2021年高考化学一轮复习讲义 第7章 专项提能特训14 速率图像与实验探究
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1．为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。下列说法正确的是( )
实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
4 mol·L－1H2SO4溶液/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
A.V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以与硫酸铜起相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
答案 A
解析 A项，反应的总体积应该相同。A组中硫酸为30 mL，那么其他组硫酸量也都为30 mL，因此V1＝30，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜为20 mL，水为0 mL，那么总量为50 mL，因此V6＝10，故正确；B项，A中Zn反应较慢，反应一段时间后金属呈灰黑色，而E中置换出大量的Cu，反应一段时间后金属呈暗红色，故错误；C项，硫酸镁与锌不反应，不能形成原电池，故错误；D项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，故错误。
2．(2020·南京、盐城一模)已知：4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8OH－＋3O2↑。测得c(FeO)在不同条件下变化如图甲、乙、丙、丁所示。
下列说法正确的是( )
A．图甲表明，其他条件相同时，温度越低FeO转化速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越强FeO转化速率越快
C．图丙表明，其他条件相同时，钠盐都是FeO优良的稳定剂
D．图丁表明，其他条件相同时，pH＝11条件下加入Fe3＋能加快FeO的转化
答案 D
3．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示的平均反应速率为___________________________________________________。
(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是____________________。
(4)根据如图判断，10 min时改变的条件可能是_____________________________________
(填字母，下同)；20 min时改变的反应条件可能是________。
a．加入催化剂 b．缩小容器容积
c．降低温度 d．增加O2的物质量
答案 (1)减小 (2)减小 1.33×10－3mol·L－1·min－1 (3)15～20 min,25～30 min (4)ab d
解析 (2)前10 min随着反应的不断进行，反应物SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前15 min内用SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10－3mol·L－1·min－1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段，即15～20 min和25～30 min反应处于平衡状态。(4)10～15 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时，曲线发生的变化是O2 的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起SO2、SO3物质的量随之发生变化。
4．煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。能使化学反应速率加快的措施有____________(填序号)。
①增加C的物质的量
②升高反应温度
③随时吸收CO、H2转化为CH3OH
④密闭定容容器中充入CO(g)
(2)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为__________________________________。
②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。
(3)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol的CO和6 mol 的H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：
①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试判断t8时改变的条件可能是________________。
②若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在上图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。
答案 (1)②④ (2)①0.16 mol·L－1·min－1 ②吸
(3)①使用了催化剂
②
解析 (1)增加C的物质的量，不能改变其浓度，不能加快化学反应速率；吸收CO、H2相当于降低生成物的浓度，其化学反应速率减慢；充入CO增大生成物的浓度，可使化学反应速率加快。(2)①v(CO2)＝v(CO)＝＝0.16 mol·L－1·min－1。②对比实验1、2可知，升高温度，生成H2的量减少，说明逆反应是吸热反应。(3)①本反应前后气体物质的化学计量数之和不等，t8时逆反应速率急剧提高且与正反应速率相等，故只能是加催化剂的原因。②t4时降压，平衡左移，v逆急降，然后在t5时平衡。
