6.1.2影响化学反应速率的因素 分层练习 (含解析)2023-2024高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册

6.1.2影响化学反应速率的因素
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.氯化锌可用作有机合成工业的脱水剂、缩合剂等。以冷热镀管废料锌灰(主要成分为ZnO、ZnCl2,还含有SiO2、CuO和FeO)为原料制ZnCl2晶体的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A.适当升高盐酸的温度,可缩短①中锌灰酸浸溶解的时间
B.①中酸浸时需要加入过量的盐酸
C.③中加入H2O2能氧化Fe2+和增大溶液的pH
D.④中将滤液C直接蒸发即可得到ZnCl2晶体
2.在反应中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析中,不正确的是
A.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能 B.增大,单位体积内活化分子数增大
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加 D.增大压强,活化分子的百分数增大
3.化学与日常生活密切相关,下列说法中错误的是
A.将食物放在冰箱里,可以减慢食物腐败 B.热的纯碱溶液有利于去除餐具上的油污
C.通常用质量分数为75%的酒精杀菌消毒 D.给庄稼施肥时不宜将氯化铵和草木灰混用
4.下列说法正确的是
A.将金属A投入B的盐溶液中,A溶解说明A的金属性比B的金属性强
B.用干燥洁净的铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,说明该溶液是钠盐溶液
C.合成新型农药可以在元素周期表的金属与非金属交界处区域探寻
D.探究催化剂对H2O2分解速率的影响:在相同条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象
5.设(反应速率为v1);(反应速率为v2),对于上述反应,当增大容器体积时,v1和v2的变化情况为
A.同时增大 B.同时减小
C. v1增大,v2减小 D. v1减小,v2增大
6.工业上将NH3和NO在催化剂表面转化为N2和H2O的反应进程中相对能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A.NH2NO是该反应的催化剂
B.总反应中n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶3
C.平衡后当升高温度时,总反应v(正)<v(逆)
D.H的移除过程因相对能量较低,故此步反应速率很快
7.工业上生产硫酸的主要反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(放热反应)。现在一个2 L的容积不变的密闭容器中投入2 mol SO2和1 mol O2,研究温度对SO2的平衡转化率和对催化剂催化效率(催化效率越高,化学反应速率越快)的影响,结果如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.450 ℃时,若5 min 达到平衡,则v(O2)=0.09 mol·L-1·min-1
C.工业合成SO3的最佳温度是250℃
D.SO3的生产速率:v(N)一定大于v(M)
8.下列事实或做法与化学反应速率无关的是
A.灌制香肠时,添加红曲红 B.餐后立即喝水不利于健康
C.常用冰箱保存食物 D.食品加工时,往往添加抗氧化剂
9.少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的
①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加少量CuO固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑦改用10mL0.1mol·L-1的盐酸
A.①⑤⑥ B.②④ C.③⑥⑦ D.③⑤⑦
10.2SO2+O22SO3是接触法制硫酸工艺中的一个重要反应,下列关于该反应的说法错误的是
A.增加SO2的浓度能加快该反应的速率
B.反应过程中SO2能全部转化为SO3
C.降低体系温度会减慢该反应的速率
D.使用催化剂能改变反应的速率
二、填空题
11.一定条件下,在2L的密闭容器中,A、B两种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)0~4min内,用B表示的化学反应速率(B)= 。
(3)第4min时,正、逆反应速率的大小关系为 (正) (填“>”、“<”或“=”) (逆)。
(4)下列措施能加快反应速率的是 (填字母)。
A.升高温度 B.恒温恒压下充入He C.使用催化剂
(5)有2molB生成时,放出kJ的热量,则该反应达到图中平衡时放出的热量为 。
①等于0.2kJ ②小于0.2kJ ③大于0.2kJ
12.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1= (写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为 mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于 kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若所得溶液c():c()=2:1,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是 。
13.我国力争在2060年前实现“碳中和”,综合利用具有重要的意义。、条件下,与反应可制得气态甲醇(),其反应方程式为。
(1)为了加快该反应的速率,可以采取措施 (任写一种)。
(2)在实际生产中,测得合成塔中及的物质的量随时间变化如下图所示,则图中代表的曲线是 (填“X”或“Y”),v(正)与v(逆)相等的点为 (填字母)。
(3)在一定温度下,将与气体混合于2 L密闭容器中制甲醇,末生成,请计算:
①用单位时间内浓度的减小来表示内该反应的平均速率为 ;
②末容器中的物质的量浓度为 。
14.在过氧化氢溶液中加入少量粉末,标准状况下产生气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)充分反应后,产生气体的总体积是 。
(2)产生一半气体所需的时间为 。
(3)A、B、C、D各点反应速率从快到慢的顺序为 ,反应速率变化的原因是 。
(4)求时,以的体积变化表示的化学反应速率为 。
15.纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
(1)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH),其离子方程式为 。
(2)纳米铁粉与水中NO反应的离子方程式为4Fe+ NO+10H+===4Fe2++NH+3H2O,研究发现,若pH偏低将会导致NO的去除率下降,其原因是 。
(3)相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异(见图),产生该差异的可能原因是 。
Ⅰ含50 mg·L-1 NO的水样
Ⅱ含50 mg·L-1 NO+50 mg·L-1 Cu2+的水样
16.将0.1 mol MnO2粉末加入到50 mL过氧化氢溶液(H2O2,ρ=1.1 g/mL)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是 。
(2)放出一半气体所需的时间为 。
(3)A、B、C、D各点反应速率的快慢顺序为 。
(4)解释反应速率变化的原因: 。
(5)H2O2初始状态的浓度为 。
17.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如表所示:
序号 纯锌粉(g) 2.0mol·L-1硫酸溶液(mL) 温度(℃) 硫酸铜固体(g) 加入蒸馏水(mL)
Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0
Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0
Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0
Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0
①实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是 ,写出有关反应的离子方程式 , 。
将二氧化碳转化为甲醇等液体燃料实现“人工碳循环”,不仅能缓解温室效应,还将成为理想的能源补充形式。
中国团队研究出的铂(Pt)—硫化钼原子级分散催化剂,能有效拉近催化剂表面Pt原子之间的距离,将CO2高效转化为甲醇。实验表明,近邻Pt原子在CO2加氢转化为甲醇的过程中表现出比孤立Pt原子更高的催化活性。理论研究揭示了催化CO2加氢过程中相邻Pt原子间的协同作用。
针对这种“两个近邻Pt原子的催化活性高于两个孤立Pt原子的催化活性之和”的现象,他们创造性地提出了“单中心近邻原子协同催化”的新概念,突破了人们对单原子之间互不干扰的传统认识,为操纵催化性能创造新的途径。
请依据以上短文,判断下列说法是否正确(填“正确”或“错误”)。
18.CO2转化为甲醇属于化学变化。(_______)
19.新型催化剂的研发,能将CO2高效转化为甲醇。(_______)
20.在催化CO2加氢转化为甲醇的过程中,两个近邻Pt原子的催化活性低于两个孤立Pt原子的催化活性之和。(_______)
21.请根据有关知识,填写下列空白:
(1)拆开1mol H-H键,1mol N-H键,键分别需要吸收的能量为436kJ,391kJ,946kJ。则理论上生成 热量(填“吸收”或“放出”) kJ;事实上,反应的热量总小于理论值,理由是 。
(2)一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、乙三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①写出该反应的化学方程式 。
②从开始到10s用Z表示该反应的速率为 。
③为加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。
A.适当升高温度 B.恒容时充入Ne使压强增大
C.增大容器的体积 D.选择高效催化剂
22.某酸性工业废水中含有。光照下,草酸()能将其中的今转化为。某课题组研究发现,少量铁明矾能对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度的草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 初始pH 废水样品体积/mL 草酸溶液体积/mL 蒸馏水体积/mL
① 4 10 30
② 5 60 10
③ 60 20
测得实验①和②溶液中的浓度随时间变化关系如图所示。
(2)实验①和②的结果表明 对该反应的速率有影响。
(3)该课题组对铁明矾中起催化作用的成分提出如下假设(请你完成假设二和假设三):
假设一:起催化作用;
假设二: ;
假设三: ;……
(4)请你设计实验验证上述假设一完成下表中内容[除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有、、、等。溶液中的浓度可用仪器测定]。
实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
取 代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 反应进行相同时间后:若溶液中的浓度,则假设一成立;若溶液中的浓度 ,则假设一不成立
三、实验探究题
23.某同学欲探究Na2S2O3的有关化学性质,设计如图实验流程图。
请回答下列问题:
(1)用pH试纸测定溶液pH的操作方法是:
(2)写出生成白色沉淀W所涉及的离子方程式:
(3)将上述流程中所加BaCl2溶液和氯水的顺序颠倒,也得到白色沉淀,能否说明该白色沉淀与 W 为同种物质 (填“能”、“否”);
(4)取三支大小相同的试管,通过测定Na2S2O3溶液与稀硫酸反应出现浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验表格如下:
实验 序号 实验 温度/℃ 0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积/mL H2O的体积/mL 0.1mol/LH2SO4溶液的体积/mL 所需时间/s
甲 25 5 5 2 /
乙 25 5 6 1 /
丙 35 5 5 V /
①V= ;
②探究浓度对化学反应速率的影响,应选择 (填实验编号)组实验进行对比分析;
③为了准确控制反应的温度,应采用的加热方式为
24.某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验序号 反应温度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
① 20 10 0.1 10 0.1 0
② 20 5 0.1 10 0.1 5
③ 20 10 0.1 5 0.1 5
④ 40 5 0.1 10 0.1 5
(1)该反应的化学方程式 。
(2)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是 (填实验序号)。
(3)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:
i:能说明温度对该反应速率影响的组合是 (填实验序号);
ii:①和②、①和③的组合比较,所研究的问题是 。
(4)教材中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较: 。
25.铝是地壳中含量最多的金属,日常生活中有很多铝制品。某实验小组对铝与铜盐的置换反应展开了研究。已知铜盐溶液因铜离子水解会呈酸性。
(1)实验前需要对铝的表面先进行打磨处理,原因是 ,将铝处理好后剪成若干大小相同的小片,用于后续实验。
(2)铝与铜盐溶液的反应,向盛有铝片的试管中分别加入下列试剂,实验现象如表:
实验 操作 现象
I 0.5 mol/L CuCl2(aq) 15 s:大量气泡且有红色物质析出 60 s:反应进一步加快且反应剧烈放热,液体几乎沸腾 120 s:铝片反应完,试管中析出大量蓬松的红色物质
II 0.5 mol/LCuSO4(aq) 5 s:无明显现象 60 s:铝片表面有极少气泡 120 s:有少量气泡逸出,铝片边缘有少量红色物质
①实验I中生成的大量气泡可能是 ,实验I中生成红色物质的离子方程式为 。
②实验II反应明显比实验I缓慢,其原因可能有:
假设一:对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用。
假设二: 。
(3)为进一步验证上述假设,向盛有铝片的试管中分别加入下列试剂,实验现象如下:
实验 加入试剂 现象
III 先加入2 mL0.5 mol/L CuCl2(aq),再加入1 g Na2SO4(s) 有大量气泡产生,生成红色物质,加入Na2SO4固体后速率几乎不变
IV 先加入2 mL0.5 mol/LCuCl2(aq),再加入5 g Na2SO4(s) 有大量气泡产生,生成红色物质,加入Na2SO4固体后速率几乎不变
V 先加入2 mL0.5 mol/LCuSO4(aq),再加入0.02 mol NaCl(s) 加入NaCl固体前几乎没现象,加入后,铝片表面迅速产生大量气体和红色物质
VI 先加入2 mL0.5 mol/LCuSO4(aq),再加入______NH4Cl(s) 加入NH4Cl固体前几乎没现象,加入后,铝片表面迅速产生大量气体和红色物质
①实验VI中NH4Cl固体的物质的量是 。
②实验VI的设计目的是 。
③实验I与实验III、IV作对比,实验结论为 。
④实验II与实验V、VI作实验结论为 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.要加快①中锌灰酸浸溶解的速率,盐酸是挥发性酸,只能适当升高盐酸的温度,选项A正确;
B.①中酸浸时,加入的盐酸需过量,目的是防止溶液中、、的水解,选项B正确;
C.③中反应为,反应过程中消耗,增大了溶液的pH,转化为沉淀,选项C正确;
D.④中要得到晶体,需防止在蒸发过程中水解,应在HCl氛围中蒸发,选项D错误。
答案选D。
2.D
【详解】A.加入合适的催化剂,能降低反应的活化能,反应速率增大,A正确;
B.增大碘化氢的浓度,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,B正确;
C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,C正确;
D.增大压强,单位体积内活化分子数增多,反应速率增大,但活化分子百分数不变,D错误;
答案选D。
3.C
【详解】A.降低温度,可以减慢化学反应速率,正确;
B.热的纯碱会增大的水解程度,有利于除去油污,正确;
C.通常用体积分数为75%的酒精杀菌消毒,错误;
D.草木灰中含有碳酸钾,铵根离子和碳酸根离子会相互促进水解,增大了一水合氨的浓度,而一水合氨易分解生成氨气,会造成氮肥损失,正确;
故选C。
4.D
【详解】A.将金属A投入B的盐溶液中,A溶解,没有指出置换出B,则不能说明A的金属性比B的金属性强,如铜与氯化铁的反应,A错误;
B.用干燥洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,说明溶液中一定存在钠离子,该溶液可能为钠盐,有可能为氢氧化钠,所以不一定为钠盐,B错误;
C.应在右上角的非金属元素区域寻找制备新型农药材料的元素,C错误;
D.两支试管中装有等体积、等浓度H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl3溶液,氯化铁能改变化学反应速率,能达到实验目的,D正确;
答案选D。
【点睛】本题考查较为综合,涉及金属性比较、物质的检验、元素周期表的应用、探究外界条件对化学反应速率的影响等知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握实验的严密性和可行性的评价,难度中等,选项A是易错点,注意举例排除法的灵活应用。
5.B
【详解】和都是由气体参加的反应,增大容器体积时,除C(s)外,两个反应的反应物和生成物的浓度都减小,气体的压强减小,反应速率均减小,所以B选项正确;故选B。
6.C
【详解】A.观察相对能量-反应进程曲线可知,NH3吸附在催化剂表面后,经过一定的反应形成NH2NO,NH2NO又经过反应得到N2和H2O,所以NH2NO是该反应过程的活性中间体,而不是催化剂。A项错误;
B.由题中:NH3和NO在催化剂表面转化为N2和H2O,可知总反应方程式为6NO+4NH35N2+6H2O。其中,NO中N元素的化合价由+2价变为0价,化合价降低,NO作氧化剂。NH3中N元素的化合价由-3价变为0价,化合价升高,NH3作还原剂,由总反应可知,n(氧化剂)∶n(还原剂)=3∶2,B项错误;
C.由曲线图可知,起始相对能量高于终态,说明这是一个放热反应,升高温度平衡向逆反应反向移动。所以平衡后,升高温度,正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度,总反应v(正)<v(逆),C项正确;
D.相对能量-反应进程曲线表明,全过程只有H的移除过程相对能量逐渐升高,这是一个需要吸收能量越过能垒的反应,其速率是全过程中几个反应中最慢的,D项错误;
答案选C。
7.B
【详解】A.升高温度,物质的内能增加,分子之间有效碰撞次数增加,使正反应速率增大,逆反应速率也同时增大,A错误;
B.在反应开始时加入2 mol SO2和1 mol O2发生反应,达到平衡时SO2转化率是90%,反应消耗SO2的物质的量是△n(SO2)=2 mol×90%=1.8 mol,则根据物质反应转化关系可知反应消耗O2的物质的量是△n(O2)=△n(SO2)=0.9 mol,若5 min 达到平衡,则v(O2)==0.09 mol·L-1·min-1,B正确;
C.根据图示可知:合成SO3的反应在450℃时SO2的转化率最高,故工业合成SO3的最佳温度是450℃,C错误;
D.催化剂只有在一定温度下才能达到其最佳活性。温度越高,化学反应速率越快。但根据图示可知,不同温度下的催化剂的催化活性:N<M。且催化剂对化学反应速率的影响远大于温度对化学反应速率的影响,因此反应速率:v(N)<v(M),D错误;
故合理选项是B。
8.A
【详解】A.红曲红为着色剂,灌制香肠时,添加红曲红与反应速率无关,A符合题意;
B.餐后立即喝水会稀释胃酸,降低食物消化的速率,所以与化学反应速率有关,B不符合题意;
C.将食物存放冰箱保存,温度降低,降低活化分子百分数,所以能减慢反应速率,与化学反应速率有关,C不符合题意;
D.抗氧化剂可以减慢食品氧化的速率,所以与化学反应速率有关,D不符合题意;
综上所述答案为A。
9.C
【详解】①加水稀释,溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故不符合题意;
②加氢氧化钠固体,氢氧根离子与溶液中氢离子反应,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故不符合题意;
③滴入几滴浓盐酸,溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,故符合题意;
④加少量氧化铜固体,氧化铜与氢离子反应生成的铜离子与铁发生置换反应生成铜,铜与铁在溶液中过程原电池,反应速率加快,但与氢离子反应的铁的物质的量减小,生成氢气的产量减小,故不符合题意;
⑤加氯化钠溶液,溶液体积增大,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故不符合题意;
⑥升高温度,在盐酸不挥发的条件下,反应速率加快,故符合题意;
⑦改用10mL0.1mol·L-1的盐酸,溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,故符合题意;
③⑥⑦符合题意,故选C。
10.B
【详解】A.增大浓度速率加快,故A正确;
B.可逆反应中反应物不能全部转化为生成物,故B错误;
C.降低温度速率减慢,故C正确;
D.催化剂可以改变反应的速率,D正确;
故选B。
11.(1)3A(g)2B(g)
(2)
(3)>
(4)AC
(5)②
【详解】(1)A的变化量为0.6mol,B的变化量为0.4mol,比值为3:2,该反应的化学方程式为3A(g)2B(g);
故答案为:3A(g)2B(g)。
(2);
故答案为:。
(3)第4min,A在减少,B增多,故反应正向进行,v(正)>v(逆);
故答案为:>。
(4)升温、加压、催化剂均可增加反应速率,故AC正确,注意恒T恒P充He,为了保持恒压,则体积增大,浓度减小,速率变小;
故答案为:AC。
(5)若反应3A(g)2B(g),彻底进行,放出QkJ热量,而△H=-QkJ·mol-1,A转化0.6mol,3molA放出QkJ热量,所以理论放出0.2QkJ热量,但此反应为可逆反应,不能进行彻底,故放出热量小于0.2QkJ;
故答案为:②。
12.(1)△H2+△H3+△H5
(2)AD
(3)
(4)100.8
(5) 10
(6)CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的氧化钙更加疏松多孔
【分析】(1)根据盖斯定律分析反应热。
(2)根据条件对反应速率和平衡的影响进行分析。
(3)根据电离平衡常数和水的离子积常数分析计算。
(4)根据平衡常数的计算公式计算。
(5)根据电离平衡常数分析溶液的pH大小,并结合溶液中离子浓度的关系计算溶液的pH值。
(6)根据能分解生成更多的气体,产生更多的气孔分析。
(1)
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1,b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2,c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3,d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4,e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5, 根据盖斯定律分析,将b+c+e 可得a CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1=△H2+△H3+△H5。
(2)
A. 增大CO2与CH4的浓度,增大浓度,对应的反应a、b、c的正反应速率都增加,故正确;B. 移去部分C(s),因为其为固体,对平衡无影响,故错误;C. 加入反应a的催化剂,能改变反应速率,但不影响平衡,不能提高CH4的平衡转化率,故错误;D. 降低反应温度,所有反应速率都减小,故反应a~e的正、逆反应速率都减小,故正确。故选AD。
(3)
k2= ,因为p(CO2)= 为pkPa×x,则c(CO2)= ymol·L-1kPa-1×p(CO2)=pxy,忽略碳酸氢根离子的电离时,c(H+)-c(OH-)=c( ),而c(H+) c(OH-)=KW,所以有K2=,则c(H+)= mol/L。
(4)
2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),等温等容条件下,压强之比等于物质的量比,可用分压表示物质的量浓度,平衡常数KP ,温度不变化学平衡常数不变,设平衡时,平衡体系中二氧化碳的分压为x,则p(CO2)= =105.8 kPa,二氧化碳的初始压强等于平衡压强减去碳酸氢盐分解生成的二氧化碳的分压,即二氧化碳的初始压强大于105.8-5=100.8kPa。
(5)
k2= ,则 ,当,,pH在 10.3,如果溶液的pH为13,则碳酸氢根离子浓度远远小于碳酸根离子浓度,则该溶液中所得阴离子为碳酸根离子。k2=,且所得溶液c():c()=2:1,,pH=10。
(6)
CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的氧化钙更加疏松多孔,具有更好的二氧化碳的捕集性能。
13.(1)适当升高温度
(2) Y cd
(3)
【详解】(1)温度越高反应速率越快、反应物浓度越大反应速率越快、气体压强越大反应速率越快、使用催化剂也能加快反应速率,则为了加快该反应的速率,可以采取的措施有:适当升高温度、使用催化剂等(任写一种)。
(2)X的物质的量增加、Y的物质的量减小,且物质的量变化值之比等与化学计量数之比,结合化学方程式可知,图中代表的曲线是Y。由图知,图中c、d点物质的量不再改变,反应已经处于平衡状态,故v(正)与v(逆)相等的点为c、d。
(3)①运用三段式知:
则用单位时间内浓度的减小来表示内该反应的平均速率为;
②末容器中的物质的量浓度。
14.(1)60mL
(2)1min
(3) D>C>B>A 随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小
(4)22.5mL/min
【详解】(1)反应方程式为2H2O22H2O+O2↑,该反应为不可逆反应,在5min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,由图像可知,生成氧气的体积为60mL(标准状况);
(2)由图像可知,当时间进行到1min时,生成氧气的体积为30mL,此时生成的氧气为总体积的一半,需要的时间为1min;
(3)反应物浓度越大反应速率越快,随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小,A、B、C、D各点反应速率从快到慢的顺序为D>C>B>A;
(4)内生成氧气的体积为45mL,以的体积变化表示的化学反应速率为。
15. 2Fe2++BH+4OH-===2Fe+2H2↑+B(OH) 纳米铁粉与H+反应生成H2 Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO的反应速率)
【详解】(1)向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-;
(2)pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气,可导致NO3-的去除率下降;
(3)由图可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应。
16. 60mL 1min D>C>B>A 随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小 0.11 mol L﹣1
【详解】(1)反应方程式为:2H2O22H2O+O2↑,该反应为不可逆反应,在5min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,由图像可知,生成氧气的总体积为60mL,故答案为60ml;
(2)由图像可知,当时间进行到1min时,生成氧气的体积为30mL,此时生成的氧气为总体积的一半,需要的时间为1min,故答案为1min;
(3)由图可知,随着反应的进行,相同时间内产生气体的体积减小,反应速率减小,即A、B、C、D各点反应速率的快慢顺序为D>C>B>A,故答案为D>C>B>A;
(4)随着反应进行,反应物的浓度逐渐减小,所以速率逐渐减小,故答案为:随着反应的进行,双氧水的浓度逐渐减小,反应速率也随着减小;
(5)生成氧气的体积为60mL,即0.06L, ,解得:n(H2O2)=≈0.00536mol,所以c(H2O2)=≈0.11 mol L﹣1,故答案为:0.11 mol L﹣1。
17. 浓度 探究硫酸铜的量对反应速率的影响
【详解】①由表中数据可知,实验Ⅰ和实验Ⅱ加入2.0mol·L-1硫酸溶液的体积不同,而液体的总体积相同,即实验Ⅰ和实验Ⅱ硫酸浓度不同,则实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究浓度对锌与稀硫酸反应速率的影响;
②实验Ⅲ和实验Ⅳ是探究硫酸铜的量对反应速率的影响,有关反应的离子方程式为、。
18.正确 19.正确 20.错误
【解析】18.CO2转化为甲醇的过程中生成了新的物质,属于化学变化,故答案为:正确;
19.催化剂能加快反应速率,所以新型催化剂的研发,能将CO2高效转化为甲醇,故答案为:正确;
20.根据题意,近邻Pt原子在CO2加氢转化为甲醇的过程中表现出比孤立Pt原子更高的催化活性,所以在催化CO2加氢转化为甲醇的过程中,两个近邻Pt原子的催化活性低于两个孤立Pt原子的催化活性之和的说法是错误的,故答案为:错误。
21.(1) 放出 92 该反应为可逆反应
(2) AD
【详解】(1)在反应中,断裂3mol 键,1mol N≡N键共吸收的能量为:,生成2mol ,共形成6mol 键,放出的能量为:,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,则1mol 生成放出的热量为:;事实上,反应的热量总小于理论值,原因为该反应为可逆反应,进行不彻底;
(2)①由图像可以看出X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比,
则有X:Y::::1:2,则反应的化学方程式为;
②反应开始到10s,用Z表示的反应速率为:;
③A.适当升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞增加,加快该反应的反应速率,A项选;
B.恒容时充入Ne,活化分子百分数不变,活化分子浓度不变,有效碰撞不变,不能加快该反应的反应速率,B项不选;
C.增大容器的体积,减小活化分子浓度,有效碰撞减少,反应的反应速率减小,C项不选;
D.选择高效催化剂,降低活化能,活化分子百分数增大,有效碰撞增加,加快该反应的反应速率,D项选;
答案选AD。
22. 60 30 4或5 20 溶液的pH 起催化作用起催化作用(两空答案不分先后) 等物质的量 大于实验①中的号浓度 等于实验①中的片浓度
【分析】根据速率影响的外界因素进行分析,做对比实验时利用控制变量法,保持其它条件不变,只改变其中一种条件,注意在改变浓度时,实质改变了溶液体积,为保持其它变量不变,需加水进行保持相同。
【详解】(1)①②中pH不同,是探究pH对速率的影响;做对比试验时,除了探究的量不同外,其它条件必须完全相同,所以①中废水条件为60mL、②中蒸馏水体积为30mL;试验中总体积必须相等,所以③中醋酸体积为20mL,其pH为5,以便通过②、③探究草酸浓度对反应速率的影响,故答案为:① 60 ② 30③ 5、20;
(2)由实验①②表明溶液pH越小,反应的速率越快,所以溶液pH对该反应的速率有影响,故答案为:溶液pH对该反应的速率有影响;
(3)根据铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]组成分析,Al3+起催化作用;起催化作用,
故答案为:Al3+起催化作用;起催化作用;
(4)要证明Fe2+起催化作用,需做对比实验,再做没有Fe2+存在时的实验,所以要选[Al2Fe(SO4)4·24H2O];用等物质的量K2SO4、Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验,反应进行相同时间后,若溶液中c()大于实验①中c(),则假设一成立;若两溶液中的c()相同,则假设一不成立;故答案为:等物质的量K2SO4、Al2(SO4)3·24H2O;大于实验①中的浓度;等于实验①中的浓度。
【点睛】注意控制变量法,所加入水需要保持溶液的总体积不变。根据改变一个量进行判断对反应速率的影响。
23. 取一小段pH试纸于表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中段,与比色卡对照,读出溶液的pH S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl﹣+10H+;Ba2++SO=BaSO4↓ 否 2 甲、乙 水浴加热
【分析】(2)硫代硫酸钠和氯化钡不反应,加入氯水后生成白色沉淀,是利用氯气和硫代硫酸根离子发生的氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀;
(3)先加入氯水可能会氧化硫代硫酸钠为硫单质沉淀,也可能硫代硫酸钠和钡离子形成白色沉淀;
【详解】(1)溶液pH的测定方法和步骤为取一小段pH试纸于表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中段,与比色卡对照,读出溶液的pH;
(2)硫代硫酸钠和氯化钡不反应,加入氯水后生成白色沉淀,是利用氯气和硫代硫酸根离子发生的氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀;反应的离子方程式为:S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl﹣+10H+;Ba2++SO=BaSO4↓;
(3)先加入氯水可能会氧化硫代硫酸钠为硫单质沉淀,也会使溶液变白色浑浊,或硫代硫酸钠和钡离子形成沉淀,不能说明沉淀成分相同;
(4)①研究化学反应速率的影响因素试验,需要其他条件不变,改变其中一个条件分析判断,所以丙中改变了温度,其他条件不变,V=2;
②探究浓度对化学反应速率的影响,分析图表数据可知,甲乙硫酸浓度不同观察反应的快慢;
③研究温度变化,温度低于100°C,利用水浴加热用温度计准确控制改变的温度,为了准确控制反应的温度采用水浴加热。
24. Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4 ④ ②和④ 相同温度下浓度对该反应速率的影响 SO2易溶于水,测定不精确或实验装置较复杂,不易控制
【分析】根据外界条件对反应速率的影响,结合反应特点和控制变量法分析解答。
【详解】(1)硫代硫酸钠和稀硫酸反应生成单质硫、二氧化硫、硫酸钠和水,反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+H2O+Na2SO4;
(2)温度越高,反应速率越快,浓度越大反应速率越快,先比较温度,④中温度最高、浓度大,反应速率最快,故答案为④;
(3)①能说明温度对该反应速率影响的组合应该是保持其他条件不变,则符合条件的组合是②和④,故答案为②和④;
②①和②、①和③的组合比较中温度相等,但浓度不同,所研究的问题是相同温度条件下浓度对该反应速率的影响,故答案为:相同温度条件下浓度对该反应速率的影响;
(4)由于SO2易溶于水,测定不精确或实验装置较复杂,不易控制,因此不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较,故答案为:SO2易溶于水,测定不精确或实验装置较复杂,不易控制。
25.(1)铝在常温下会与氧气反应,在表面生成一层致密的氧化膜
(2) 氢气 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用
(3) 0.02 mol 对照实验,排除Na+的干扰,证明Na+对该反应不造成影响 对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用 Cl-对A1与Cu2+的置换反应存在促进作用
【分析】铝是比较活泼的金属,在室温下能够与空气中的氧气反应产生一层致密的氧化物保护膜,实验前需要对铝的表面先进行打磨处理目的是除去氧化铝保护膜。Al能够与铜盐在溶液中发生置换反应产生Cu单质,置换反应是放热反应,在实验时要采用控制变量方法进行研究,根据Al与CuCl2、CuSO4反应,判断温度、浓度及酸根阴离子对化学反应速率的影响。
【详解】(1)铝在常温下会与氧气反应,在表面生成一层致密的氧化膜,实验前需要对铝的表面先进行打磨处理就是为了除去氧化铝保护膜,使铝与铜盐溶液接触发生反应;
(2)①CuCl2是强酸HCl与弱碱Cu(OH)2发生中和反应产生的盐,水溶液显酸性,实验I中生成的大量气泡可能是Al与酸性溶液反应产生的H2;
在实验I中Al与CuCl2在溶液中发生置换反应产生AlCl3、Cu,该反应的离子方程式为:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;
②等浓度的CuCl2、CuSO4溶液分别与等量、金属表面积相同的Al反应,CuCl2反应剧烈,而CuSO4溶液反应缓慢,根据二者的不同之处可知:实验II反应明显比实验I缓慢,其原因可能有:假设一:对Al与Cu2+的置换反应存在一定的抑制作用;假设二:Cl-对Al与Cu2+的置换反应存在促进作用;
(3)①采用控制变量方法研究,实验V中加入0.02 mol NaCl(s),而实验VI中NH4Cl固体物质阴离子相同,阳离子不同,其物质的量应该与V相同,即也是0.02 mol,也就是加入0.02 mol NH4Cl固体;
②实验VI的设计目的是对照实验,排除Na+的干扰,证明Na+对该反应不造成影响;
③通过对实验I与实验III、IV现象作对比,可知实验结论为:对Al与Cu2+的置换反应没有抑制作用;
④通过对实验II与实验V、VI现象作对比,可知实验结论为:Cl-对A1与Cu2+的置换反应存在促进作用

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