一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列有关化学反应速率的说法正确的是 ( 【全程复习方略】2104-2015学年高考化学一轮复习 7.1 化学反应速率及影响因素课时提升作业 新人教版 )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
2.对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol
②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol
③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL
④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL
四者反应速率的大小关系是 ( )
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
3.(2014·绥化模拟)对于可逆反应2A+3B2C ΔH<0,下列条件的改变一定可以加快正反应速率的是 ( )
A.增大压强 B.升高温度
C.增加A的量 D.加入二氧化锰作催化剂
4.(2014·保定模拟)下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是 ( )
选项 反应 甲 乙 外形、大小相近的金属和水反应 K B 4 mL 0.01 mol·L-1的溶液分别和不同浓度的草酸溶液反应 的溶液 0.2 mol·L-1的溶液 C 5 mL 0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液和溶液反应 热水 冷水 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出 无粉末 加粉末
2C(g)在10 L的密闭容器中进行,测得2 min内,A的物质的量由20 mol(560 g)减小到8 mol(224 g),则下列说法中正确的是
( )
A.用反应物A表示该反应的反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
B.用反应物B表示该反应的反应速率为2.4 mol·L-1·min-1
C.v(B)=v(C)
D.用反应物C表示该反应的反应速率为3.6 mol·L-1·min-1
6.一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1 mol H2O(g),发生反应:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1,
不同时间产生O2的物质的量见下表:
时间/min 20 40 60 80 n(O2)/mol 0.001 0 0.001 6 0.002 0 0.002 0 下列说法不正确的是 ( )
A.前20 min内的反应速率v(H2O)=5.0×10-5mol·L-1·min-1
B.达到平衡时,至少需要从外界吸收能量0.968 kJ
C.增大c(H2O),可以提高水的分解率
D.催化效果与Cu2O颗粒的大小有关
7.一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是 ( )
A.反应的化学方程式为5YX
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
8.为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是 ( )
A.图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.若图1所示的实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C.用图2装置比较反应速率,可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图2装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否复原
9.在一定条件下,当单独改变可逆反应N2+3H22NH3(正反应为放热反应)的下列条件后,有关的叙述中错误的是 ( )
A.加入催化剂,v(正)、v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等
B.增大压强,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
C.降低温度,v(正)、v(逆)都减小,且v(逆)减小的倍数大于v(正)减小的倍数
D.加入氩气,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
10.(能力挑战题)(2014·武汉模拟)某研究小组在实验室用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵(NH2COONH4)溶液在不同温度下进行水解实验:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O,测得c(NH2COO-)与反应时间的关系如图所示。据图判断下列说法中正确的是 ( )
A.0～12 min,初始浓度越大的实验,水解反应速率越大
B.c(NH2COO-)将随反应时间的不断延长而不断减小
C.25℃时,0～6 min,v(NH2COO-)为0.05 mol·L-1·min-1
D.15℃时,第30 min时,c(NH2COO-)为2.0 mol·L-1
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
11.(12分)某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表:
2 0.1 g 0.3 g 0.8 g 10 mL 1.5% 223 s 67 s 56 s 10 mL 3.0% 308 s 109 s 98 s 10 mL 4.5% 395 s 149 s 116 s 分析表中数据回答下列问题:
(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而
(2)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
(3)该小组的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,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确 _____________________________________________
(提示:H2O2的密度可认为近似相等)。
12.(14分)某温度时,在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。
t/min X/mol Y/mol Z/mol 0 1.00 1.00 0.00 1 0.90 0.80 0.20 3 0.75 0.50 0.50 5 0.65 0.30 0.70 9 0.55 0.10 0.90 10 0.55 0.10 0.90 14 0.55 0.10 0.90 (1)根据表中数据,在图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:
(2)体系中发生反应的化学方程式是
(3)列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率:
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于_______________________
13.(14分)(能力挑战题)(2014·长治模拟)25℃时,在体积为2 L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如下图所示。已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大。
(1)根据上图数据,写出该反应的化学方程式
(2)在5～7 min内,若平衡常数K值不变,则此处曲线变化的原因是__________
(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如下表所示:
t2～t3 t4～t5 t5～t6 t7～t8 K1 K 2 K 3 K 4 根据下图判断,在t3和t6时刻改变的外界条件分别是 ____________________
和 K 1、K 2、K 3、K 4之间的关系为
答案解析
1.【解析】选D。因为浓硫酸会使Fe钝化,故A错;B中加入NaCl溶液相当于加水稀释,c(H+)减小,反应速率减小,B错;升高温度,无论是放热反应,还是吸热反应,反应速率都增大,故C错误;而减小压强,对有气体参加的反应,反应速率减小,D正确。
2.【解析】选A。
①中c(A)=c(B)==0.5 mol·L-1;
②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1;
③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1;
④中c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1;
在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。
3.【解析】选B。A项,增大压强,若不增加反应物或生成物的浓度,反应速率不会改变。B项,升高温度,正逆反应速率均增大,B符合题意。C项,若A是固体,则增加A的量,正反应速率不变。D项,MnO2不一定是该反应的催化剂,所以加入MnO2,正反应速率不一定增大。
4.【解题指南】解答本题要注意以下3点:
(1)明确图像中纵横坐标代表的物理量。
(2)明确4个选项中,影响反应速率的因素分别是什么。
(3)重点看反应刚开始的速率大小比较,然后再看反应速率的变化趋势。注意A项中,随着反应进行,反应速率是逐渐增大的。
【解析】选C。由于K比Na活泼,故相同大小的金属K和Na与水反应,K的反应速率快,又由于Na、K与H2O反应均为放热反应,随反应进行,放出大量热,反应速率逐渐加快,故A图像不正确;由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故其反应速率比甲中快,B图像错误;由于甲反应是在热水中反应,温度高,故甲的反应速率高于乙的,随反应进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C图像正确;MnO2在H2O2分解过程中起催化作用,故乙中反应速率大于甲中,D图像错误。
5.【解析】选C。2 min内,A的物质的量由20 mol减小到8 mol,同时B的物质的量减少36 mol,C的物质的量增加24 mol,根据v=Δn/(VΔt),代入数值计算,可知v(B)=1.8 mol·L-1·min-1,v(C)=1.2 mol·L-1·min-1。A为固体,所以不能用A的浓度变化量来表示该反应的反应速率。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(B)=v(C)。
6.【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)提高水的分解率相当于提高水的转化率,平衡应正向移动。
(2)增大反应物与催化剂的接触面积,也可以提高催化效果。
【解析】选C。由题意知,v(H2O)=2v(O2)=2×=5.0×10-5mol·L-1·min-1,A正确;热化学方程式表示的含义是2 mol H2O(g)完全分解生成2 mol H2(g)和1 mol O2(g),吸收484 kJ的能量,所以生成O20.002 0 mol时,吸收的能量为0.002 0 mol×484 kJ·mol-1=0.968 kJ,正确;C项,由于反应物只有1种,增大c(H2O),相当于压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以水的分解率降低,错误;D项,若Cu2O颗粒小,则接触面积大,反应速率快,催化效果好,正确。
7.【解析】选B。从图像可以看出,t2时刻X、Y两物质的物质的量相等,而不是反应速率相等,故C不正确;t3时,反应达到平衡状态,所以正反应速率等于逆反应速率,故D不正确;由图像知从0～t3时Y的变化量约为7,X的变化量约为3,A项错误。
【误区警示】关于反应速率是否相等的判断和理解
(1)“一”个确定:如果反应速率之比等于反应化学计量数之比,则反应速率相等。
(2)“两”个不一定:①对于某个反应,某一时刻物质的物质的量相等不一定意味着反应速率相等;②正逆反应速率相等不一定意味着物质的物质的量相等。
8.【解析】选B。题中图1所示的实验中反应速率为①>②,则不一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好,因为可能是Cl-的催化作用,所以为了比较Fe3+和Cu2+的催化效果,应该选用Fe2(SO4)3和CuSO4溶液。
9.【解析】选D。解决这类问题要把握增加浓度、增加压强、升高温度会使正逆反应速率同时增加,但对于不同的反应正逆反应速率增加的程度不都是一样的,同理可以理解减少浓度、减小压强、降低温度时,正逆反应速率的变化情况。催化剂能同倍改变v(正)、v(逆),A正确;加压,v(正)、v(逆)均增大,且向正反应方向移动,v(正)>v(逆),B正确;降温,v(正)、v(逆)均减小,且向正反应方向移动,v(正)>v(逆),C正确;加入氩气,如恒温、恒容,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变化,如恒温、恒压,平衡向逆反应方向移动,v(正)、v(逆)均减小,且v(正)2.0 mol·L-1,错误。
11.【解析】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
(3)从题表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的2倍,但反应的时间却比其反应时间的2倍小得多,由反应速率计算公式(v=)可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快。
答案:(1)加快 (2)0.3
(3)不正确 H2O2的浓度扩大2倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其2倍小得多
【方法技巧】控制变量法在探究实验中的应用
在对未知的反应机理或规律的研究中,如果有多个影响因素,通常采用控制变量法。人为控制其他因素不变,只有一个因素发生变化,通过研究每个因素变化时的反应机理或规律,从而得出正确的反应机理或规律与多个影响因素之间的关系。这是高考中经常考查的类型。如探究本题中催化剂对反应速率的影响,其中催化剂的用量就是采用人为控制变量的方法。同时,实验中也注意反应物浓度这样一个变量的控制。
12.【解析】(1)根据题目中表格给出的数据,在坐标系中找出相应的点,然后用光滑的曲线描点即可。
(2)根据题意,可以利用“三步法”求解
aX + bYcZ
开始/mol 1.00 1.00 0
转化/mol 0.45 0.90 0.90
平衡/mol 0.55 0.10 0.90
根据转化的物质的量之比等于化学方程式的化学计量数比,可得X+2Y2Z。
(3)根据表中数据可知在3 min时,Z的物质的量为
0.5 mol,其平均速率为0.083 mol·L-1·min-1。
(4)X的转化率=×100%=45%。
答案:(1)
(2)X(g)+2Y(g)2Z(g)
(3)≈0.083 mol·L-1·min-1
(4)45%
13.【解析】(1)由题图可知,A、B是反应物,C是生成物。第一次平衡时,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.3∶0.6∶0.6=1∶2∶2,即方程式为A+2B2C。(A)==0.05 mol·L-1·min-1。
(2)K值不变,即说明温度不变,5～7 min内平衡正向移动,只能是增大压强。
(3)t3时正逆反应速率均增大,且v(逆)增加得多,即反应逆向移动,所以改变的条件是升温,t6时刻正逆速率均降低,且v(正)降低得多,平衡仍逆向移动,所以应是降压。温度不变,K值不变,所以K1>K2=K3=K4,所以A的转化率最大的一段时间是t2～t3。
答案:(1)A+2B2C 0.05 mol·L-1·min-1
(2)增大压强 (3)升温 降压 K1>K2=K3=K4 t2～t3
