：用濃硫酸代替稀硫酸，鋁會(huì)發(fā)生鈍化；增大稀硫酸的體積但不能增大其濃度；加熱能夠加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率；用鋁粉增大了與稀硫酸的接觸面積；加入少量硫酸銅可生成銅單質(zhì)，銅單質(zhì)會(huì)和鋁形成原電池，加快了反應(yīng)速率。 答案：B 6．(2016湖南六校聯(lián)考)在2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)。圖甲表示200 ℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系，圖乙表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是(　　) 甲　乙 A．200 ℃時(shí)，反應(yīng)從開(kāi)始到平衡的平均速率v(B)＝0.04molL－1min－1 B．200 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25 C．當(dāng)外界條件由200 ℃降到100 ℃時(shí)，原平衡一定被破壞，且正、逆反應(yīng)速率均增大 D．由圖乙可知，反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2 解析：根據(jù)圖甲知，v(B)＝＝ 0．02molL－1min－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖甲知，在該反應(yīng)中，0－5min，A、B、C的物質(zhì)的量的變化之比Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，所以，A、B、C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比x∶y∶z＝2∶1∶1，故x＝2、y＝1、z＝1，平衡常數(shù)K＝＝＝25，B項(xiàng)正確；由圖乙可以看出，當(dāng)投料比相同時(shí)，降低溫度，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，但降低溫度會(huì)使正、逆反應(yīng)速率都減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖乙可知，該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料時(shí)，相同條件下原料轉(zhuǎn)化率最大，產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大，故a＝2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：B 7．(2016肇慶一模)根據(jù)反應(yīng)：S2O＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O，下表各組實(shí)驗(yàn)最快出現(xiàn)渾濁的是(　　) 選項(xiàng) Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O 溫度/℃ c(molL－1) V(mL) c(molL－1) V(mL) V(mL) A 0.1 5 0.1 5 5 10 B 0.2 5 0.1 5 10 10 C 0.1 5 0.1 5 10 30 D 0.2 5 0.1 5 10 30 解析：在其他條件相同時(shí)，濃度越大，速率越快；在濃度相同時(shí)，溫度越高，速率就越快，因此反應(yīng)速率最快的是D。 答案：D 8．(2016試題調(diào)研)在298 K時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中的反應(yīng)H2O2＋2HI===2H2O＋I(xiàn)2，在反應(yīng)物為不同濃度時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率如表所示： 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 c(HI)/molL－1 0.100 0.200 0.150 0.100 ？ 0.500 c(H2O2)/molL－1 0.100 0.100 0.150 0.200 ？ 0.400 v/molL－1s－1 0.007 60 0.015 2 0.017 1 0.015 2 0.022 8 0.152 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可推知第5組實(shí)驗(yàn)中c(HI)、c(H2O2)不可能為(　　) A．0.150 molL－1、0.200 molL－1 B．0.300 molL－1、0.100 molL－1 C．0.200 molL－1、0.200 molL－1 D．0.100 molL－1、0.300 molL－1 解析：分析表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率v與c(HI)和c(H2O2)的乘積成正比，以實(shí)驗(yàn)1為參照，實(shí)驗(yàn)5的反應(yīng)速率是其反應(yīng)速率的3倍，故實(shí)驗(yàn)5中c(HI)和c(H2O2)的乘積為實(shí)驗(yàn)1的3倍，C項(xiàng)符合題意。 答案：C 9．在一定條件下，將A2和B2兩種氣體通入1 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：xA2(g)＋yB2(g)2C(g)。2 s內(nèi)的反應(yīng)速率：v(A2)＝0.5 mol/(Ls)，v(B2)＝1.5 mol/(Ls)，v(C)＝1 mol/(Ls)。則x和y的值分別為(　　) A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 解析：同一反應(yīng)中不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝1∶3∶2，因此x∶y∶2＝1∶3∶2，則x＝1，y＝3。 答案：D 10．如圖所示為800 ℃時(shí)A、B、C三種氣體在密閉容器中反應(yīng)時(shí)濃度的變化，只從圖上分析不能得出的結(jié)論是(　　) A．發(fā)生的反應(yīng)可表示為：2A(g)2B(g)＋C(g) B．前2 min A的分解速率為0.1 molL－1min－1 C．開(kāi)始時(shí)，正逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始 D．2 min時(shí)，A、B、C的濃度之比為2∶3∶1 解析：根據(jù)圖象，反應(yīng)過(guò)程中A的濃度減小，B、C濃度增大，因此A為反應(yīng)物，B、C為生成物，根據(jù)濃度的變化量可以確定反應(yīng)為2A(g)2B(g)＋C(g)，A項(xiàng)說(shuō)法正確。前2 min，v(A)＝＝0.1 molL－1min－1，B項(xiàng)說(shuō)法正確。開(kāi)始時(shí)加入的物質(zhì)為A和B，沒(méi)有C，C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。根據(jù)圖象，2 min時(shí)，A、B、C的濃度分別為0.2 molL－1、0.3 molL－1、0.1 molL－1，因此D項(xiàng)說(shuō)法正確。 答案：C 11．利用催化劑可使NO和CO發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。已知增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑和比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) T(℃) NO初始濃 度(molL－1) CO初始濃 度(molL－1) 催化劑的比表 面積(m2g－1) Ⅰ 280 1.210－3 5.810－3 82 Ⅱ 1.210－3 124 Ⅲ 350 82 (1)請(qǐng)?zhí)钊碇械母骺崭瘢? (2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ中NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)變化的曲線，并標(biāo)明各曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。 解析：(1)在其他量相同的情況下，才能判斷變量對(duì)速率的影響，要驗(yàn)證溫度對(duì)速率的影響，催化劑的比表面積、反應(yīng)物的初始濃度等要相同；同理，驗(yàn)證催化劑的比表面積對(duì)速率的影響，溫度、反應(yīng)物的初始濃度要相同。 (2)Ⅰ、Ⅱ的區(qū)別是催化劑的比表面積不同，因此Ⅱ的反應(yīng)速率較快，但催化劑不影響平衡的移動(dòng)。Ⅰ、Ⅲ的區(qū)別是溫度變化，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，NO轉(zhuǎn)化率降低，故最終Ⅲ中c(NO)較Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。 答案：(1) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) T(℃) NO初始濃 度(molL－1) CO初始濃 度(molL－1) 催化劑的 比表面積 (m2g－1) Ⅰ Ⅱ 280 5.810－3 Ⅲ 1.210－3 5.810－3 (2) 12．有一化學(xué)反應(yīng)：A＋3B2C，根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可得v(C)＝kcm(A)cn(B)，其中k是與溫度有關(guān)的速率常數(shù)，為測(cè)k、m、n的值，在298 K時(shí)，將A、B溶液按不同濃度混合，得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 編號(hào) A的初始濃 度/(molL－1) B的初始濃 度/(molL－1) 生成C的初始速 率/(molL－1s－1) 1 1.0 1.0 1.210－2 2 2.0 1.0 2.410－2 3 1.0 2.0 4.810－2 (1)根據(jù)上表可求得：m＝________，n＝__________，k＝________。 (2)當(dāng)c(A)＝c(B)＝2.0 molL－1時(shí)，以B表示的初始反應(yīng)速率為_(kāi)_______。 解析：(1)分別將第1組、第2組、第3組的數(shù)據(jù)代入v(C)＝kcm(A)cn(B)，三式聯(lián)立，可求得m＝1，n＝2，k＝1.210－2 L2mol－2s－1。(2)v(C)＝1.210－2 L2mol－2s－1(2.0 molL－1)(2.0 molL－1)2＝9.610－2 molL－1s－1。 由方程式知v(B)＝v(C)＝9.610－2 molL－1s－1＝0.144 molL－1s－1。 答案：(1)1　2　1.210－2 L2mol－2s－1 (2)0.144 molL－1s－1 B組重點(diǎn)選做題 13.某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL 室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間/min 0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L 稀硫酸 1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4 2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2 3 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 請(qǐng)回答： (1)已知KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)有CO2生成，用化學(xué)方程式表示該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理________________________________________。 (2)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)利用實(shí)驗(yàn)3中數(shù)據(jù)計(jì)算，用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(KMnO4)＝____________。 (4)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2＋)隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n(Mn2＋)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)如圖2所示。 該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 圖1　圖2 ①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是________________________________________________________________________。 ②請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫表中空白。 實(shí) 驗(yàn) 編 號(hào) 室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL 再向試 管中加 入少量 固體 室溫下 溶液顏 色褪至 無(wú)色所 需時(shí)間 /min　 0.6 mol/L H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L 稀硫酸 4 3.0 2.0 3.0 2.0 t ③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(2)分析題目所給信息，可知其他條件相同時(shí)，增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度)，反應(yīng)速率增大。(3)利用實(shí)驗(yàn)3中數(shù)據(jù)計(jì)算，v(KMnO4)＝(0.2 mol/L3/10)/4 min＝1.510－2 mol/(Lmin)。(4)①分析題圖2可知，生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑。②需要加入MnSO4，探究其對(duì)反應(yīng)速率的影響。③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，與實(shí)驗(yàn)3相比，溶液褪色所需時(shí)間短。 答案：(1)2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O (2)其他條件相同時(shí)，增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度)，反應(yīng)速率增大 (3)1.510－2 mol/(Lmin) (4)①生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑(或Mn2＋對(duì)該反應(yīng)有催化作用)?、贛nSO4　③與實(shí)驗(yàn)3比較，溶液褪色所需時(shí)間短或所用時(shí)間(t)小于4 min(或其他合理答案) 14．某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白： (1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)反應(yīng)開(kāi)始至2 min，氣體Z的平均反應(yīng)速率為_(kāi)___________。 (3)若X、Y、Z均為氣體，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)： ①壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的________倍； ②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來(lái)的倍，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)溫度將升高(容器不與外界進(jìn)行熱交換)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)___________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。 (4)若上述反應(yīng)在2 min后的t1～t6內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間圖象如下，在每一時(shí)刻均改變一個(gè)影響反應(yīng)速率的因素，則________。 A．在t1時(shí)增大了壓強(qiáng) B．在t3時(shí)加入了催化劑 C．在t4時(shí)降低了溫度 D. t2～t3時(shí)X的轉(zhuǎn)化率最高 解析：(1)由圖象可知X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，X、Y、Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于它們的物質(zhì)的量變化之比為0.3∶0.1∶0.2＝3∶1∶2，所以方程式為3X＋2Y2Z。 (2)v(Z)＝＝0.05 molL－1min－1。 (3)①＝?p后＝p前＝p后＝0.9p前。 ②根據(jù)方程式，減小體積，平衡正向移動(dòng)，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (4)根據(jù)圖象，t1時(shí)增大了生成物的濃度，平衡逆向移動(dòng)；t3時(shí)加入了催化劑，平衡不移動(dòng)；t4時(shí)應(yīng)為減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，故B選項(xiàng)正確。 答案：(1)3X＋Y2Z (2)0.05 molL－1min－1 (3)①0.9?、诜艧? (4)B