(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题25化学反应速率(含解析)

这是一份(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题25化学反应速率(含解析)，共21页。试卷主要包含了下列试管中，不同条件下反应等内容，欢迎下载使用。

专题25 化学反应速率
1．对于密闭容器中的反应2SO3(g)O2(g)＋2SO2(g)，在一定条件下n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A．点c处反应达到平衡 B．点b的正反应速率比点a的大
C．点c的逆反应速率比点e的大 D．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(SO2)一样大
【答案】D
【解析】A.由图像可以知道，点c处O2和SO3的物质的量相等，但是未必达到平衡状态，故A错误；B.点bSO3的物质的量浓度比a点小，所以点b的的正反应速率比点a的小，故B错误；C.点c为达到平衡且向正反应方向进行，生成物的浓度比平衡时要小，所以逆反应速率比平衡状态小，而点e处于平衡状态，所以点c的逆反应速率比点e的小，故C错误；D.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)都处于同一平衡状态下，所以SO2的物质的量相同，故D正确。
2．下列试管中，不同条件下反应：Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑，判断产生H2的反应速率最小的是
试管
盐酸浓度
温度
铁的状态
A
0.5 mol/L
20 ℃
块状
B
0.5 mol/L
20 ℃
粉末状
C
2 mol/L
35 ℃
粉末状
D
1 mol/L
35 ℃
块状

【答案】A
【解析】盐酸浓度越大、温度越高、接触面积越大反应速率越快，根据表中数据可知C中反应速率最快，A中反应速率最慢，答案选A。
3．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310

反应速率最大的时间段及其原因是（ ）。
A．0～1min 盐酸浓度大，反应速率大
B．1～2min 接触面积增大，反应速率大
C．2～3min 反应放热，温度升高，反应速率大
D．3～4min 产生的Zn2+是催化剂，反应速率大
【答案】C
【解析】从表中数据看出：0～1min 收集的氢气小于后一分钟，虽然盐酸浓度较大，但是温度较低，故反应速率不是最大；2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，虽然反应中c（H+）下降，但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高，温度对反应速率影响占主导作用；3～4min 反应速率比前一分钟小，不能由此判断Zn2+是催化剂：4 min～5 min收集的氢气最少，虽然反应放热，但主要原因是c（H+）下降，反应物浓度越低，反应速率越小，浓度对反应速率影响占主导作用，故选C。
4．在一定温度下，10mL 0.40mol/L H2O2 溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A．0~6min的平均反应速率：v(H2O2)=3.3×10-2mol/(L·min)
B．6~10min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10-2mol/(L·min)
C．反应到6min时，c(H2O2)=0.30mol/L
D．反应到6min时，H2O2 分解了50%
【答案】C
【解析】A.0～6min时间内，生成氧气的物质的量为=0.001mol，由2H2O2 2H2O+O2，可知△c(H2O2)==0.2mol/L，所以v(H2O2)=≈0.033mol/(L•min)，故A正确；B．随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应速率减慢，6~10 min的平均反应速率小于0～6min时间内反应速率，故B正确；C．由A计算可知，反应至6 min时c(H2O2)=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L，故C错误；D．6min内△c(H2O2)=0.2mol/L，则H2O2分解率为：×100%=50%，故D正确。
5．二氧化钛在一定波长光的照射下，可有效降解甲醛、苯等有机物，效果持久，且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响，结果如图所示。下列判断正确的是

A．在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率为0.07mol·L-1·min-1
B．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响
C．二氧化钛对pH＝2的R溶液催化效率好
D．在0～50 min之间，R的降解百分率pH＝2大于pH＝7
【答案】C
【解析】A. 在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率=（1.8-0.4）×10-4mol/L/20min=7×10-6mol·L-1·min-1，A错误；B. 判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响应选用R的起始浓度相同，B错误；C. 通过图像可知，pH＝2时，二氧化钛对R溶液催化时间迅速缩短，效率好，C正确；D. 在0～50 min之间，R的降解初始量pH＝7大于pH＝2，平衡时浓度接近0，则降解百分率 pH＝7大于pH＝2，D错误。
6．化合物Bilirubin 在一定波长光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应4〜8min 平均反应速率和推测反应 16min 时反应物的浓度，结果应是


A．2.5μmol/(L·min)和 2.0μmol B．2.5μmol/(L·min)和 2.5μmol
C．3.0μmol/(L·min)和 3.0μmol D．5.0μmol/(L·min)和 3.0μmol
【答案】B
【解析】由图可知，4〜8min期间，反应物浓度变化为(20-10)μmol/L=l0μmol/L，所以4~8min期间，反应速率为=2.5μmol/(L·min)；由图可知，0~4min期间，反应物浓度变化为(40-20)μmol/L=20μmol/L，4〜8min 期间，反应物浓度变化为(20-10)μmol/L=10μmol/L，可知，每隔4分钟，浓度变化量降为原来的一半，所以8〜12min浓度变化为5μmol/L，12〜16min 浓度变化为 2.5μmol/L，所以 16min 时浓度为 10μmol/L-5μmol/L-2.5μmol/L=2.5μmol/L。
7．在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B，发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)。如图是A的反应速率v(A)随时间变化的示意图。下列说法正确的是

A．反应物A的浓度：a点小于b点
B．A的平均反应速率：ab段大于bc段
C．曲线上的c、d两点都表示达到平衡状态
D．该反应的生成物可能对反应起催化作用
【答案】D
【解析】A.随反应进行，反应物浓度不断减小，所以a点浓度大于b点，故A错误；B.ac段，反应速率逐渐增大，所以平均反应速率ab段小于bc段，故B错误；C.从图象上无法判断正逆反应速率相等，c、d两点不一定达到平衡状态，故C错误；D.恒温恒容条件下，反应速率加快，可能是某种生成物对反应起到的催化作用，故D正确。
8．某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是

A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1
B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C．化学计量数之比b∶c＝1∶2
D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
【答案】C
【解析】分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A项错误；
分析图像，12 s内B的浓度变化为(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2 mol·L－1，v(B)＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，3∶b＝0.05∶，b＝1，3∶c＝0.05∶，c＝2，A、B的化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；
消耗3 mol A放热Q kJ，12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，消耗1.2 mol A放出的热量为0.4Q kJ，D项错误。
9．不同条件下，用O2氧化a mol/L FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测合理的是

A．由①、②可知， pH越大，+2价铁越易被氧化
B．由②、③推测，若pH＞7，+2价铁更难被氧化
C．由①、③推测，FeCl2被O2氧化的反应为放热反应
D．60℃、pH=2.5时， 4 h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a mol/(L·h)
【答案】D
【解析】A、由②、③可知， pH越小，+2价铁氧化速率越快，故A错误；B、若pH＞7，FeCl2变成Fe（OH）2，Fe（OH）2非常容易被氧化成Fe（OH）3，故B错误；C、由①、③推测，升高温度，相同时间内+2价铁的氧化率增大，升高温度+2价铁的氧化速率加快，由图中数据不能判断反应的热效应，故C错误；D、50℃、pH=2.5时，4 h内Fe2+的氧化率是60%，即消耗0.6a mol/L，4 h内平均消耗速率等于0.15a mol/(L·h)，温度升高到60℃、pH=2.5时，+2价铁的氧化率速率加快，4 h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a mol/(L·h)。
正确答案选D。
10．一定温度下，将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应：A(g)+B(g) xC(g)+D(s)△H<0，在 t1 时达平衡。在 t2 、t3 时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中 C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．t2 时刻改变的条件是使用催化剂
B．t3时刻v(逆)可能小于t2 时刻v(逆)
C．t3时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度
D．t1～t2、t2～t3平衡常数均为0.25
【答案】B
【解析】A.催化剂只能加快反应速率，对平衡无影响，不能影响C的物质的量浓度，由图可知，t2时刻C的浓度增大，但平衡不移动，因此改变的条件不是催化剂，故A错误；B.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆)，故B正确；C.由图象可知，t3时刻后C的物质的量浓度增大，说明平衡正向移动，改变的条件可能是增大反应物的浓度、降低温度等，故C错误；D.根据图可知，在t2时刻，平衡不移动，但C的浓度变大，说明在在t2时刻改变的条件是缩小容器的体积，且该反应前后气体体积不变，所以可知x=2，反应方程式为：A（g）+B（g）2C（g）+D（s），t1～t3间温度相同，平衡常数相同，由图可知平衡时C的浓度为0.5mol/L，则：
A（g）+B（g）2C（g）+D（s）
起始浓度（mol/L）0.5 0.5 0
转化浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
平衡浓度（mol/L）0.25 0.25 0.5
所以平衡常数K＝＝4，故D错误。
11．某兴趣小组将下表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，以研究硫酸铜的浓度对稀硫酸与锌反应生成氢气速率的影响。下列判断错误的是（　　）
实验组别
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol•L﹣1H2SO4/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，V7＝20
B．本实验利用了控制变量思想，变量为铜离子浓度
C．反应一段时间后，实验A中的金属呈灰黑色，实验F的金属呈现红色
D．该小组的实验结论是硫酸铜的量与生成氢气速率成正比
【答案】D
【解析】A.研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则需要硫酸的体积、物质的量应相同，由A、F可知结合溶液的总体积为30mL+20mL=50mL，则V1=30，V6=50-30-10=10，V7=20，故A不符合题意；B.本实验利用了控制变量思想，硫酸的体积、物质的量应相同，变量为铜离子浓度，故B不符合题意；C.A中没有加入硫酸铜，锌与稀硫酸反应后，锌的表面凹凸不平，有很多细小的锌的颗粒，由于颗粒很小，光被完全吸收，所以看到的固体是灰黑色；F中Zn能够置换出Cu附着在Zn表面，金属变为紫红色，故C不符合题意；D.因为锌会先与硫酸铜反应，直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜量较少时，形成铜锌原电池，反应速率加快，硫酸铜量较多时，反应时间较长，而且生成的铜会附着在锌片上，会阻碍锌片与硫酸继续反应，氢气生成速率下降，故D符合题意。
12．在不同条件下进行化学反应2A(g)=B(g)+D(g)，B、D起始浓度均为0，反应物A的浓度(mol/L)随反应时间的变化情况如下表：

下列说法不正确的是
A．①中B在0～20 min平均反应速率为8.25xl0-3moI.L-l.min-l
B．②中K=0.25，可能使用了催化剂
C．③中y= 1.4 moI.L-l
D．比较①、④可知，该反应为吸热反应
【答案】C
【解析】A、（1）根据v=△c/t可计算出B的反应速率为=8.25xl0-3moI.L-l.min-l，故A正确；B、由表中数据可知，该反应为反应前后气体分子数不变的可逆反应。实验②的平衡状态与实验①相同，但是到达所用的时间较少，说明该容器中的反应速率较大。催化剂能改变反应速率，但不改变平衡，①②平衡时浓度相同，但反应速率更快，可能使用了催化剂，故B正确；C、比较实验①和实验③中的数据可知，在相同温度下，实验③中的A的平衡浓度大于实验①，所以反应过程中，反应速率也比实验①中的大，在相同温度下，该反应的起始浓度与平衡浓度成比例，故 ③中y= 1.2 moI.L-l，故C错误；D、比较实验④和实验①中数据可知，温度升高，起始浓度相同，但平衡A的浓度变小，说明平衡正向移动，故可判断该反应的正反应为吸反应。
13．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q（Q>0）。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，分析正确的是

A．图Ⅰ研究的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化速率比乙高
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低
【答案】B
【解析】A．增大氧气的浓度，瞬间逆反应速率不变，图中不符，应为增大压强，A项错误；B．图Ⅱ正正逆反应速率同等程度的增大，为催化剂对反应的影响，B项正确；C．催化剂不改变平衡，应为压强对反应的影响，C项错误；D．若图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，则乙先达到平衡，对应的温度高，升温不利于二氧化硫的转化，则二氧化硫转化率低，D项错误。
14．资料显示：自催化作用是指反应产物之一使该反应速率加快的作用。用稀硫酸酸化的KMnO4进行下列三组实验，一段时间后溶液均褪色（0.01mol/L可以记做0.01M）。
实验①
实验②
实验③



褪色
比实验①褪色快
比实验①褪色快

下列说法不正确的是
A．实验①中发生氧化还原反应，H2C2O4是还原剂，产物MnSO4能起自催化作用
B．实验②褪色比①快，是因为MnSO4的催化作用加快了反应速率
C．实验③褪色比①快，是因为Cl—的催化作用加快了反应速率
D．若用1mL0.2M的H2C2O4做实验①，推测比实验①褪色快
【答案】C
【解析】A. 由分析可知，实验①中发生氧化还原反应，H2C2O4化合价降低，作为还原剂，生成MnSO4，能起自催化作用，故A正确；B. 实验②加入了MnSO4固体后，褪色比①快，说明MnSO4的催化作用加快了反应速率，故B正确；C. 实验③加入了稀盐酸之后，Cl—与KMnO4生氧化还原反应，所以褪色比①快，Cl—是还原剂不是催化剂，故C错误；D. 若用1mL0.2M的H2C2O4做实验①，还原剂H2C2O4浓度增大，反应速率更快，更快将KMnO4消耗完，推测比实验①褪色快，故D正确。
15．我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如图：

回答下列问题：
（1）二氧化碳分子中的化学键是______，物质乙的结构简式是______。
（2）写出反应的化学方程式______。
（3）实验室常用纯净碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，反应过程中产生二氧化碳的体积V（CO2）与时间关系如图：

①由图象分析，化学反应速率最快一段是______。
②为了增大上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质或采取如下操作，你认为可行的是______填写序号。
A．蒸馏水 B．氯化钠溶液 C．浓盐酸 D．加热
（4）二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，当二氧化碳与氢氧化钠反应的物质的量之比为2∶3时，溶液中的溶质是________。（填化学式）
（5）在一定条件下，工业上也可用CO2合成甲醇(CH3OH)，其化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O。将a molCO2与bmolH2充入容积为2L的密闭容器中发生上述反应，tmin时测得甲醇的物质的量为cmol。计算0-tmin内CO2的反应速率为______mol/(L·s)。[X的反应速率ν(X)=]
【答案】共价键 CH3CH(CH3)CH2CH3 CO2+H2CO+H2O EF CD Na2CO3 NaHCO3
【解析】（1）二氧化碳分子中的化学键是共价键，根据乙的球棍模型，乙的结构简式是CH3CH(CH3)CH2CH3；
（2）反应①是CO2和H2生成CO，产物应还有水，故方程式为：CO2+H2CO +H2O；
（3）①由图像分析，在体积V(CO2) 与时间关系图中，斜率越大反应速率越大，化学反应速率最快一段是EF；
②为了增大上述化学反应的反应速率，加入蒸馏水降低盐酸浓度，速率降低；加入氯化钠溶液，使氢离子浓度降低，速率降低；加入浓盐酸，增大了盐酸浓度，反应速率加快；加热，温度升高，速率加快，故选CD；
（4）二氧化碳与NaOH溶液可能发生的反应有：OH-+CO2=HCO3-；2OH-+CO2=CO32-+H2O
当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1：2时生成碳酸钠，当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1：1时生成碳酸氢钠；当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量比为2:3时，2:3介于1:2和1:1之间，故溶液中的溶质是Na2CO3、NaHCO3；
（5） CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始（mol） a b 0 0
转化（mol） c 3c c c
t min时（mol） c
所以，0-tmin内CO2的反应速率为： mol/(L·s)。
16．I.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z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)下列叙述中不能说明上述反应达到平衡状态的是___________．
A．当X与Y的反应速率之比为1：1
B．在混合气体中X的质量百分数保持不变
C．混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
D．混合气体的密度不随时间的变化而变化
E．X、Y、Z的浓度之比为1：1：2
(3)为使该反应的反应速率减小，可采取的措施是_____．
A 恒压时充入Ne　　 　B 适当升高温度
C 缩小容器的体积 D 选择高效催化剂．
II.一定温度下将3mol的A及3molB混合于2L的密闭
容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经过5分钟后反应达到平衡，测得A的转化率为60﹪，C的平均反应速率是0.18mol/(L.min)。
求：(1)平衡时B的浓度=______mol/L。
(2)D的平均反应速率υ(D)=______mol/( L.min)。
(3)x=______。
【答案】X(g)+Y(g)2Z(g) ACDE A 1.2 0.12 3
【解析】 (1)由图象可以看出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Y：X：Z=(1.20mol-0.41mol)：(.0mol-0.21mol)：1.58mol=1：1：2，由于最后三种物质都存在，可见该反应为可逆反应，则反应的化学方程式为X+Y2Z；
(1) A.X、Y是反应物，方程式的系数相同，在任何情况下二者反应速率都相等，因此不能根据X与Y的反应速率之比为1：1判断平衡状态，A符合题意；
B.若反应达到平衡状态，任何一组分的质量不变，则物质的质量分数不变，故在混合气体中X的质量百分数保持不变可以判断反应处于平衡状态，B不符合题意；
C.由于反应前后气体的质量不变，气体的物质的量不变，所以混合气体的平均摩尔质量总是不随时间的变化而变化，故不能据此判断平衡状态，C符合题意；
D.由于反应前后气体的质量不变，气体的体积不变，所以混合气体混合气体的密度总是不随时间的变化而变化，故不能据此判断平衡状态，D符合题意；
E.X、Y、Z的浓度之比为1：1：2可能处于平衡状态，也可能不是平衡状态，E符合题意；
故合理选项是ACDE；
(3) A.恒压时充入Ne，容器的容积扩大，物质的浓度减小，反应速率减小，A符合题意；　　 　B.适当升高温度，物质的内能增加，反应速率加快，B不符合题意；
C.缩小容器的体积，物质的浓度增大，化学反应速率加快，C不符合题意；
D.选择高效催化剂，化学反应速率加快，D不符合题意；
故合理选项是A；
II.发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，由于反应在2L的密闭容器内进行，n(A)= 3mol，A的转化率是60%，则A转化量为△n=3mol×60%=1.8mol。
(1)根据反应方程式的系数可知：每有3molA发生反应，同时消耗1molB，则A反应了1.8mol，所以B反应了0.6mol，则5min时B物质的浓度为c(B)=(3mol-0.6mol)÷2L=1.2mol/L；
(2) A转化量为△n=3mol×60%=1.8mol，容器的容积为2L，反应时间为5min，所以V(A)= =0.18mol/(L·min)，由于V(A)：V(D)=3:2，所以V(D)=V(A)= 0.12 mol/(L·min)；
(3)V(A):V(C)=3:x，V(A)=V(C)=0.18mol/(L·min)，所以x=3。
17．在2 L固定容积的密闭容器中，800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。该体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.012
0.009
0.008
0.0075
0.0075


反应过程如上图所示，a、b、c、d其中只有3条曲线是正确的。请回答：
(1)图中表示NO2的变化的曲线是________，A点时，v(正)______v(逆) (填“大于”“小于”或“等于”，下同)。用O2表示从0～3 s内该反应的平均速率v=____________。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是________ (填字母)。
a．混合气体的平均摩尔质量不变 b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)=2v正(O2) d．容器内的密度保持不变
e.相同时间内，每消耗2a mol的NO同时生成等量的NO2
f.混合气体中O2和NO2物质的量之比为1∶2的状态
(3)已知上述反应为放热反应，达平衡后改变条件继续进行。在t1～t6内反应速率与时间图像如图，在每一时刻均只改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是__________。

A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入了催化剂
C．在t4时降低了温度 D．t0～t1时X的转化率最高
(4)能使该反应的反应速率增大的是________(填字母)。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
【答案】b 大于 0.001mol/(L•s) abc BD bcd
【解析】 (1)根据图示结合表中的数据可知，因为在起点NO的物质的量为0.02mol，容器体积是2L，起始浓度为0.01mol/L，图中c线符合，即图中c线为NO的变化曲线，因为反应为可逆反应，平衡时NO2的浓度小于0.01mol/L，因此b线为NO2的变化曲线，d线为O2的变化曲线；在A点处，NO的物质的量浓度在减小，说明反应在向正反应方向进行，此时v(正)＞v(逆)；根据表格数据，平衡时，NO的浓度为=0.00375 mol/L，从0～3 s内用NO表示该反应的平均速率v==0.002mol/(L•s)，根据速率之比等于计量数之比，O2的平均速率为×0.002mol/(L•s)=0.001mol/(L•s)故答案为：b；大于；0.001mol/(L•s)；
(2) 800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。a．反应前后气体的物质的量发生变化，因此混合气体的平均摩尔质量不变，即混合气体的物质的量不变，能够说明达到平衡状态，故a正确；b．反应前后气体的物质的量发生变化，容器内压强保持不变，即混合气体的物质的量不变，能够说明达到平衡状态，故b正确；c．v逆(NO)=2v正(O2)，说明正逆反应速率相等，能够说明达到平衡状态，故c正确；d．容器的体积不变，气体的质量不变，容器内的密度始终保持不变，不能说明达到平衡状态，故d错误；e.根据方程式，相同时间内，消耗2a mol的NO必定同时生成等量的NO2，不能说明达到平衡状态，故e错误；f.混合气体中O2和NO2物质的量之比为1∶2的状态，不能说明二者的浓度是否发生变化，不能说明达到平衡状态，故f错误；故答案为：abc；
(3)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应为放热反应。A．增大压强，平衡逆向移动，容器的体积减小，正逆反应速率均突然增大，与图像不符，故A错误；B．加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，与图像符合，故B正确；C．降低温度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，与图像不符，故C错误；D．t1时平衡逆向移动，t2时重新建立平衡，t3时平衡不移动，t4时平衡逆向移动，t5时重新建立平衡，因此t0～t1时X的转化率最高，故D正确；故答案为：BD；
(4)a．及时分离除NO2气体，生成物浓度减小，则反应速率减小，故a错误；b．适当升高温度，反应速率增大，故b正确；c．增大O2的浓度反应速率增大，故c正确；d．选择高效催化剂能增大反应速率，故d正确，故答案为：bcd。
18．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了酸性高锰酸钾与草酸的反应，记录以下实验数据：
实验编号
实验温度
试管中所加试剂及其用量 / mL
溶液褪至无色所需时间/ min
0.6mol/L H2C2O4
溶液
H2O
3mol/L H2SO4
稀溶液
0.05mol/L
KMnO4溶液
①
25
3.0
V1
2.0
3.0
1.5
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
③
50
2.0
V2
2.0
3.0
1.0

(1)请写出该反应的离子方程式_________，当该反应以表中数据反应完全时转移电子数为_______NA；
(2)V1=________ mL；
(3)根据上表中的实验①、②数据，可以得到的结论是________。
(4)探究温度对化学反应速率的影响，应选择________(填实验编号)；
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的实际趋势如图所示。

该小组同学根据如图所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号
实验温度/℃


试管中所加试剂及其用量

再加入某种固体

溶液褪至无色所需时间 / min
④
25
0.6mol/L H2C2O4

H2O
3mol/L H2SO4
0.05mol/L KMnO4溶液
2.0
3.0
2.0
3.0
MnSO4
t

①小组同学提出的假设是_________。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到_______________________现象。
【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O 0.00075 2.0 其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢 ②、③ Mn2+对该反应有催化作用 褪色时间变短
【解析】(1)酸性高锰酸钾与H2C2O4的反应生成CO2、Mn2+和H2O，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得配平的离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，分析图表数据n(KMnO4)=0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，结合化学方程式定量关系分析判断，高锰酸钾完全反应，据此计算电子转移总数=0.00015mol×(7-2)×NA=7.5×10-4NA；
(2)探究H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响，必须保证其他影响反应速率的因素是相同的，而由实验②可知，H2C2O4溶液、H2O、KMnO4溶液和稀硫酸的体积和为10.0mL，由于须保证KMnO4 溶液的浓度相同，故V1=2.0mL；
(3)由实验①和②数据可知，H2C2O4溶液浓度不同，说明探究浓度对反应速率的影响，可知其他条件不变，增大反应物的浓度，加快反应速率；
(4)由实验②和③数据可知，除温度不同，其它均相同，说明探究温度对反应速率的影响，故应该选择②③；
(5)①由图乙可知反应开始后速率增大较快，说明Mn2+对该反应起催化剂的作用；
②若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于1.5min，从而说明Mn2+是催化剂。
19．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O
编号
0.01mol•L—1
酸性KMnO4溶液
0.1mol•L—1
H2C2O4溶液
水
某种物质
反应温度/℃
反应时间（min）
Ⅰ
2mL
2mL
0
0
20
2.1
Ⅱ
V1mL
2mL
1mL
0
20
5.5
Ⅲ
V2 mL
2mL
0
0
50
0.5
Ⅳ
2mL
2mL
0
少量
20
0.2

请回答：
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时，至____________时记时结束；
(2)V1=_____，V2=_____；设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是__________________；
(3)利用实验Ⅲ中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)＝____；
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做Ⅰ号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是：
①________不是反应速率突然加快的原因；
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测，实验中要加入的少量某种物质是___________。
【答案】紫红色刚好褪去 1 2 探究温度对反应速率的影响 0.01 mol/(L·min) 温度 MnSO4固体
【解析】（1）酸性KMnO4溶液呈紫色，因而可以用颜色变化来判断反应结束终点，即实验计时方法是从溶液混合开始记时，至紫红色刚好褪去时记时结束；
（2）Ⅰ和Ⅱ反应温度相同，Ⅱ中加入1mL水，根据控制变量的原则，溶液总体积保持不变，因而易算出V1=1mL，同理可得V2=2mL，Ⅰ、Ⅲ实验温度不同，因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响；
（3）利用实验Ⅲ中数据计算：用紫红色刚好褪去时记时结束说明KMnO4被消耗完，Δc(KMnO4)=0.01mol·L-1×2mL/4mL=0.05mol·L-1，v(KMnO4)=Δc(KMnO4)/Δt=0.01 mol/(L·min)；
（4）①根据信息“某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做Ⅰ号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果温度没有明显变化”，说明温度不是反应速率突然加快的原因；
②根据信息“有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快”，可推断有催化剂生成，常见的催化剂有金属离子，因而可推测是生成了Mn2+加快了反应速率, 为验证猜测需要加入含Mn2+的盐，其加入的阴离子为体系中所含阴离子，这样才不会造成干扰，所以该阴离子为SO42-，因而加入MnSO4固体。
20．CuSO4溶液对过氧化氢的分解反应具有催化作用。有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。
(1)请你帮助他们完成实验报告：
实验过程
实验现象
实验结论
在一支试管中加入5 mL 5%的H2O2溶液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火星的木条伸入试管
____
FeCl3溶液可以催化H2O2分解

(2)已知FeCl3在水中可电离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想。
甲同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的H2O；
乙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Fe3＋；
丙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Cl－。
你认为最不可能的是_______同学的猜想，理由是________。
(3)同学们对余下的两个猜想用实验进行了探究。请你仔细分析后完成下表：
实验过程
实验现象
实验结论
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的盐酸，并把带火星的木条伸入试管
无明显现象
____
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的____，并把带火星的木条伸入试管
____
____
【答案】试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃 甲 过氧化氢溶液中有水，可见水不是催化剂 起催化作用的不是Cl－ Fe2(SO4)3溶液 试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃 起催化作用的是Fe3＋
【解析】 (1)根据实验结论可知实验中H2O2迅速分解，则现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃，故答案为：试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；
(2) 三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会自行分解，可见水不是催化剂，故答案为：甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；
(3)设计实验时需要控制变量，即分别加入Fe3＋或Cl－，第一步实验加盐酸(有Cl－、无Fe3＋)无明显现象，说明Cl－不起催化作用；第二步实验应加入一种含Fe3＋但不含Cl－的物质，如Fe2(SO4)3等，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+，故答案为：起催化作用的不是Cl-；Fe2（SO4）3溶液）；试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe3+。
21．教材中用酸性 KMnO4 和 H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，某实验小组欲通过测定单位时间内生成 CO2 的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4 溶液已酸化)：
实验序号
A 溶液
B 溶液
①
20mL 0.1mol•L-1H2C2O4 溶液
30mL 0.01mol•L-1KMnO4 溶液
②
20mL 0.2mol•L-1H2C2O4 溶液
30mL 0.01mol•L-1KMnO4 溶液


(1)试写出酸性 KMnO4 和 H2C2O4的离子反应方程式为：_____；
(2)该实验探究的是_____因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得 CO2 的体积大小关系是_____＞_____(填实验序号)。
(3)除通过测定一定时间内 CO2 的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定_____来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2 时间内速率变快的主要原因可能是：①产物 Mn2+(或MnSO4 )是反应的催化剂；②_____。
(5)若实验①在 2min 末收集 4.48mLCO2(标准状况下)，则在 2min 末，c(MnO4—) = ___mol•L-1。
【答案】5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10CO2↑ + 2Mn2+ + 8H2O 浓度 ② ① KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间 该反应放热 0.0052
【解析】（1）酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液发生氧化还原反应时，MnO4-被还原生成Mn2+，H2C2O4被氧化生成CO2，反应的离子反应方程式为5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10CO2↑ + 2Mn2+ + 8H2O，故答案为：5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10CO2↑ + 2Mn2+ + 8H2O；
（2）对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大，化学反应速率快，相同时间内针筒中所得CO2的体积②大于①，故答案为：浓度；②；①；
（3）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率，故答案为：KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间；
（4）由图2所示发生变化可知，t1～t2时间内速率变快的主要原因除产物Mn2+是反应的催化剂外，还可能是该反应为放热反应，反应放出的热量使反应混合物的温度升高，加快了反应速率，故答案为：该反应放热；
（4）由题意可知，2min 末收集到标准状况下4.48mL CO2，4.48mL CO2的物质的量为0.0002mol，由方程式可得H2C2O4—5CO2可得反应消耗n（MnO4-）为0.00004mol，则未反应的n（MnO4-）为（30×10-3L×0.01mol•L-1-0.00004mol）=0.00026mol，c(MnO4—) ==0.0052mol/L，故答案为：0.0052。
22．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验
序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)
/mol·L−1
V(H2SO4) /mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40

分析上述数据，完成下列问题：
(1)实验4和5表明________________对反应速率有影响，____________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________。(填实验序号)
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________。(填实验序号)
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：_______________。
【答案】固体反应物的表面积 表面积越大 1、2 1、3、4、6、8或2、5 反应温度 6、7或8、9 因为所有反应中，金属的质量和硫酸溶液体积均相等，并且硫酸过量，产生的热量相等，所以溶液的温度变化值相近
【解析】 (1)实验4和5，金属和稀硫酸的量相同，金属的状态不同，可知固体的表面积越大反应速率越快；金属和稀硫酸的量相同，金属的状态不同的实验还有1和2，故答案为：固体反应物的表面积；表面积越大；1和2；
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验，金属的状态就应该相同，或者为丝状，或者为粉末，故答案为：1、3、4、6、8或2、5；
(3)本实验中，反应温度也影响化学反应速率，如实验6和7或8和9，故答案为：反应温度；6、7或8、9；
(4)由于所以反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，故答案为：因为所以反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生的热量相等，故溶液温度变化值相近。