备战高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练附详细答案Word文件下载.docx
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①反应速率最大的时间段是____________(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)min,原因是____________。
②在2~3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。
(设溶液体积不变)
(2)B学生也做同样的实验,但由于反应太快,测不准氢气体积,故想办法降低反应速率,请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。
(填写代号)
A.冰块B.HNO3溶液C.CuSO4溶液
(3)C同学为了探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如图所示的实验。
可通过观察___________________________现象,定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________________________,
【答案】2~3因该反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快0.2mol·
L-1·
min-1A反应产生气泡的快慢控制阴离子相同,排除阴离子的干扰
【解析】
【分析】
(1)单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快;
锌与盐酸反应放热;
②2~3min生成氢气的体积是448mL(标准状况),物质的量是
,消耗盐酸的物质的量0.4mol;
(2)根据影响反应速率的因素分析;
(3)双氧水分解有气泡产生;
根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同;
【详解】
(1)根据表格数据,2min~3min收集的氢气最多,反应速率最大的时间段是2~3min;
锌与盐酸反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快;
,消耗盐酸的物质的量0.04mol,
=0.2mol·
min-1;
(2)A.加入冰块,温度降低,反应速率减慢,故选A;
B.加入HNO3溶液,硝酸与锌反应不能生成氢气,故不选B;
C.加入CuSO4溶液,锌置换出铜,构成原电池,反应速率加快,故不选C;
(3)双氧水分解有气泡产生,可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较催化效果;
根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同,排除阴离子的干扰,所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。
【点睛】
本题主要考查化学反应速率的影响因素,明确影响反应速率的因素是解题关键,注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用,理解原电池原理对化学反应速率的影响。
2.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,在400mL稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
①哪一时间段反应速率最大_______min(填“0~1”、“1~2”、“2~3”、“3~4”、“4~5”),原因是________。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变)。
(2)该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:
①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
②实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是_______。
③要减慢上述实验中气体产生速率,可采取的合力措施有_______、_______(答两种)。
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_______。
②该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变B.X、Y的反应速率比为3:
1
C.容器内气体压强保持不变D.容器内气体的总质量保持不变E.生成1molY的同时消耗2molZ
③2min内Y的转化率为_______。
【答案】2~3因该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快.0.025mol·
min-1CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率;
Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积;
升高温度等(答两种即可)3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)AC10%
(1)①相同时间内收集的气体体积越多,该反应速率越快;
温度越高化学反应速率越快;
②先计算生成氢气物质的量,再根据关系式计算消耗n(HCl),利用v=
计算盐酸反应速率;
(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn原电池,原电池反应比化学反应速率快;
②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag;
③从影响反应速率的因素分析;
(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,据此确定化学方程式;
②可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;
③Y的转化率=
×
100%;
(1)①相同通条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;
由表中数据可知,反应速率最大的时间段是2∼3min,原因是:
该反应是放热反应,温度越高,反应速率越大;
②3∼4分钟时间段,收集的氢气体积=(576−464)mL=112mL,n(H2)=
=0.005mol,根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×
0.005mol=0.01mol,则v(HCl)=
=0.025mol/(L⋅min);
(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn原电池,而加快化学反应速率;
②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag,即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用;
③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑,可采取的合力措施有:
增加锌的表面积;
升高温度或适当增大硫酸的浓度等;
(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0−0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0−0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5−0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:
0.2mol:
0.4mol=3:
1:
2,则该反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g);
②A.Y的体积分数在混合气体中保持不变,说明各物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.X、Y的反应速率比为3:
1时,如果反应速率都是指同一方向的反应速率,则该反应不一定达到平衡状态,故B错误;
C.反应前后气体压强减小,当容器内气体压强保持不变时,各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;
D.容器内气体的总质量一直保持不变,故D错误;
E.生成1molY的同时消耗2molZ,所描述的为同向反应过程,不能判断反应达到平衡状态,故E错误;
答案选AC;
100%=
100%=10%。
3.
(1)已知3H2(g)+N2(g)
2NH3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s
50
150
250
350
n(NH3)/mol
0.24
0.36
0.40
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__。
(2)已知:
键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N
N的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1molNH3过程中__(填“吸收”或“放出”)的能量为__。
(3)为加快反应速率,可以采取的措施是__。
a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3
(4)CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)。
科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:
反应①:
CH4(g)
C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:
C(ads)+CO2(g)
2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:
CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为___。
能量变化图中:
E5+E1___E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】
放出46kJb
<
(1)根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知,0~50s内的平均反应速率
;
(2)该反应中反应物总键能为(3×
436+946)kJ/mol=2254kJ/mol,生成物的总键能为6×
391kJ/mol=2346kJ/mol,反应物总键能小于生成物总键能,由此可知,生成2molNH3时,放出(2346-2254)kJ=92kJ能量,则生成1molNH3过程中放出能量为
(3)a.降低温度会使化学反应速率降低,故a不符合题意;
b.增大压强能够增大化学反应速率,故b符合题意;
c.恒容时充入He气,各组分的浓度未发生改变,化学反应速率不变,故c不符合题意;
d.恒压时充入He气,容器体积将增大,各组分浓度将减小,化学反应速率将减小,故d不符合题意;
e.及时分离NH3,将使体系内压强降低,化学反应速率将减小,故e不符合题意;
故答案为:
b;
(4)由图可知,1molCH4(g)与1molCO2(g)的总能量为E1kJ,2molCO(g)与2molH2(g)的总能量为E3kJ,生成物总能量高于反应物总能量,该反应为吸热反应,则由CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为:
反应①为慢反应,反应②为快反应,由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能,即E4-E1>
E5-E2,故E5+E1<
E4+E2。
4.铁在自然界分布广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。
原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。
除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为______________、__________
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