全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案.docx
- 文档编号:11349533
- 上传时间:2023-02-28
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:202.23KB
全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案.docx
《全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案
2020-2021全国备战高考化学化学反应速率与化学平衡的综合备战高考模拟和真题汇总含详细答案
一、化学反应速率与化学平衡
1.某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取5.0mL、0.01mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴入0.1mol·L-1H2C2O4溶液,实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V=_________mL。
(2)小组同学在进行
(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,一段时间后速率会突然加快。
对此该小组的同学展开讨论:
①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升高,速率加快。
②乙同学认为随着反应的进行,因_________,故速率加快。
(3)为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题:
①装置乙中仪器A的名称为_________。
②定性分析:
如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是____________________________________。
③定量分析:
如图乙所示,实验时以收集到40mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同,排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间
【解析】
【分析】
(1)①、②作对比实验分析,其他条件相同时,只有一个条件的改变对反应速率的影响;
(2)探究反应过程中反应速率加快的原因,一般我们从反应放热,温度升高,另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用;
(3)比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,阳离子不同,尽量让阴离子相同,减少阴离子不同造成的差别,催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体,所需时间的长短入手。
【详解】
(1)①实验1、3反应物物质的量浓度,但温度不同,所以反应速率不同是由温度不同导致的,故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响;
②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响,此时反应温度相同,KMnO4的浓度相同,故表中V=4.0mL
(2)随着反应的进行,生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加,生成的Mn2+可能对反应有催化作用;
(3)①由仪器的构造,可知仪器A为分液漏斗;
②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,必须保证在其他的条件相同,所以将CuSO4改为CuCl2更为合理,可以避免由于阴离子不同造成的干扰;
③如图乙所示,实验时以收集到40mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是时间,收集相同体积的气体,所需要的时间越少,反应速率越快。
【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响,综合性较强。
2.某化学兴趣小组在一次实验探究中发现,向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大。
小组成员为此“异常”现象展开讨论,猜想造成这种现象的最可能原因有两种,并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ:
此反应过程放热,温度升高,反应速率加快;
猜想Ⅱ:
……。
(实验目的)探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因
(实验用品)仪器:
试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;
试剂:
0.1mol/LH2C2O4溶液、0.05mol/LKMnO4(硫酸酸化)溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容。
(1)草酸(H2C2O4,弱酸)与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为
(2)要完成对猜想Ⅰ的实验验证,至少还需要一种实验仪器是
(3)猜想Ⅱ可是:
___________________
要设计实验验证猜想Ⅱ,进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是
(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。
试管A
试管B
加入试剂
实验现象(褪色时间)
结论
猜想Ⅱ正确
【答案】
(1)5H2C2O4+2MnO42—+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(2)温度计(3)生成的Mn2+对该反应有催化作用,加快反应速率;MnSO4(s)和秒表
(4)基于猜想Ⅱ成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。
试管A
试管B
加入试剂
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4,少量MnSO4(s)
实验现象(褪色时间)
褪色较慢
褪色较快
结论
猜想Ⅱ正确
(加入试剂时只要A试管与B试管所加的0.1mol/LH2C2O4溶液、0.05mol/L酸性KMnO4体积相等即给分。
)
【解析】
试题分析:
猜想II:
影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂,而草酸与高锰酸钾溶液发生反应:
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大,反应物是溶液,无气体,故不能是反应物的浓度和压强对反应速率产生的影响,则只能是生成的产物又做了此反应的催化剂,加快了反应速率,故答案为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率;
(1)草酸中的碳元素被在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为CO2,高锰酸根能被还原为Mn2+,根据得失电子数守恒来配平可得离子方程式为:
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
(2)由于猜想I是认为可能是由于反应放热导致体系温度升高而加快了反应速率,故应测量反应前和反应开始后一段时间的温度变化,则还缺少温度计;
(3)猜想II是认为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用,由于Cl-也能使高锰酸钾溶液褪色,故为了避免Cl-的干扰,故应补充MnSO4固体,通过测量溶液褪色的时间的长短来验证猜想,则还需的仪器是秒表;
(4)要通过对比实验来验证猜想Ⅱ,则实验B和实验A的试剂的选择应除了MnSO4固体不同,其他均应相同,故试管B内加入的试剂是在试管A试剂的基础上多加了MnSO4(s),由于结论是猜想II成立,则试管B的褪色时间应该比试管A的更快,故答案为
试管A
试管B
加入试剂
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4,少量MnSO4(s)
实验现象(褪色时间)
褪色较慢
褪色较快
结论
猜想Ⅱ正确
3.某化学兴趣小组欲测定KClO3,溶液与
溶液反应的化学反应速率.所用试剂为10mL0.1mol/LKClO3,溶液和
溶液,所得数据如图所示。
已知:
。
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min内的平均反应速率
________
。
(2)某同学仔细分析实验数据后发现,在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小.某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素,具体方法如表示。
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快
向烧杯中加入10mL0.1mo//L的
溶液和10mL0.3mol/L的
溶液,
Ⅱ
取10mL0.1mo/L的
溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl固体,再加入10mL0.3mol/L的
溶液
Ⅲ
溶液酸性增强加快了化学反应速率
分别向a、b两只烧杯中加入10mL0.1mol/L的
溶液;向烧杯a中加入1mL水,向烧杯b中加入1mL0.2mol/L的盐酸;再分别向两只烧杯中加入10mL0.3mol/L的
溶液
①补全方案Ⅰ中的实验操作:
________。
②方案Ⅱ中的假设为________。
③除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是________。
④某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:
________。
⑤反应后期,化学反应速率变慢的原因是________。
【答案】0.0025插入温度计生成的
加快了化学反应速率生成的
加快了化学反应速率将1mL水改为1mL0.2mol/L的NaCl溶液反应物浓度降低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min内生成氯离子的浓度是0.010mol/L,所以平均反应速率
;
(2)①由于是假设该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化;
②方案I、Ⅱ相比较,Ⅱ中加入了少量氯化钠,所以方案Ⅱ中的假设为生成的
加快了化学反应速率;
③由于反应中还有硫酸根离子生成,则除I、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率;
④为防止氯离子对实验的干扰,则改进措施是将1mL水改为1mL0.2mol/L的NaCl溶液;
⑤反应后期反应物浓度减小,因此化学反应速率变慢。
【点睛】
对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。
每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
4.氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
(1)实验①和②的目的是_________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。
为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________(填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______或______来比较。
(2)0.1gMnO2粉末加入50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
请解释化学反应速率变化的原因:
_____________。
请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无需写出具体操作):
a._________________;b.___________________。
【答案】探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率相同时间内产生O2的体积生成相同体积O2所需要的时间随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢0.11mol·L-1MnO2的质量有没有改变MnO2的化学性质有没有改变
【解析】
【详解】
I.
(1)实验①和②中H2O2的浓度不同,其它条件相同,故实验目的是探究浓度对反应速率的影响;实验时没有观察到明显现象是因为反应太慢,那么就要采取措施加快反应,可以向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。
(2)从图可以看出产生O2的最终体积相等,但溶液的酸碱性不同,反应速率不同,在碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
II.
(1)通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢时可以看相同时间内产生O2的体积,或生成相同体积O2所需要的时间。
(2)从图可以看出,反应开始后,在相同的时间内生成的O2的体积逐渐减小,反应速率变慢,那么造成反应变慢的原因是随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;反应在进行到4min时O2的体积不再改变,说明反应完全,生成O2的物质的量为:
60×10-3L÷22.4L/mol=2.7×10-3mol,根据反应2H2O2=2H2O+O2↑,生成2.7×10-3molO2,需要消耗H2O2的物质的量为5.4×10-3mol,则H2O2的物质的量浓度为:
5.4×10-3mol÷0.05L=0.11mol·L-1;要探究MnO2是不是起到催化作用,根据催化剂在反应中的特点:
反应前后质量和性质没有发生改变,所以需要补做实验来确定MnO2的质量有没有改变、MnO2的化学性质有没有改变。
5.(10分)“碘钟”实验中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/mol·L-1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82-)/mol·L-1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是。
(2)显色时间t1=。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为(填字母)。
A.<22.0sB.22.0~44.0sC.>44.0sD.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是。
【答案】研究反应物I﹣与S2O82﹣的浓度对反应速率的影响29.3A反应速率与反应物起始浓度乘积成正比
【解析】
(1)观察表格数据:
进行了5组实验,随c(I-)、c(S2O82-)的不同,反应所需的时间不同,故该实验的目的是研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响;
(2)比较①、②、⑤三组实验数据:
c(S2O82-)相同,c(I-)增大两倍,反应所需的时间就减小两倍,则c(I-)增大三倍,反应所需的时间就减小三倍,故t1=88.0/3=29.3s;
(3)升温,反应速率加快,则反应所需的时间减少,故t2<22.0s;
(4)由①、②、⑤,得:
反应时间与c(I-)成反比、反应速率与c(I-)成正比,
由②、③,得:
反应时间与c(S2O82-)成反比、反应速率与c(S2O82-)成正比,
故得到的结论是化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比显色时间与反应物起始浓度乘积成反比;
6.某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:
30%H2O2溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下:
操作
现象
甲
向I的锥形瓶中加入______,向I的______中加入30%H2O2溶液,连接I、Ⅲ,打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是__________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。
为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是________________________。
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。
学生将I中产生的气体直接通入下列________溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2。
A.酸性KMnO4 B.FeCl2 C.氢硫酸 D.品红
(5)资料显示:
KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化:
4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。
该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应(写离子方程式)_____________________造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确。
_________________________________________。
【答案】MnO2固体分液漏斗O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用不同浓度的稀硫酸作对比实验AD3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误
【解析】试题分析:
由题中信息可知,可利用装置Ⅰ、30%H2O2溶液、MnO2固体制备O2,或者选用装置Ⅱ和KMnO4固体制备O2,然后利用装置Ⅲ和0.1mol/LH2SO4溶液探究O2与KI溶液发生反应的条件。
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下:
操作
现象
甲
向I的锥形瓶中加入MnO2固体,向I的分液漏斗中加入30%H2O2溶液,连接I、Ⅲ,打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝
(2)丙实验中,根据实验现象可知,在酸性条件下,O2与KI溶液反应生成了碘,其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。
(3)对比乙、丙实验可知,乙实验中没有使用0.1mol/LH2SO4溶液、没有碘生成,故O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。
为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响,可采取的实验措施是:
使用不同浓度的稀硫酸作对比实验。
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。
欲证明白雾中是否含有H2O2,根据其具既有还原性又有氧化性,可以将I中产生的气体直接通入酸性KMnO4 溶液或品红溶液中,若观察到酸性KMnO4 溶液褪色或品红溶液褪色,而O2不能使这两种溶液褪色,所以O2中有H2O2。
故应选择AD两种溶液。
O2也能与FeCl2 溶液、氢硫酸反应,故不能用于检验所以O2中是否有H2O2。
(5)资料显示:
KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化:
4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。
该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,说明I2可能与KOH发生了歧化反应,其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。
要证明这个猜想是否正确,可以利用I-和IO3-可以发生归中反应生成I2,设计实验方案检验I2,实验方案是:
在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
点睛:
本题以探究影响化学反应速率的因素的实验为载体,考查了实验方案的设计与评价,实验方案设计的一般要求、常见气体的制备方法、常见物质的检验方法等等。
要求学生要掌握控制变量法,能根据控制变量法设计实验方案,探究某个变量对事件的影响规律,掌握常见气体的制备方法,掌握常见物质的检验方法,并且能根据物质的组成特点选择合适的检验方法。
7.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
某实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计方案如下(KMnO4溶液已酸化):
实验序号
A溶液
B溶液
①
20mL0.lmol·L-lH2C2O4溶液
30mL0.01mol.L-lKMnO4溶液
②
20mL0.2mol·L-lH2C2O4溶液
30mL0.01mol.L-lKMnO4溶液
(1)该实验探究的是______对化学反应速率的影响。
相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_____(填实验序号)。
(2)若实验①在2min末注射器的活塞向右移动到了bmL的位置,则这段时间的反应速率可表示为v(CO2)=______mL/min。
若实验②在tmin收集了4.48×10-3LCO2(标准状况下),则tmin末c(MnO4-)=______。
(3)该小组同学发现反应速率总是如图二,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①___________、②___________。
(4)已知草酸是一种二元弱酸,其电离常数K1=5.4×10-2、K2=5.4×10-5,写出草酸的电离方程式_______、________。
试从电离平衡移动的角度解释K1>>K2的原因_______________。
【答案】草酸的浓度②>①(b-20)/25.2×10-3mol/L产物Mn2+是反应的催化剂反应放热H2C2O4
H++HC2O4-HC2O4-
H++C2O42-前一步电离出的H+对后面的电离有抑制作用
【解析】试题分析:
本题考查设计实验方案探究外界条件对化学反应速率的影响,化学反应速率的计算以及外界条件对化学反应速率的影响,多元弱酸的电离平衡。
(1)分析实验①和实验②,所用KMnO4溶液是等体积、等浓度,所用H2C2O4溶液体积相同、浓度不同,所以该实验的目的是探究H2C2O4的浓度对化学反应速率的影响。
由于实验①中H2C2O4溶液的浓度比实验②中低,实验①的反应速率比实验②慢,相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是②
①。
(2)实验①向锥形瓶中加入20mL的H2C2O4溶液,活塞会向右移动20mL,在2min末注射器的活塞向右移动到了bmL的位置,则收集到CO2的体积为(b-20)mL,则这段时间的反应速率可表示为υ(CO2)=(b-20)mL
2min=(b-20)/2mL/min。
若实验②在tmin收集了4.48×10-3LCO2(标准状况下),n(CO2)=4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全国 备战 高考 化学 化学反应 速率 化学平衡 综合 模拟 汇总 详细 答案