2024届高三化学一轮复习(小题训练)--影响化学反应速率的因素
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑,下列措施能减慢其化学反应速率的是
A.升高温度 B.增大c(O2) C.加水稀释 D.使用MnO2作催化剂
2.在一定条件下,四个体积相同的密闭容器中发生反应:,其中化学反应速率最快的是
实验编号
催化剂
温度/℃
A
无
400
1
3
B
无
400
2
6
C
无
500
1
3
D
有
500
2
6
A.A B.B C.C D.D
3.控制变量是科学研究的重要方法。相同质量的镁条与足量稀盐酸分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是( )
A
B
C
D
c(HCl)/(mol·L-1)
0.5
2
0.5
2
t/℃
20
20
30
30
A.A B.B C.C D.D
4.下列图象涉及的化学反应中,速率最快的是
A
B
C
D
爆炸
牛奶变质
铁桥生锈
溶洞形成
A.A B.B C.C D.D
5.Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法错误的是
A.决速步骤:中间体2→中间体3
B.总反应为Ni+C2H6→NiCH2+CH4
C.Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移
D.涉及非极性键的断裂和生成
6.碳单质在生产生活中用途广泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*),活化氧可以快速氧化SO2,从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.活性炭可去除水中的悬浮杂质 B.生成活化氧的∆H>0
C.活化过程中有水时的活化能降低了 D.氧化SO2的过程中,炭黑起催化作用
7.取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I- 存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。 在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L-1)
0.80
a
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是
A.反应20min时,测得O2体积为224mL(标准状况),则a=0.40
B.40~60min,消耗H2O2的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.第30min时的瞬时速率小于第70min时的瞬时速率
D.过氧化氢酶对H2O2分解也有催化作用
8.CO与在铁催化剂表面进行如下两步反应,其相对能量与反应历程如图所示。第一步:,第二步:下列叙述错误的
A.是反应的催化剂
B.第一步反应比第二步反应快
C.两步反应均为放热反应
D.总反应为
9.一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中,反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡。下列说法不正确的是
容器
温度/K
起始浓度/(mol/L)
平衡浓度/(mol/L)
H2
CO
CH3OH
CH3OH
①
400
0.20
0.10
0
0.08
②
400
0.40
0.20
0
X
③
500
0
0
0.10
0.025
A.X = 0.16 B.该反应的正反应是放热反应
C.平衡时的反应速率:②>① D.400 K 时该反应平衡常数的值为2500
10.对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A.水样pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越慢
D.在0~20 min内,②中M的分解速率为0.15 mol·L-1·min-1
11.五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。工业上设计从废钒催化剂(含VOSO4及少量K2SO4、SiO2)中获得V2O5的流程如下:
已知:步骤②③的变化过程可表示为:(HA表示有机萃取剂)。下列说法错误的是
A.步骤①中粉碎的目的是加快浸取速率,使反应更充分
B.试剂X为硫酸
C.步骤④反应的离子方程式为
D.整个流程可循环再用的物质只有有机萃取剂
12.以重晶石(BaSO4)为原料生产白色颜料立德粉(ZnS·BaSO4)的工艺流程如图。
下列说法不正确的是
A.将重晶石研细,可加快其在回转炉中的化学反应速率
B.回转炉中每生成1molBaS,有4mole-发生转移
C.浸出槽的滤渣经处理后循环利用,可提高原料利用率
D.沉淀器中发生的反应为S2-+Ba2++Zn2++=ZnS·BaSO4↓
13.加氢耦合苯胺()的一种反应机理如下图所示。下列叙述不正确的是
A.金属Au可吸附H原子,可吸附
B.反应过程中N的成键数目保持不变
C.反应过程中发生还原反应
D.该过程的总反应:
14.采用为催化剂,通过氧溴化可将甲烷转化为溴甲烷。该路线实现了甲烷的低温活化、有效抑制活泼产物的深度氧化,显著提高产物的选择性,其反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.产物中可能混有
B.若用替换,溴甲烷的产率将降低
C.过程II中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:3
D.总反应为
15.下列方案设计能达到实验目的的是
A
B
C
D
检验淀粉是否水解
由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
证明发生了取代反应
验证Ksp[Cu(OH)2]
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.简要回答下列问题。
(1)NO暴露在空气中,出现红棕色的原因是___。
(2)将食品置于低温条件下,常常可以保存更长时间的原因是___。
(3)盛有浓硫酸的容器敞口放置一段时间后,硫酸浓度变小的原因是___。
17.有关O2的研究具有非常重要的意义,2019年3名科学家因发现大多数动物体内O2的感知通路而获得诺贝尔奖。
(1)标准状况下,22.4LO2的质量为_______g。
(2)在MnO2存在下用H2O2为原料制备O2,反应的化学方程式为_________________, 应选择的气体发生装置为____________ (填字母)。
(3) 已知H2O2不与CI-反应。为探究FeCl3在H2O2制取O2反应中的作用, 某兴趣小组进行下列实验:向试管中加入5mL 11 mol∙L−1H2O2溶液,静置几分钟,无明显现象;滴加2滴1 mol∙L−1FeCl3溶液,立即产生大量气泡。
①加FeCl3溶液反应20min后,H2O2的浓度变为10.5 mol∙L−1,则20min内H2O2的平均反应速率为___ mol∙L−1∙min−1。
②反应结束后,滴加KSCN溶液,试管中溶液呈红色。经测定,溶液中Fe3+的量没有变化。综合以上实验,可推断出:在H2O2制O2反应中,FeCl3作__________剂。
(4)实验完毕,在离开实验室之前,应该完成的事项有________ (写出3项)。
18.PtRu@Pd纳米核壳材料是氢能源燃料电池的重要催化剂。某研究团队提出一种可重复制备该催化剂的方案,步骤如下:
步骤一、在95℃下,将溶液加入一定量十六烷基三甲基溴化铵()水溶液中。
步骤二、向混合溶液中逐渐加入一定量的碱性水溶液,持续搅拌30分钟,离心分离,多次洗涤,得到Pd纳米颗粒。
步骤三、将所得Pd纳米颗粒分散在超纯水中,添加后搅拌。加入特定组成的PtRu前体,再加入的碱性水溶液,80℃下搅拌3小时,离心洗涤后得到PtRu@Pd纳米核壳材料(如图a)。
已知:十六烷基三甲基溴化铵()是一种表面活性剂,其工作原理如图b所示:
回答下列问题:
(1)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、_______。
(2)的电子式为_______;配平并完成与反应制备纳米Pd的离子方程式:_______。其中可用以下_______代替(填标号)。
A.亚硫酸钾 B.氯水 C.硝酸 D.维生素C
(3)步骤二中多次洗涤的目的是为了得到纯净的Pd纳米颗粒,检验其洗净的方法是_______。
(4)步骤三中保持温度为80℃的方法是_______。
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基溴化铵()的作用是_______。
19.过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水。双氧水常被称为化学反应中的“绿色试剂”。已知,在含少量I-的溶液中,H2O2会较快分解,反应如下:反应①:H2O2+I- → H2O+IO-; 反应②:H2O2+IO- → H2O+O2+I-,完成下列填空:
(1)反应①中的氧化产物是_________,被还原的元素是___________。
(2)标出反应②中电子转移的方向和数目。_______________
(3)H2O2分解过程中,I-的作用是__________。
(4)根据反应①和反应②,请说明双氧水被称为“绿色试剂”的主要原因是_____。
(5)H2O2是一种二元弱酸,写出第一步电离的电离方程式:________,双氧水可漂白纤维织物,目前认为是其中过氧化氢离子(HOO-)的作用。为了增强其漂白效果,应选择在____(填“酸”、“碱”或“中”)性条件下进行。
(6)向盐酸酸化的FeCl2溶液中加入双氧水,溶液由浅绿色变为棕黄色,写出该变化的化学反应方程式:_____________。
参考答案:
1.C
【详解】A.升高温度,化学反应速率增大,A与题意不符;
B.氧气为气体生成物,则增大c(O2),对反应体系的反应速率无影响,B与题意不符;
C.加水稀释,过氧化氢的浓度减小,反应速率减小,C符合题意;
D.使用MnO2作催化剂,加快反应速率,D与题意不符;
答案为C。
2.D
【详解】通过表格中数据分析,D 中使用了催化剂,其他条件相同的情况下,该反应在催化剂条件下进行,同时温度最高,浓度最大,所以反应速率最快,故D符合题意;
故选D。
3.D
【详解】温度越高,浓度越大,化学反应速率越快,故开始阶段化学反应速率最大的是30℃,HCl的浓度为2mol/L的组合,故答案选D。
4.A
【详解】炸药爆炸发生剧烈的氧化还原反应,能瞬间完成反应速率很快;而溶洞形成、铁桥生锈、牛奶变质反应较为缓慢,故反应速率最快的是火药爆炸,选A。
5.D
【详解】A.反应慢的步骤决定整体反应速率,活化能越大反应速率越大,据图可知中间体2→中间体3的过程活化能最大,反应速率最大,A正确;
B.据图可知该反应的反应物 为Ni+C2H6,最终产物为NiCH2+CH4,所以总反应为Ni+C2H6→NiCH2+CH4,B正确;
C.据图可知-CH3中H原子迁移到另一个-CH3上的过程中先形成了Ni-H,所以Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移,C正确;
D.该过程只有非极性键(C-C键)的断裂,没有非极性键的生成,D错误;
综上所述答案为D。
6.B
【详解】A. 活性炭具有吸附性,可去除水中的悬浮杂质,A正确;
B.根据图象,生成活化氧时,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,∆H<0 ,B错误;
C.化学反应过程中存在多步反应的活化能,根据能量变化图分析,整个反应的活化能为活化能较大者,则没有水加入的反应活化能为E=0.75eV,有水加入的反应的活化能E=0.57eV,所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75eV−0.57eV=0.18eV,C正确;
D.活化氧可以快速氧化SO2,而炭黑颗粒可以活化氧分子产生活化氧,所以炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂,故D正确;
答案选B。
7.C
【详解】A.标况下224mL氧气的物质的量为0.01mol,根据方程式可知生成0.01mol氧气消耗0.02molH2O2,Δc(H2O2)==0.40mol/L,所以a=0.80-0.40=0.40,故A正确;
B.40~60min内Δc(H2O2)=0.20mol/L-0.10mol/L=0.10mol/L,消耗H2O2的平均速率为=0.0050mol·L-1·min-1,故B正确;
C.随着反应的进行H2O2的浓度越来越小,浓度越小反应速率越慢,所以第30min时的瞬时速率大于第70min时的瞬时速率,故C错误;
D.过氧化氢酶的作用就是催化过氧化氢分解生成氧气和水,故D正确;
综上所述答案为C。
8.B
【详解】A.由题意可知,第一步被消耗,第二步又生成,说明是反应的催化剂,故A正确;
B.根据反应历程图,第一步反应活化能高于第二步反应活化能,活化能越低,反应速率越快,则第一步反应比第二步反应慢,故B错误;
C.根据反应历程图,可知两步反应的生成物的总能量均低于反应物的总能量,则两步反应均为放热反应,均小于0,故C正确;
D.根据盖斯定律:第一步反应+第二步反应=总反应,则总反应为,故D正确;
故选B。
9.A
【详解】A. 400K时,2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),氢气和一氧化碳的起始浓度为1:2,同比例增大反应物浓度,相当于增大压强,平衡正向移动,则平衡浓度小于1:2,因此X大于0.08×2=0.16,故A错误;
B.根据表格数据,①和③的起始浓度等效,升高温度,CH3OH的平衡浓度减小,平衡逆向移动,说明该反应的正反应是放热反应,故B正确;
C.压强越大,反应速率越快,平衡时的反应速率:②>①,故C正确;
D.根据表格数据①,400 K 时该反应平衡常数K==2500,故D正确;
故选A。
10.B
【详解】A.由图可知,①和②水样中M的物质的量浓度相等,①水样pH大于②,分解速率小于②,则水样pH越大,反应速率越慢,故A错误;
B.由图可知,③和④样中M的物质的量浓度、水样pH相等,④中加入铜离子,分解速率大于③,则水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率,故B正确;
C.由图可知,①和③水样pH,①水样中M的物质的量浓度大于③,分解速率大于③,则反应物浓度越大,M的分解速率越快,故C错误;
D.由图可知,在0~20 min内,②中M的平均分解速率为=0.015 mol·L-1·min-1,故D错误;
故选B。
11.D
【详解】A.将废钒粉碎可以增大反应物间的接触面积,从而加快化学反应速率,并有利于反应更充分进行,故A正确;
B.含的有机层中加试剂X将反萃取至水溶液中,结合反应,可知应加硫酸使平衡逆向移动,故B正确;
C.步骤④反应为氯酸钾氧化,生成,1mol氯酸钾转化成氯离子转移6mol电子,1mol转化成转移1mol电子,根据得失电子守恒可得反应方程式:,故C正确;
D.除有机萃取剂外,⑤焙烧生成的氨气可以返回步骤④中循环利用,故D错误;
故选:D
12.B
【分析】回转炉中,在900-1200℃条件下重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡得到还原料,还原料在浸出槽中加入水过滤,滤去未反应的重晶石和碳,得到净化的硫化钡溶液,在沉淀器中加入硫酸锌得到沉淀,然后分离、洗涤、干燥、粉碎得到立德粉,以此解答该题。
【详解】A.将重晶石研细可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;
B.根据题意可知回转炉中C将BaSO4还原为BaS,S元素化合价降低8价,所以每生成1molBaS,有8mole-发生转移,B错误;
C.浸出槽的滤渣经处理后循环利用,可使BaS充分溶解,提高利用率,C正确;
D.根据题意可BaS溶液中加入硫酸锌可得产品,根据元素守恒可得离子方程式为S2-+Ba2++Zn2++=ZnS·BaSO4↓,D正确;
综上所述答案为B。
13.B
【详解】A.由图中过程I可知,金属Au可吸附H原子,可吸附,A正确;
B.由过程IV和V可知,N的成键数目由3→4→3,成键数目发生变化,B错误;
C.反应过程中转化为RNHCHO,C元素化合价降低,发生还原反应,C正确;
D.由图中箭头可知反应物有、H2、RNH2,生成物有RNHCHO、H2O,该过程的总反应:,D正确;
故选:B。
14.C
【详解】A.采用为催化剂,通过氧溴化可将甲烷转化为一溴甲烷,反应过程中有甲烷和溴的反应,只要在光照条件下,就会发生连续取代,产物中可能混有等,A正确;
B.亚铁离子能被氧气氧化,催化活性降低,所以若用替换,溴甲烷的产率将降低,B正确;
C.过程Ⅱ中反应方程式为,氧化剂为,还原剂为HBr、,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3,C错误,
D.由反应机理图可知,反应过程中加入的有HBr、、,生成的有、,、ZnO、在参与催化剂循环,故总反应为,D正确。
答案选C。
15.A
【详解】A、淀粉水解时要用硫酸作催化剂,要先用NaOH将混合液中和至弱碱性或中性,再用新制氢氧化铜悬浊液检验,故A正确;
B、实验的原理方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,题中高锰酸钾过量,应设计成:高锰酸钾的物质的量相同,浓度不同的草酸溶液,且草酸要过量,探究反应物浓度对该反应速率的影响,故B错误;
C、要证明甲烷与氯气发生了取代反应,因有氯化氢生成,不能通过体积变化就断定发生取代反应,故C错误;
D、验证Ksp[Cu(OH)2]
16. NO与O2反应生成红棕色NO2 低温下,可以减小食品腐败变质的速率 浓硫酸具有吸水性
【详解】(1)NO暴露在空气中,出现红棕色的原因是NO与O2反应生成红棕色NO2,故答案为:NO与O2反应生成红棕色NO2;
(2)低温下,可以减小食品腐败变质的速率,所以将食品置于低温条件下,常常可以保存更长时间,故答案为:低温下,可以减小食品腐败变质的速率;
(3)浓硫酸具有吸水性会吸收空气中的水,盛有浓硫酸的容器敞口放置一段时间后,硫酸浓度变小,故答案为:浓硫酸具有吸水性。
17. 32 2H2O2 2H2O+O2↑ B 0.025 催化 清洁实验仪器、摆好试剂及仪器、打扫教室卫生(或关闭水电等)
【详解】(1)标准状况下,22.4L O2的物质的量为,其质量为;故答案为:32。
(2)在MnO2存在下用H2O2为原料制备O2,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,是固体和液体不加热制气体,因此选择的气体发生装置为B;故答案为:2H2O2 2H2O+O2↑;B。
(3)已知H2O2不与CI-反应。为探究FeCl3在H2O2制取O2反应中的作用,某兴趣小组进行下列实验:向试管中加入5mL 11 mol∙L−1 H2O2溶液,静置几分钟,无明显现象;滴加2滴1 mol∙L−1 FeCl3溶液,立即产生大量气泡。
①加FeCl3溶液反应20min后,H2O2的浓度变为10.5 mol∙L−1,则20min内H2O2的平均反应速率为;故答案为:0.025。
②根据题意,溶液中Fe3+的量没有变化,可推断出:在H2O2制O2反应中,FeCl3作催化剂;故答案为:催化。
(4)实验完毕,在离开实验室之前,应该完成的事项有清洁实验仪器、摆好试剂及仪器、打扫教室卫生、关闭水电等;故答案为:清洁实验仪器、摆好试剂及仪器、打扫教室卫生(或关闭水电等)。
18.(1)100mL容量瓶、胶头滴管
(2) AD
(3)取适量洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净
(4)水浴加热
(5)为限制金属颗粒增长,防止金属颗粒过大
【详解】(1)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管;
(2)N2H4中氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键,电子式为:;反应中N元素由-2价变为0价,Pd由+2价变为0价,结合得失电子守恒,配平为,其中化合价升高为还原剂,则可用亚硫酸钾、维生素C代替;
(3)Pd纳米颗粒制备过程生成氯离子,检验其洗净的方法是取适量洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净;
(4)步骤三中保持温度为80℃的方法是水浴加热;
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基溴化铵()的作用是为限制金属颗粒增长,防止金属颗粒过大。
19. IO- 负一价的O 催化剂 H2O2的氧化产物是O2,还原产物是H2O,都不会污染环境 H2O2H++HO2- 碱 2FeCl2 + H2O2 + 2HCl → 2FeCl3 + 2H2O
【分析】H2O2中-1价的氧,既可得电子成-2价(H2O或OH-),生成表现较强的氧化性;也可失电子成0价(O2),表现还原性。总反应的催化剂在分步反应中,先作反应物、后作生成物。
【详解】(1)反应①中,I-→ IO-,碘元素失电子,IO-是氧化产物;H2O2→ H2O+IO-,氧元素得电子被还原。
(2)反应②中,H2O2→O2,氧元素失电子;IO-→ I-,碘元素得电子。电子转移的方向和数目可表示为。
(3)反应①与反应②相加,得H2O2分解反应2H2O2= 2H2O+O2↑。I-是①的反应物、②的生成物,故为总反应的催化剂。
(4)反应①中H2O2被还原成H2O,反应②中H2O2被氧化成O2,H2O、O2都不会污染环境。故双氧水被称为“绿色试剂”。
(5)H2O2是一种二元弱酸,则其电离分步且可逆,第一步电离方程式为H2O2H++HO2-。双氧水可用于漂白,要增强其漂白效果,应提高过氧化氢离子(HOO-)的浓度。故选择在碱性条件,使电离平衡右移。
(6)向盐酸酸化的FeCl2溶液中加入双氧水,Fe2+(浅绿色)被氧化成Fe3+(棕黄色),化学方程式2FeCl2+H2O2+2HCl → 2FeCl3+2H2O。
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