备战高考化学备考之化学反应的速率与限度压轴突破训练培优篇Word文档下载推荐.docx
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(3)若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下),则在2min末,c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50mL)
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_____________来比较化学反应速率。
(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①__________________________;
②__________________________。
【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O浓度①②0.0056KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2+是反应的催化剂
【解析】
【详解】
(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,把草酸氧化成CO2,根据化合价升降法进行配平,其离子反应方程式为:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)对比表格数据可知,草酸的浓度不一样,因此是探究浓度对化学反应速率的影响,浓度越大,反应速率越快,则①<
②;
(3)根据反应方程式并结合CO2的体积,求出消耗的n(KMnO4)=2×
10-5mol,剩余n(KMnO4)=(30×
10-3×
0.01-2×
10-5)mol=2.8×
10-4mol,c(KMnO4)=2.8×
10-4mol÷
50×
10-3L=0.0056mol·
L-1;
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;
(5)t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①此反应是放热反应,温度升高,虽然反应物的浓度降低,但温度起决定作用;
②可能产生的Mn2+是反应的催化剂,加快反应速率。
2.一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:
3A(g)+B(g)⇌2C(g),开始时加入4molA、6molB、2molC,2min末测得C的物质的量是3mol。
(1)用A的浓度变化表示的反应速率是:
________;
(2)在2min末,B的浓度为:
___________;
(3)若改变下列一个条件,推测该反应速率发生的变化(填变大、变小、或不变)①升高温度,化学反应速率_____;
②充入1molB,化学反应速率___;
③将容器的体积变为3L,化学反应速率_________。
【答案】0.375mol·
L-1·
min-12.75mol·
L-1变大变大变小
【分析】
根据题干信息,建立三段式有:
据此分析解答。
(1)2min内,用A的浓度变化表示的反应速率为:
,故答案为:
0.375mol·
min-1;
(2)根据上述分析可知。
在2min末,B的物质的量为5.5mol,则B的浓度,故答案为:
2.75mol·
L-1;
(3)①升高温度,体系内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,化学反应速率变大,故答案为:
变大;
②冲入1molB,体系内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,化学反应速率变大,故答案为:
③将容器的体积变为3L,浓度减小,单位体积内的活化分子数减小,有效碰撞几率减小,化学反应速率变小,故答案为:
变小。
3.合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。
氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
该可逆反应达到平衡的标志是___。
a.3v正(H2)=2v逆(NH3)
b.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2
c.容器内的总压强不再随时间而变化
d.混合气体的密度不再随时间变化
(2)工业上可用天然气原料来制取合成氨的原料气氢气。
某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的
原理,在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。
请回答下列问题:
时间/min
CH4(mol)
H2O(mol)
CO(mol)
H2(mol)
0.40
1.00
5
a
0.80
c
0.60
7
0.20
b
d
10
0.21
0.81
0.19
0.64
①写出工业用天然气原料制取氢气的化学方程式:
___。
②分析表中数据,判断5min时反应是否处于平衡状态?
___(填“是”或“否”),前5min反应的平均反应速率v(CH4)=___。
③反应在7~10min内,CO的物质的量减少的原因可能是___(填字母)。
a.减少CH4的物质的量b.降低温度c.升高温度d.充入H2
【答案】cCH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)是0.020mol·
min-1d
(1)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的物理量不变,据此分析,注意不同物质的反应速率之比等于计量系数之比;
(2)①结合表中数据,根据化学计量数与物质的量呈正比进行分析解答;
②根据平衡时物质的浓度不再发生变化分析;
根据反应速率=△c/△t计算;
③反应在7~10min内,CO的物质的量减少,而氢气的物质的量增大,据此分析。
(1)a.达到平衡状态时,v正(H2):
v逆(NH3)=3:
2,即2v正(H2)=3v逆(NH3),故a错误;
b.氮气和氢气都是反应物,单位时间内生产mmol氮气的同时,必然生成3mmol氢气,反应不一定达到平衡状态,故b错误;
c.该反应正反应是体积减小的反应,在恒容条件下,反应正向进行,气体的总压强减小,反应逆向进行,气体的总压强增大,容器内的总压强不变时,反应达到平衡状态,故c正确;
d.根据质量守恒、容器的体积不变得知,无论反应是否达到平衡状态,混合气体的密度始终不变,所以不能作为判断平衡状态的依据,故d错误;
故答案为:
c;
(2)①由表中数据可知,反应5min,消耗0.2molH2O,生成0.3molH2,因此H2O和H2的化学计量数之比为1:
3,反应7min时,消耗0.2molCH4,生成0.2molCO,因此CH4和CO的化学计量数之比为1:
1,则用天然气原料制取氢气的化学方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),故答案为:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g);
②根据方程式CH4+H2O=CO+3H2结合表中数据可知c=0.2,所以5min时反应已经处于平衡状态;
前5min内消耗甲烷是0.2mol,浓度是0.1mol/L,则反应的平均反应速率v(CH4)=0.1mol/L÷
5min=0.02mol·
L-1·
min-1,故答案为:
是;
0.020mol·
③反应在7~10min内,CO的物质的量减少,而氢气的物质的量增大,可能是充入氢气,使平衡逆向移动引起的,d选项正确,故答案为:
d。
4.某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示已知A、B、C均为气体。
(1)该反应的化学方程式为_______________。
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为_______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。
A.v(A)=2v(B)
B.容器内气体密度不变
C.v逆(A)=v正(C)
D.各组分的物质的量相等
E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为_______________。
(5)下表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据:
用制取所需的时间秒
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
无催化剂、加热
360s
480s
540s
720s
MnO2催化剂、加热
10s
25s
60s
120s
①该研究小组在设计方案时。
考虑了浓度、_______________、_______________等因素对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对分解速率有何影响?
_______________。
(6)将质量相同但聚集状态不同的分别加入到5mL5%的双氧水中,并用带火星的木条测试。
测定结果如下:
催化剂
操作情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
混合不振荡
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5分钟
块状
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30分钟
①写出发生分解的化学反应方程式_______________。
②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。
【答案】2A(g)+B(g)⇌2C(g)0.1mol/(L∙min)CE40%温度催化剂增大反应物浓度越大,可以加快反应速率;
升高温度,可以加快化学反应速率;
使用合适的催化剂,可以加快化学反应速率;
(答其中一条即可)2H2O22H2O+O2↑固体的接触面积
通过各物质的物质的量变化与计量系数呈正比,可得反应式为2A(g)+B(g)⇌2C(g),同时通过变化量可以就算化学反应速率以及反应物的转化率;
平衡状态的判定:
A.v(A)=2v(B),没有体现正逆方向,不能判定是否达到平衡,错误;
B.容器内气体密度不变,该体系从开始反应到平衡,密度是定值没有变化,不能判定是否达到平衡状态,错误;
C.v逆(A)=v正(C),不同物质正逆反应速率呈计量系数比,可以判定达到平衡,正确;
D.各组分的物质的量相等,不能作判定,错误,可以改成各物质的量保持不变,可判定平衡;
E.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量M,由于前后气体粒子数目可变,则混合气体的相对分子质量和M是变量可以作平衡的判定依据,正确;
根据表格,探究双氧水的浓度、反应的温度、催化剂对过氧化氢H2O2分解速率的影响,在探究不同的因素时才用控制变量法来探究可得结果。
(1)由图像可得,A、B逐渐减小是反应物,C逐渐增多是产物,当反应到达2min,Δn(A)=2mol,Δn(B)=1mol,Δn(C)=2mol,各物质的物质的量变化与计量系数呈正比,故反应式为2A(g)+B(g)⇌2C(g);
(2)反应开始至2分钟时,B的
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