(北京專用)2022年高考化學一輪復習 第21講 化學反應速率作業(yè)
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1、(北京專用)2022年高考化學一輪復習 第21講 化學反應速率作業(yè) 1.(2016北京理綜,8)下列食品添加劑中,其使用目的與反應速率有關的是( ) A.抗氧化劑 B.調(diào)味劑 C.著色劑 D.增稠劑 2.一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應時,為了減緩反應速率且不影響生成H2的總量,可向鹽酸中加入適量的( ) A.CaCO3(固) B.Na2SO4溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4(固) 3.實驗室用Zn與稀硫酸反應來制取氫氣,常加少量CuSO4來加快反應速率。為了研究CuSO4的量對H2生成速率的影響,某同學設計了下表中實驗方案,將表中所給的試劑按一定體積混合后,分別加入四個盛
2、有相同大小的Zn片(過量)的反應瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集產(chǎn)生的氣體,并記錄收集相同體積的氣體所需的時間。
實驗
試劑
甲
乙
丙
丁
4 mol·L-1H2SO4溶液/mL
20
V1
V2
V3
飽和CuSO4溶液/mL
0
2.5
V4
10
H2O/mL
V5
V6
8
0
收集氣體所需時間/s
t1
t2
t3
t4
下列說法正確的是( )
A.t1=t2=t3=t4 B.V4=V5=10
C.V6=7.5 D.V1 3、生反應2A(g)+B(g)mD(g)+E(g),經(jīng)過5 min后達到化學平衡,此時測得D為0.2 mol。又知5 min內(nèi)用E表示的平均反應速率為0.1 mol·L-1· min-1,下列結(jié)論正確的是( )
A.A、B均轉(zhuǎn)化了20%
B.m值為1
C.5 min內(nèi)用A表示的平均反應速率為0.1 mol·L-1· min-1
D.平衡時混合物總物質(zhì)的量為1 mol
5.在一個容積固定為2 L的密閉容器中,發(fā)生反應:aA(g)+bB(g) pC(g) ΔH=?反應情況記錄如下表:
時間
c(A)/mol·L-1
c(B)/mol·L-1
c(C)/mol·L-1
0 min
4、
1
3
0
第2 min
0.8
2.6
0.4
第4 min
0.4
1.8
1.2
第6 min
0.4
1.8
1.2
第8 min
0.1
2.0
1.8
第9 min
0.05
1.9
0.3
請仔細分析,根據(jù)表中數(shù)據(jù),回答下列問題:
(1)第2 min到第4 min時間內(nèi)A的平均反應速率v(A)= mol·L-1·min-1。?
(2)由表中數(shù)據(jù)可知反應在第4 min到第6 min時處于平衡狀態(tài),若在第2 min、第6 min、第8 min時分別改變了某一反應條件,則改變的條件分別可能是:
①第2 min 5、或 ;?
②第6 min ;?
③第8 min 。?
(3)若從開始到第4 min建立平衡時反應放出的熱量為235.92 kJ,則該反應的ΔH= 。?
6.工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示(實線)。圖中a(1,6)表示在1 min時H2的物質(zhì)的量是6 mol。
(1)a點正反應速率 ( 6、填“大于”“等于”或“小于”)逆反應速率。?
(2)下列時間段平均反應速率最大的是 。?
A.0~1 min B.1~3 min
C.3~8 min D.8~11 min
(3)僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示。曲線Ⅰ對應的實驗條件改變是 ,曲線Ⅱ?qū)膶嶒灄l件改變是 ;體積不變時再充入3 mol CO2和4 mol H2,H2O(g)的體積分數(shù) (填“增大”“不變”或“減小”)。?
7.(2017北京朝陽期中,15)溫度為T1時,向容積為2 L 的密閉容器甲、乙中分別充入一定量的CO和H2O(g),發(fā) 7、生反應:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ/mol。相關數(shù)據(jù)如下:
容器
甲
乙
反應物
CO
H2O
CO
H2O
起始時物質(zhì)的量(mol)
1.2
0.6
2.4
1.2
平衡時物質(zhì)的量(mol)
0.8
0.2
a
b
達到平衡的時間(min)
t1
t2
(1)甲容器中,反應在0~t1 min 內(nèi)的平均速率v(H2)=? mol/(L·min)。
(2)甲容器中,平衡時,反應放出的熱量為 kJ。?
(3)T1時,反應的平衡常數(shù)K甲= 。?
(4)乙容器中,a= mol。 8、?
(5)解釋升高溫度使CO2平衡濃度降低的原因:? 。?
B組 提升題組
8.(2017北京海淀期中,13)在100 ℃時,將0.40 mol NO2氣體充入2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。監(jiān)測反應獲得如下數(shù)據(jù):
時間/s
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
下列說法正確的是( )
A.0~20 s內(nèi),v(NO2)=0.005 mol·L-1·s-1
B.59 s時, 9、c(NO2)一定大于0.12 mol·L-1
C.若僅將起始時充入NO2的量增至0.80 mol,則該反應的平衡常數(shù)K>25/9
D.若上述反應在120 ℃時進行,則反應至80 s時,n(N2O4)<0.08 mol
9.用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,反應方程式為:4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH<0。一定條件下測得反應過程中n(Cl2)的實驗數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是( )
t/min
0
2
4
6
n(Cl2)/10-3 mol
0
1.8
3.7
5.4
A.0~2 min的反應速率小于4~6 min的反應速率
B.2~6 10、min用Cl2表示的反應速率為0.9 mol/(L·min)
C.增大壓強可以提高HCl的轉(zhuǎn)化率
D.平衡常數(shù)K(200 ℃) 11、衡常數(shù)變?yōu)?.5,則反應的ΔH<0
11.T ℃時,在2 L的密閉容器中,A氣體與B氣體發(fā)生可逆反應生成C氣體,反應過程中A、B、C的物質(zhì)的量變化如圖(Ⅰ)所示。若保持其他條件不變,溫度分別為T1和T2時,B的物質(zhì)的量分數(shù)與時間的關系如圖(Ⅱ)所示。下列敘述正確的是( )
A.T ℃時,0~2 min內(nèi)用A表示的化學反應速率為0.1 mol/(L·min)
B.在反應達平衡時,保持其他條件不變,增大壓強,正、逆反應速率都增大,且平衡向逆反應方向移動
C.在反應達平衡時,保持其他條件不變,升高溫度,正、逆反應速率都增大,且A的轉(zhuǎn)化率增大
D.在T ℃時,若A的濃度減少1 mol/ 12、L,則B的濃度會減少3 mol/L,C的濃度會增加2 mol/L
12.(2017北京昌平二模,28)某研究小組為了驗證反應物濃度對反應速率的影響,選用硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸溶液在室溫下進行反應(實驗中所用的草酸溶液為稀溶液,可視為強酸溶液):
(1)將高錳酸鉀氧化草酸的離子方程式補充完整:
2Mn+ C2+ ?2Mn2++ CO2↑+ H2O?
(2)該小組進行了實驗Ⅰ,數(shù)據(jù)如下表:
H2SO4溶液
KMnO4溶液
H2C2O4溶液
褪色時間(分:秒)
1 mL 2 mol/L
2 mL 0.01 mol/L
1 mL 0.1 mol/L
2:03 13、
1 mL 2 mol/L
2 mL 0.01 mol/L
1 mL 0.2 mol/L
2:16
一般來說,其他條件相同時,增大反應物濃度,反應速率增大;但分析實驗數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是 。?
(3)該小組欲探究出現(xiàn)上述異?,F(xiàn)象的原因,在實驗Ⅰ的基礎上,只改變草酸溶液濃度進行了實驗Ⅱ,獲得實驗數(shù)據(jù)并繪制曲線圖如下:
①用文字描述曲線圖表達的信息 。?
②該小組查閱資料獲取如下信息,其中能夠解釋MO變化趨勢的是 。?
a
KMnO4與H2C2O4反應是分步進行的,反應過程中生 14、成Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ),最終變?yōu)闊o色的Mn(Ⅱ)(括號中羅馬數(shù)字表示錳的化合價)
b
草酸根易與不同價態(tài)錳離子形成較穩(wěn)定的配位化合物
c
草酸穩(wěn)定性較差,加熱至185 ℃可分解
(4)該小組為探究ON段曲線變化趨勢的原因,又進行了實驗Ⅲ,所得數(shù)據(jù)如下表。
H2SO4
溶液
Na2SO4
固體
KMnO4
溶液
H2C2O4
溶液
褪色時間
(分:秒)
1 mL
0.1 mol/L
1.9×10-3 mol
2 mL
0.01 mol/L
1 mL
0.2 mol/L
16:20
1 mL
0.5 mol/L
1.5× 15、10-3 mol
2 mL
0.01 mol/L
1 mL
0.2 mol/L
8:25
1 mL
1.0 mol/L
1.0×10-3 mol
2 mL
0.01 mol/L
1 mL
0.2 mol/L
6:15
1 mL
2.0 mol/L
0
2 mL
0.01 mol/L
1 mL
0.2 mol/L
2:16
該小組進行實驗Ⅲ的目的是 。?
(5)綜合實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,推測造成曲線MN變化趨勢的原因,為驗證該推測還需要補充實驗,請對實驗方案進行理論設計。
16、
答案精解精析
A組 基礎題組
1.A 抗氧化劑是防止食品氧化變質(zhì)的添加劑,使用目的是延緩食品的變質(zhì)。
2.B A項,CaCO3(固)可以與鹽酸反應,生成氫氣總量減少;B項,加入Na2SO4溶液,鹽酸濃度減小,反應速率減慢,但n(H+)不變,所以生成H2的總量不變;C項,加入KNO3溶液后,H+、N與鐵反應不能生成氫氣;D項,加入CuSO4(固)后,鐵粉與硫酸銅反應置換出銅,構成原電池加快反應速率。
3.C CuSO4的量越多,反應速率越快,收集相同體積的氣體所需時間越短,故t1>t2>t3>t4,A項錯誤;根據(jù)對比實驗的設計原則可知,CuSO4溶液與H2O的體積之和 17、為10 mL,所以V4=2、V5=10、V6=7.5,B項錯誤,C項正確;因為該實驗僅研究CuSO4的量對反應速率的影響,所以H2SO4的量應相同,則V1=V2=V3=20,D項錯誤。
4.B 5 min內(nèi)用E表示的平均反應速率為0.1 mol·L-1· min-1,則Δn(E)=0.1 mol·L-1· min-1×0.4 L×5 min=0.2 mol。
2A(g)+B(g)mD(g)+E(g)
n(始)/mol 0.6 0.5 0 0
Δn/mol 0.4 0.2 0.2 0.2
n(平)/mol 0.2 0.3 0.2 0.2
A項,A、B的轉(zhuǎn)化率分別為66.7% 18、和40%;B項,物質(zhì)變化的物質(zhì)的量之比等于方程式中的化學計量數(shù)之比,m=1;C項,5 min內(nèi)用A表示的平均反應速率為0.2 mol·L-1· min-1;D項,平衡時混合物總物質(zhì)的量為0.9 mol。
5.答案 (1)0.2
(2)①使用催化劑 升高溫度?、谠龃驜的濃度?、蹨p小C的濃度
(3)-196.6 kJ·mol-1
解析 (1)v(A)==0.2 mol·L-1·min-1。
(2)①2~4 min內(nèi),A、B、C的濃度變化量比前2 min大,說明反應速率加快了,故第2 min時改變的條件可能為使用催化劑或升高溫度。②第6 min改變條件后,到第8 min時,A的濃度減小而B 19、的濃度增大,可知改變的條件為增大B的濃度。③0~2 min內(nèi),A、B、C的濃度變化量分別為0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,則a、b、p分別為1、2、2,從第8、9 min的數(shù)據(jù)來看,C的濃度大幅度減小,而A、B濃度也減小,且A、B濃度的減小量與化學方程式中化學計量數(shù)成正比,故第8 min改變的條件為減小C的濃度。
(3)從開始到第4 min消耗A 1.2 mol,共放出熱量235.92 kJ,故每消耗1 mol A放出熱量:×1 mol=196.6 kJ,由(2)的分析可知A的化學計量數(shù)為1,故該反應的ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
6.答案 20、 (1)大于
(2)A
(3)升高溫度 增大壓強(或充入一定量的CO2) 增大
解析 (1)由圖像看出,反應在6 min達到平衡,a點時反應還沒達到平衡,故正反應速率大于逆反應速率。
(2)隨反應進行,反應物濃度不斷減小,正反應速率也不斷減小,故開始一段時間內(nèi)正反應速率最大。
(3)由圖像看出,曲線Ⅰ對應的實驗縮短了達到平衡的時間,加快了反應速率,H2的轉(zhuǎn)化率減小,結(jié)合該反應為放熱反應可知,該實驗改變的條件為升高溫度。曲線Ⅱ?qū)膶嶒灴s短了達到平衡的時間,加快了反應速率,H2的轉(zhuǎn)化率增大,結(jié)合該反應為氣體物質(zhì)的量減小的反應可知,該實驗改變的條件為增大壓強或充入一定量的CO2。體積不變 21、時再充入3 mol CO2和4 mol H2,相當于增大壓強,平衡右移,H2O(g)的體積分數(shù)增大。
7.答案 (1)0.2/t1 (2)16.4 (3)1 (4)1.6
(5)該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動, CO2平衡濃度降低
解析 (1)v(H2)=v(CO)==mol/(L·min);
(2)平衡時CO反應了0.4 mol,放出的熱量為41 kJ/mol×0.4 mol=16.4 kJ;
(3)平衡時,c(CO)=0.4 mol/L,c(H2O)=0.1 mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.2 mol/L,所以平衡常數(shù)K甲==1;
(4)從反應條件和 22、投料情況看,甲、乙為等效平衡,故a=1.6;
(5)因該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,故CO2平衡濃度降低。
B組 提升題組
8.D A項,v(N2O4)==0.001 25 mol·L-1·s-1,則v(NO2)=2v(N2O4)=0.002 5 mol·L-1·s-1;B項,若59 s時反應已達到平衡狀態(tài),則c(NO2)等于0.12 mol·L-1;C項,n3=0.40-0.08×2=0.24,平衡常數(shù)K==,K只和溫度有關,與投料量無關;D項,該反應是放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,80 s時n(N2O4)<0.08 mol。
9.C 0~2 min內(nèi),Δn(C 23、l2)=1.8×10-3 mol;4~6 min內(nèi),Δn(Cl2)=1.7×10-3 mol,所以0~2 min的反應速率大于4~6 min的反應速率;B項,沒有給出容器的體積,無法計算化學反應速率;C項,該反應為氣體分子數(shù)減少的反應,增大壓強,平衡向正反應方向移動,HCl的轉(zhuǎn)化率增大;D項,此反應是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,因此K(200 ℃)>K(400 ℃)。
10.D A項,前20 s的平均速率為v(A)=1.2 mol/(2 L·20 s)=0.03 mol·L-1·s-1;B項,20 s時,Qc=c(B)·c(C)/c2(A)==0.25 24、進行,正反應速率大于逆反應速率;C項,反應是可逆反應,平衡時A(g)的轉(zhuǎn)化率不可能為100%;D項,升高溫度,平衡常數(shù)減小,反應放熱,ΔH<0。
11.D A項,0~2 min內(nèi),A的物質(zhì)的量變化量為0.5 mol-0.3 mol=0.2 mol,v(A)==0.05 mol/(L·min);B項,由圖(Ⅰ)可知,0~2 min內(nèi)A、B、C的物質(zhì)的量變化量分別為0.2 mol、0.6 mol、0.4 mol,所以A、B、C的化學計量數(shù)之比為0.2 mol∶0.6 mol∶0.4 mol=1∶3∶2,反應方程式為A+3B 2C,增大壓強,正、逆反應速率都增大,平衡向正反應方向移動;C項,由圖( 25、Ⅱ)可知,溫度越高,平衡時B的物質(zhì)的量分數(shù)越高,即升高溫度平衡向逆反應方向移動,則A的轉(zhuǎn)化率減小;D項,濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比,故若A的濃度減少1 mol/L,則B的濃度減少3 mol/L,C的濃度增加 2 mol/L。
12.答案 (1)5 16H+ 10 8
(2)在當前實驗條件下,增大草酸溶液濃度,反應速率減小
(3)①當草酸的物質(zhì)的量濃度小于0.4 mol/L時,反應速率隨著草酸的物質(zhì)的量濃度增加而減小;當草酸的物質(zhì)的量濃度大于0.4 mol/L時,反應速率隨著草酸的物質(zhì)的量濃度增加而增大?、赼b
(4)探究其他離子濃度不變,溶液中H+濃度對反應速率的影響
(5)當 26、草酸溶液濃度較小時,C2起主要作用,草酸溶液濃度越大,反應速率越小;當草酸溶液濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸溶液濃度越大,反應速率越大。
為驗證C2對反應速率的影響,保持高錳酸鉀與硫酸溶液濃度不變,增加草酸鈉的濃度,記錄反應速率;若隨著草酸鈉濃度增加,反應速率降低,證明C2濃度越大,反應速率越小(實驗方案包括:目的,操作,現(xiàn)象,結(jié)論)。
解析 (1)酸性條件下高錳酸根離子和草酸根離子發(fā)生氧化還原反應,Mn元素由+7價變?yōu)?2價、C元素由+3價變?yōu)?4價,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒配平方程式得2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)在當前實驗條件 27、下,增大草酸溶液濃度,反應時間增長,反應速率減小;
(3)①由圖可知,當草酸的物質(zhì)的量濃度小于0.4 mol/L時,反應速率隨著草酸的物質(zhì)的量濃度增加而減小,當草酸的物質(zhì)的量濃度大于0.4 mol/L時,反應速率隨著草酸的物質(zhì)的量濃度增加而增大;
②MO段反應速率隨著草酸的物質(zhì)的量濃度增加而減小,可能的原因是KMnO4與H2C2O4反應是分步進行的,反應過程中生成Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ),最終變?yōu)闊o色的Mn(Ⅱ),以及草酸根易與不同價態(tài)錳離子形成較穩(wěn)定的配位化合物;
(4)進行實驗Ⅲ的目的是探究其他離子濃度不變,溶液中H+濃度對反應速率的影響;
(5)MN變化趨勢的原因可能是當草酸溶液濃度較小時,C2起主要作用,草酸溶液濃度越大,反應速率越小;當草酸溶液濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸溶液濃度越大,反應速率越大。設計實驗方案時注意保持其他條件不變,只改變C2的濃度,通過現(xiàn)象得出結(jié)論。
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