人教版 高中化学 必修二 实验活动7 化学反应速率的影响因素(含解析)


人教版 高中化学 必修二 实验活动7 化学反应速率的影响因素
一、单选题
1.实验室用下图所示装置,探究室温下与的反应,所用镁条质量和表面积相同,且均已用砂纸打磨,实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中,实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁。下列说法错误的是(  )
实验1 实验2 实验3
镁条表面有微小气泡,且溶液较长时间无明显变化 镁条表面有较多气泡且产生气泡速率逐渐加快,溶液中无明显现象 镁条表面有大量气泡,溶液逐渐变浑浊
A.实验1现象不明显,可能与表面生成了难溶的有关
B.实验2比实验1现象更明显,可能是由于玻璃导管内空间狭小,热量不易散失
C.由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论
D.实验3中破坏了在镁条表面的沉积,增大了镁与水的接触面积
2.决定化学反应速率的根本因素是(  )
A.温度和压强 B.反应物的浓度
C.参加反应的各物质的性质 D.催化剂的加入
3.H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢,为了加快H2O2分解,改变某一条件,下列装置与改变的条件相对应的是(  )
A.甲一温度、乙一浓度 、丙一催化剂
B.甲一浓度、乙一 催化剂、丙一 温度
C.甲一催化剂、乙一温度 、丙一浓度
D.甲一温度、乙一催化剂、丙一浓度
4.工业上常用碳和水蒸气反应制水煤气。在密闭容器中加入一定量的C(s)和H2O(g),发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法错误的是(  )
A.用碳粉代替碳块,CO(g)的生成速率增加
B.保持容器体积不变,充入氦气,反应速率增加
C.保持容器体积不变,将CO(g)抽离出来,反应速率减慢
D.升高温度,反应的正、逆速率均增加
5.下列做法不属于调控化学反应速率的是
A.将食物储存在冰箱中 B.在钢铁护栏表面刷油漆
C.向过氧化氢溶液中加入 D.用浓硝酸与Cu反应制
6.对于化学反应:,下列措施(其他条件一定)不能增大反应速率的是(  )
①增大溶液的浓度 ②粉碎固体 ③升高反应体系的温度
④减小反应体系的压强 ⑤加入饱和食盐水 ⑥增加固体质量
A.①②③ B.②⑤ C.③⑥ D.④⑤⑥
7.化学与生活息息相关,下列说法错误的是(  )
A.冰淇淋的运输常用干冰来保冷是利用干冰升华发生吸热反应
B.食品中添加抗氧化剂可减缓食品变质速率
C.“刀耕火种”的原理是以灰肥田,降低土壤酸度
D.打开啤酒瓶盖子会有气泡逸出与平衡的移动有关
8.对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),能增大正反应速率的措施是(  )
A.通入大量O2 B.增大反应容积
C.移去部分SO3 D.降低体系温度
9.升高温度能使反应速率加快,下列叙述正确的是(  )
A.降低反应所需的活化能
B.对于吸热反应、放热反应,反应速率同等程度加大
C.体系中活化分子总数不变
D.使反应体系的活化分子百分数增大
10.少量铁片与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的量,可以使用如下方法中的(  )
①加入碳粉
②加NaCl固体
③换成等量的铁粉
④改用10mL0.1mol·L-1盐酸
⑤滴入几滴硫酸铜溶液
⑥升高温度(不考虑盐酸挥发)
A.①③④⑥ B.③④⑤⑥ C.③⑤⑥ D.①③④⑤⑥
11.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(  )
组别 c(HCl)/mol 温度(℃) 状态
1 2.0 25 块状
2 2.5 30 块状
3 2.5 50 快状
4 2.5 30 粉末状
A.4-2-3-1 B.1-2-3-4 C.3-4-2-1 D.1-2-4-3
12.下列有关化学反应速率的说法正确的是(  )
A.常温下用铝片和硫酸反应制氢气,硫酸浓度越高,反应速率越快
B.锌和稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,可加快反应速率
C.升高温度、增大压强和使用催化剂,反应速率一定加快
D.等质量的铁片分别与同物质的量浓度的稀盐酸和稀硫酸反应,反应速率相等
13.甲醇通过催化氧化制取甲醛时,在无催化剂(图中实线)和加入特定催化剂(图中虚线)时均会产生甲醛,反应中相关物质的相对能量如图1所示。下列说法错误的是
A.该条件下比稳定
B.加入该催化剂不能改变反应的焓变
C.无催化剂时,生成的活化能比生成甲醛的活化能小
D.无催化剂时,升高温度,甲醇氧化为甲醛的反应速率变化如图2所示
14.对于反应2A2(g)+B(S) 2C(g),能增大正反应速率的措施是(  )
A.加入少量B物质 B.增大容器容积
C.恒容时充入Ar气体 D.升高体系的温度
15.用锌粒与2mol·L-1的稀硫酸混合制备氢气时,若向其中分别再加入少量等体积的下列物质:①KCl溶液、②4mol·L-1盐酸、③CuCl2溶液、④4mol·L-1CH3COONa溶液,则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是(  )
A.③>④>① B.①>②>④ C.②>①>④ D.④>③>②
二、多选题
16.科学家研究发现纳米TiO2的混凝土可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是(  )
A.纳米TiO2作催化剂,NOx消除效率更高
B.NOx消除总反应为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3
C.1mol羟基(-OH)比1molO2少8NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
D.纳米TiO2属于胶体,能产生丁达尔现象
17.热催化合成氨面临的两难问题是:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催化剂(Ti-H区域和Fe区域的温度差可超过100℃)。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(  )
A.①为NN的断裂过程
B.①②③在高温区发生,④⑤在低温区发生
C.④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程
D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
18.下列图示与对应的叙述相符合的是(  )
A.图甲表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线,则时刻溶液的温度最高
B.其他条件相同,图乙表示合成氨反应中的平衡转化率随温度变化的曲线,则
C.其他条件相同,图丙表示合成氨反应平衡时的体积分数随起始变化的曲线,则的平衡转化率:
D.其他条件相同,图丁表示在恒容密闭容器中的反应,不同温度时随时间变化的曲线,则该反应的
三、实验探究题
19.
(1)如图甲所示,在锥形瓶里放置装有水的小试管。往小试管中分别加入下列物质时:①烧碱固体,②浓硫酸,③硝酸铵固体,④NaCl固体。其中能使a溶液面高于b溶液面的是   (填序号)。
(2)如图乙是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:
①Zn为正极,Cu为负极;
②H+向负极移动;
③电子的流动方向,从Zn经外电路流向Cu;
④Cu极上有H2产生;
⑤若有1mol电子流过导线,则产生H2为0.5mol;
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。
以上描述合理的是   (填序号)。
(3)试解决下列有关化学反应速率的问题。
①若图乙的烧杯中最初装入的是500mL2mol·L-1的稀硫酸,当原电池工作2min时共收集到11.2L氢气(标准状况),则这2min内H2SO4的反应速率v(H2SO4)=   。2min末,烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)c(H2SO4)=   、c(ZnSO4)=   。
②若要使反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑的速率加快,下列措施可行的是   (填序号)。
a.改锌片为锌粉
b.改稀H2SO4为98%的浓硫酸
c.升高温度
d.滴加少量CuSO4溶液
20.某研究性学习小组探究硫的化合物的制备和性质。
(1)Ⅰ.制备二氧化硫
用70%的浓硫酸与固体反应制备气体。
制备气体最合适的发生装置是   (填写字母)。
(2)Ⅱ.制备硫代硫酸钠已知:硫代硫酸钠易与酸反应。反应原理:室温时,往、混合溶液中均匀通入气体,一段时间后,溶液中有大量黄色浑浊物出现,然后浑浊物开始由黄变浅,当混合溶液pH值接近于7时,停止通入气体。制备反应分三步进行
反应i:;
反应ii:;
反应iii的化学方程式为   。
(3)当pH值接近于7时,停止通入的原因是   。
(4)Ⅲ.探究浓度对反应速率的影响相同温度下,按下表中的体积将溶液、溶液与蒸馏水温合,并采集反应后浑浊度传感器数据。
实验标号 V(蒸馏水)/mL
A 1.5 3.5 10
B 2.5 3.5 9
C 3.5 3.5 8
D 3.5 2.5 9
E 3.5 1.5 10
通过实验绘制出的浑浊度随时间变化关系如图所示:
①实验C、D、E探究   溶液浓度对反应速率的影响。
②结合图像分析,溶液、溶液二者相比,   溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
(5)Ⅳ.探究性质资料:在酸性溶液中氧化,反应为:。向某浓度的过量酸性溶液(含淀粉)中通入一定量后,停止通气,刚开始时溶液无明显变化,t秒后溶液突然变蓝。某实验小组提出假设:t秒前生成了,但继续与溶液中的反应,且该反应速率较快,故溶液没有立刻变蓝,请写出与反应的离子方程式   。
四、综合题
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.在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:   ;
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒:   ;
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体 :   ;
(4)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸反应,速率不同:   。
(5)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象:   。
(6)从能量的角度看,断开化学键要   能量(填吸收或放出,下同),形成化学键要   能量。当反应物的总能量高于生成物时,该反应为   反应(填吸热或放热,下同);当反应物的总能量低于生成物时,该反应为   反应。
(7)由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中,正极是   (填名称),发生   反应;负极是   (填名称),发生   反应,总反应的化学方程式是   。
23.化学实验是研究化学反应的有效方法。某实验小组以H2O2分解为例,研究外界条件对反应速率的影响。在常温下按照如下方案进行实验。
Ⅰ.10mL5%H2O2溶液与1mL水
Ⅱ.10mL5%H2O2溶液与1mL0.1mol·L-1
FeCl3溶液
Ⅲ.10mL5%H2O2溶液与少量HCl溶液与1mL0.Imol·L-1 FeCl3溶液
Ⅳ.10mL5%H2O2溶液与少量NaOH溶液与1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
(1)该实验Ⅰ和Ⅱ的实验目的是   。写出实验Ⅱ中发生反应的化学方程式:   。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
①图中曲线如此变化的原因是   。
②能够得出的实验结论是   。
(3)请设计实验证明在H2O2的分解过程中起催化作用是FeCl3中的Fe3+而不是Cl-(只要求写出实验方案):
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.镁条已用砂纸打磨,实验1中镁条表面有微小气泡,且溶液较长时间无明显变化,说明镁条与蒸馏水反应,可能发生的反应为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,现象不明显的原因可能是Mg表面生成了难溶的Mg(OH)2,A项不符合题意;
B.实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中,实验2比实验1现象更明显,可能是由于玻璃导管内空间狭小,热量不易散失,体系温度升高,从而使反应速率加快、Mg(OH)2溶解度增大,B项不符合题意;
C.实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2 nMgCO3],实验1和实验3中反应不相同,实验1和实验3中的变量不唯一,故由实验1和实验3不能得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论,C项符合题意;
D.实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2 nMgCO3],说明实验3中可破坏Mg(OH)2在镁条表面的沉积,增大了镁与水的接触面积,从而镁条表面有大量气泡产生,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、镁可以和水反应生成氢氧化镁,包裹在表面;
B、温度升高反应速率加快;
C、产物不同,条件也不同,不能作为控制变量法判断的结论;
D、碳酸氢根可以破坏氢氧化镁,使内部的镁和溶液接触。
2.【答案】C
【解析】【解答】决定化学反应速率的根本因素是参加反应的各物质的性质,温度、压强、反应物浓度、催化剂等均为外界条件,起次要因素。
故答案为:C
【分析】要区别根本因素和外在因素。
3.【答案】A
【解析】【解答】图甲中,将反应溶液置于温度为60℃的热水中,是为了探究温度对H2O2分解速率的影响;
图乙中,所用H2O2溶液的浓度为10%,是为了探究浓度对反应速率的影响;
图丙中,H2O2溶液中加入了FeCl3溶液,是为了探究催化剂对反应速率的影响;
因此上述装置与改变条件相对应的是甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据图示装置内体现的条件的差异进行分析。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.由分析可知,碳粉代替碳块,增大接触面积,正向反应速率越快,CO生成速率增加,A正确;
B.由分析可知,体积不变,充入稀有气体,虽然改变压强,但是未改变反应气体分压,反应速率不变,B错误;
C.容器体积不变,抽离CO,压强减小,反应速率减慢,C正确;
D.由分析可知,升高温度,反应速率增加,D正确。
故答案为:B。
【分析】本题主要考查化学反应速率的影响因素。
首先分析该反应条件和物质状态。密闭容器,反应物为固体和气体,生成物为气体。 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
化学反应速率的影响因素:
浓度:浓度越大,反应速率越快;
压强:气体反应,压强越大反应速率越快;
温度:温度越高,反应速率越快;
催化剂:正催化剂,反应速率加快,负催化剂,反应速率减慢;
接触面积:接触面积越大,反应速率越快;
稀有气体或不参加反应气体对反应速率的影响:
恒温恒容:虽然改变压强,但是未改变反应气体分压,即没有改变反应物的浓度,故不改变反应速率;
恒温恒压:充入气体,使反应容器容积扩大,虽未减小压强但是减小反应气体分压,即降低反应物浓度,反应速率降低。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.温度降低使反应速度减慢,属于调控化学反应速率,故A不选;
B.钢铁表面刷油漆隔绝空气,降低反应速率,属于调控化学反应速率,故B不选;
C.过氧化氢溶液中加入催化剂,加快反应速率,属于调控化学反应速率,故C不选;
D.硝酸浓度增大,氧化性增强,浓硝酸与Cu反应生成,不属于调控化学反应速率,故D选;
故答案为:D。
【分析】影响化学反应速率的因素:温度,浓度,加入催化剂,增大接触面积,压强。
6.【答案】D
【解析】【解答】①增大HCl溶液的浓度,反应物浓度增大,反应速率加快,①项不符合题意;
②粉碎固体,增大接触面积,反应速率加快,②项不符合题意;
③升高反应体系的温度,反应速率加快,③项不符合题意;
④减小反应体系的压强,不能增大反应速率,④项符合题意;
⑤加入饱和食盐水,会减小HCl溶液的浓度,反应速率降低,⑤项符合题意;
⑥增加固体质量,不会增大反应速率,⑥项符合题意;
故答案为:D。
【分析】增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.干冰升华是物理变化,是吸热过程不是吸热反应,A符合题意;
B.食品中添加抗氧化剂可减缓食品变质速率,B不符合题意;
C.“刀耕火种”的原理是以灰肥田,草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸根水解使溶液呈碱性,降低土壤酸度,C不符合题意;
D.打开啤酒瓶盖子会使压强减小,有气泡逸出与平衡的移动有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.没有新物质生成的变化属于物理变化;
B.在食品中添加抗氧化剂,减少氧气的含量,可减缓食品变质速率;
C.草木灰的成分为碳酸钾,水解显碱性;
D.啤酒瓶中存在二氧化碳的溶解平衡,打开瓶盖子后,内部压强减小,二氧化碳逸出。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.通入大量的O2,则c(O2)增大,正反应速率增大,A符合题意;
B.增大反应容积,则反应物和生成物的浓度减小,正逆反应速率减小,B不符合题意;
C.移去部分SO3,则c(SO3)减小,逆反应速率减小,正反应速率不变,C不符合题意;
D.降低体系温度,则正逆反应速率都减小,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响进行分析。
9.【答案】D
【解析】【解答】升高温度,增大活化分子的百分数,体系内活化分子总数增多,有效碰撞次数增多,反应速率增大,对于吸热反应、放热反应,升高温度,正逆反应速率都增大,但正逆反应增大的程度不同,
故答案为:D。
【分析】升高温度,增大活化分子的百分数,体系内活化分子总数增多,有效碰撞次数增多,反应速率增大,以此解答该题。
10.【答案】A
【解析】【解答】由题干信息可知,少量铁片与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应,为了加快此反应速率而不改变H2的量,盐酸过量故H2的量由Fe的量决定,故有:①加入碳粉,能与铁片形成原电池反应,反应速率加快,铁的量不变,故H2的量不变,①符合题意;②加NaCl固体,并没有增大H+的浓度,反应速率不变,②不合题意;③换成等量的铁粉,增大接触面积,反应速率加快,铁的量不变,故H2的量不变,③符合题意;④改用10mL0.1mol·L-1盐酸,增大H+浓度,反应速率加快,铁的量不变,故H2的量不变,④符合题意;⑤滴入几滴硫酸铜溶液,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,Fe与Cu能形成原电池反应,加快反应速率,但铁的量减少,故H2的量减少,⑤不合题意;⑥升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,铁的量不变,故H2的量不变,⑥符合题意;
故①③④⑥符合题意,
故答案为:A。
【分析】 增大浓度、升高温度、构成原电池、增大接触面积等均可加快反应速率,且少量Fe完全反应,不改变Fe的量,则生成氢气的量不变。
11.【答案】C
【解析】【解答】等质量的铁与过量的盐酸在不同实验条件下产生氢气的量相等,粉末状铁比块状铁反应速度快很多,温度越高反应速率越快,氢离子浓度越大反应速率越快,因此反应由快到慢的顺序可以是3-4-2-1或4-3-2-1;
故答案为:C。
【分析】这道题采取控制变量法,首先必须明确,等质量的铁与足量的盐酸,产生的气体一定相同。其他条件相同时,粉末比块状速率快,温度高速率快,氢离子浓度大速率快。
1和2对比:2>1
2和3对比:3>2
2和4对比:4>2
3和4对比:无法比较
所以3>2>1或者4>2>1
12.【答案】B
【解析】【解答】A.常温下浓硫酸和Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,且生成的气体不是氢气,故A不符合题意;
B.锌和稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,Zn置换出硫酸铜中的Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池,原电池反应加快化学反应速率,故B符合题意;
C.对于化学反应中有气体参加的化学反应,增大压强,化学反应速率加快,对于化学反应中没有气体参加反应,增大压强不影响化学反应速率,如稀盐酸和NaOH溶液的反应,故C不符合题意;
D.等质量的铁片分别与同物质的量浓度的稀盐酸和稀硫酸反应时,稀硫酸溶液中氢离子浓度大于稀盐酸中氢离子浓度,稀硫酸溶液中反应速率比稀盐酸快,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】
A. 硫酸浓度过高氧化性增强,浓硫酸与铝发生氧化还原反应,形成一层致密的氧化膜在铝表面,阻止与浓硫酸接触,反应速率不会变快,同时不会用来制取氢气,A错误;
B. 在锌和稀硫酸反应过程中加入少量CuSO4溶液,构成Zn、Cu原电池,增加反应速率,B正确;
C.在无气体参与反应的化学反应中,增加压强不影响反应速率,C错误;
D. 等物质的量的稀硫酸和稀盐酸的H+浓度不同,稀硫酸中H+浓度大于稀盐酸中H+ 浓度,故稀硫酸与铁反应速度快,D错误。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,该条件下的相对能量比 CO的相对能量小,物质所具有的能量越低,物质越稳定,则该条件下比CO的稳定性强,A不符合题意;
B.加催化剂不能改变反应焓变但可降低反应活化能,B不符合题意;
C.由图可知,无催化剂时,生成CO(-393kJ/mol)比生成甲醛(>-393kJ/mol)的活化能小,C不符合题意;
D.由图1可知,甲醇生成甲醛的反应为放热反应,故温度升高,平衡逆向移动,逆反应速率应大于正反应速率,则生成甲醛的正反应速率增大的程度比逆反应速率增大程度小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.物质的能量越低越稳定;
B.催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变;
C.催化剂能降低反应的活化能。
14.【答案】D
【解析】【解答】A. B物质是固体,浓度几乎不变,不影响反应速率,故A不符合题意;
B.增大容器容积,相当于减小压强,反应速率会减慢,故B不符合题意;
C.恒容时充入Ar气体,反应物浓度不变,不影响反应速率,故C不符合题意;
D.升高体系的温度,正逆反应速率都加快,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】依据影响反应速率的因素分析;
15.【答案】C
【解析】【解答】①加入KCl溶液,使得溶液中c(H+)减小,反应速率减慢;
②加入4mol/L盐酸,使得溶液中c(H+)增大,反应速率加快;
③加入CuCl2溶液,Zn与CuCl2发生置换反应,产生Cu,形成Zn-Cu原电池,反应速率加快;
④加入4mol/LCH3COONa,CH3COO-与H+反应生成CH3COOH弱酸,溶液中c(H+)减小,反应速率减慢;
因此,加入上述溶液后,反应生成氢气的速率大小关系为:③>②>①>④,C符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率影响因素探究的考查,结合浓度、原电池反应对反应速率的影响分析。
16.【答案】C,D
【解析】【解答】A.纳米TiO2作催化剂时,与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,NOx消除效率更高,故A不符合题意;
B.分析过程可知消除总变化为:4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,故B不符合题意;
C.1mol O2的电子的物质的量为:16mol,而1mol羟基电子的物质的量为9mol,所以1mol羟基(-OH)比1molO2少7NA个电子,故C符合题意;
D.纳米TiO2不属于胶体,属于纯净物,胶体是一种混合物,指的是分散质粒子直径在1nm-100nm之间的分散系,故不能产生丁达尔现象,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,在TiO2催化作用下,紫外线提供能量、发生反应4NOx+(5-2x)O2+2H2O 4HNO3,纳米TiO2与紫外线接触面积更大,反应更充分,反应速率更快,由此分析解答。
17.【答案】B,C
【解析】【解答】A、经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附,并没有变成氮原子,故A不符合题意;
B、①为催化剂吸附N2的过程,②为形成过渡态的过程,③为N2解离为N的过程,以上都需要在高温时进行。④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率,故B符合题意;
C、由题中图示可知,过程④完成了Ti-H-Fe-*N到Ti-H-*N-Fe两种过渡态的转化,N原子由Fe区域向Ti-H区域传递。故C符合题意;
D、化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况,故D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】A.氮氮三键断裂成氮原子;
B.①②③需要在高温下进行,④⑤在低温下进行可增加产率;
C.过程④为N原子由Fe区域向Ti-H区域传递的过程;
D.催化剂不改变反应的吸热放热情况。
18.【答案】B,D
【解析】【解答】A.金属与酸的反应为放热反应,随反应进行,体系温度升高,反应速率加快,最高点以前温度对反应速率的影响更大,但随着反应进行,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故最高点之后反应速率减小,反应继续放热,故速率最高点的反应温度不是最高温,A不符合题意;
B.合成氨为气体体积减小的放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,N2转化率减小,增大压强化学平衡正向移动,N2转化率增大,则P2>P1,B符合题意;
C.H2的起始物质的量越大,越有利于化学平衡正向移动,N2的转化率就越高,则N2的平衡转化率c>b>a,C不符合题意;
D.从图中可知,反应Ⅱ的温度高于反应Ⅰ,温度越高甲醇的物质的量越小,说明升高温度化学平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.金属与酸的反应属于放热反应,结合温度和反应物浓度对反应速率的影响分析;
B.增大压强,平衡正向移动,反应物转化率变大;
C.增大反应物反应物浓度,平衡正向移动;
D.温度越高,反应速率越快,结合图示可知,反应Ⅱ的温度高于反应Ⅰ,升高温度化学平衡逆向移动。
19.【答案】(1)①③
(2)③④⑤
(3);1mol//L;1mol//L;acd
【解析】【解答】(1)如图所示要使a溶液面高于b溶液面,则锥形瓶内的压强减小,又由于锥形瓶为密封体系,所以要使锥形瓶中的压强减小则试管中应发生吸热反应,由题所提供的试剂得知,①烧碱固体和③氯化铵固体的反应为吸热反应,故答案为:①③;
(2)由原电池的工作原理可知③④⑤描述合理,故答案为:③④⑤;
(3)①由500mL2mol·L-1的稀硫酸,当原电池工作2min时共收集到11.2L氢气(标准状况),所消耗硫酸的n(H2SO4)等于生成氢气的n(H2),即n(H2SO4)= n(H2)=0.5mol,所以2min内H2SO4的反应速率 ;剩余硫酸的物质的量为: ,剩余硫酸的物质的量等于硫酸锌的物质的量,所以答案为: 、 ;
②加快化学反应速率的因素有增大接触面积、适当增加反应物浓度、升高温度、形成原电池原理等,因浓硫酸具有很强的氧化性不能与锌反应生成氢气,故答案为:acd。
【分析】(1)液面a高于b说明压强增大,主要是气体或者是温度升高
(2)构成原电池,锌做负极,锌失去电子变为锌离子,铜做正极,氢离子得到电子变为氢气,氢离子向铜极移动,根据转移的电子量即可计算出氢气的量
(3)① 根据产生氢气的量计算出速率,再根据化学计量系数之比等于速率之比计算出硫酸的速率,根据反应方程式计算出产物的物质的量即可计算出浓度②改变速率,可以增大接触面积,将锌变为锌粉,或者该百年温度或者是加入一定量的铜,加速锌的溶解
20.【答案】(1)C
(2)Na2SO3+S=3Na2S2O3
(3)若SO2过量,溶液呈酸性,Na2S2O3会发生歧化反应被损耗
(4)H2SO4;Na2S2O3
(5)SO2+I2+2H2O=2I—+SO+4H+
【解析】【解答】(1) 用70%的浓硫酸与固体反应制备气体,可选择的是装置C;
(2)根据总反应 ,结合反应i和ii即可得到反应Iii: Na2SO3+S=3Na2S2O3 ;
(3) Na2S2O3 硫元素处于中间价,酸性过强易发生歧化反应;
(4)①CDE三组实验Na2S2O3相同,硫酸浓度不同,探究硫酸浓度对速率的影响;
②根据图示,AB控制硫酸相同,Na2S2O3浓度影响较大;
(5)碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,可发生氧化还原反应,离子方程式为 SO2+I2+2H2O=2I—+SO+4H+ ;
【分析】(1)根据反应物和条件判断装置
(2)根据盖斯定律即可写出
(3)考虑发生歧化反应
(4)结合数据和图示即可判断影响因素
(5)考虑氧化还原反应
21.【答案】(1)放出;92;该反应为可逆反应
(2) ;;AD
【解析】【解答】(1)合成氨的反应为N2+3H2=2NH3,该反应为放热反应。理论上1molN2生成2molNH3,同时有3molH2参与反应。反应过程中,反应物断裂化学键吸收的能量为946kJ+436kJ×3=2254kJ;生成物形成化学键释放的能量为391kJ×3×2=2346kJ。因此反应过程中放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ。由于该反应为可逆反应,因此实际上1molN2反应,所得的反应热小于理论值。
(2)①由图可知,X、Y的物质的量逐渐减小,因此X、Y为反应物,且参与反应的n(X)=1.20mol-0.41mol=0.79mol,n(Y)=1.00mol-0.21mol=0.79mol。Z的物质的量逐渐增大,则Z为生成物,且生成n(Z)=1.58mol。所以X、Y、Z的变化的物质的量之比为0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,所以其化学计量数之比为1:1:2,因此该反应的化学方程式为X(g)+Y(g) 2Z(g)。
②从开始到10s,Z变化的浓度,因此用Z表示的反应速率。
③A、适当升高温度,反应速率加快,A符合题意;
B、恒容时冲入Ne,使压强增大,但反应物和生成物的浓度都不变,因此反应速率不变,B不符合题意;
C、增大容器体积,反应物和生成物的浓度减小,反应速率减小,C不符合题意;
D、选择高效催化剂,可加快反应速率,D符合题意;
故答案为:AD
【分析】(1)合成氨的反应为放热反应,且该反应为可逆反应。
(2)①根据变化的量之比确定化学计量数之比,从而得出反应的化学方程式。
②根据公式计算用A表示的反应速率。
③结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响分析。
22.【答案】(1)光
(2)反应物的接触面积
(3)催化剂
(4)反应物的浓度
(5)反应温度
(6)吸收;放出;放热;吸热
(7)铜;还原;锌;氧化;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【解析】【解答】(1)H2和Cl2在常温下不反应,在瓶外点燃镁条时放光,H2和Cl2发生反应,即影响因素为光照,故答案为:光照。
(2)粉碎成矿粒增大了固体表面积,即影响因素为反应物的接触面积,故答案为:反应物的接触面积。
(3)MnO2起催化作用,即影响因素为催化剂,故答案为:催化剂。
(4)盐酸的浓度不同反应速率不同,即影响因素为反应物的浓度,故答案为:反应物的浓度。
(5)夏天气温高故食品易霉变,而冬天气温低不易发生该现象,即影响因素为反应温度,故答案为:反应温度。
(6)因断开化学键要吸收能量,形成化学键要放出能量,因化学发应中能量变化的宏观表现是反应物总能量和生成物总能量不相等,若为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,若为吸热反应,应物总能量低于生成物总能量,故答案为:吸收,放出,放热,吸热。
(7)由铜、锌和稀硫酸组成的原电池,其中正极材料是铜,溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应2H++2e-=H2↑,锌做负极失电子发生氧化反应生成锌离子,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,电池反应的离子方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,故答案为:铜,还原,锌,氧化,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【分析】(1)氢气与氯气的反应条件是光照;
(2)黄铁矿粉碎后增大了接触面积;
(3)催化剂使氯酸钾的分解速率加快;
(4)盐酸的浓度不同;
(5)夏天和冬天的区别是温度的不同;
(6)根据化学键与反应热的关系进行回答;
(7)原电池是化学能转化为电能,活泼金属做原电池的负极,据此解答即可。
23.【答案】(1)探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响;2H2O2 2H2O+O2↑
(2)随着反应的进行,H2O2的浓度减小,反应速率减慢;碱性环境会加快H2O2分解的速率,酸性环境会减慢H2O2分解的速率
(3)取一试管加10mL5%H2O2溶液与1mL0.3mol· L-1 NaCl溶液,与上述实验Ⅱ的试管在相同温度下反应,观察并比较产生气泡的速率
【解析】【解答】(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ的差别是引入了FeCl3,是为了探究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响,过程中FeCl3作为催化剂,因此实验目的是探究催化剂对H2O2分解反应速率的影响;
H2O2在FeCl3的催化作用下分解产生H2O和O2,该反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
(2)①随着反应的进行,溶液中H2O2的含量逐渐减小,c(H2O2)逐渐减小,反应速率逐渐减慢,因此出现了图中曲线变化;
②实验Ⅱ、Ⅲ所用溶液显酸性,实验Ⅳ所用溶液显碱性,而实验Ⅳ反应速率较快,说明碱性环境会加快H2O2的分解速率,酸性条件会抑制H2O2的分解速率;
(3)要证明起催化作用的是FeCl3中的Fe3+而不是Cl-,需在相同的条件下引入Cl-,广场反应速率;因此实验方案为:取一试管加10mL5%H2O2溶液与1mL0.3mol· L-1 NaCl溶液,与上述实验Ⅱ的试管在相同温度下反应,观察并比较产生气泡的速率。
【分析】(1)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ的变量进行分析;根据过程中发生的反应书写反应的化学方程式;
(2)①结合浓度对反应速率的影响分析;
②结合溶液酸碱性对反应的影响分析;
(3)相同条件下引入Cl-,观察反应速率;
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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