鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第3节 化学反应的快慢和限度习题
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第3节 化学反应的快慢和限度习题,共10页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1. 在甲、乙、丙三个恒温恒容的密闭容器中,分别加入足量活性炭和一定量的NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),测得各容器中c(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示,下列说法正确的是( )
A. 达到平衡状态时,2v正(NO)=v逆(N2)
B. 容器内压强不再改变说明反应已达平衡
C. 丙容器中从反应开始到建立平衡的平均反应速率v(NO)=0.01125ml·L−1·min−1
D. 由表格数据可知:T>400
2. 用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M,为研究降解效果设计如下对比实验探究温度、浓度、pH、催化剂对降解速率和效果的影响,实验测得M的浓度与时间关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A. 实验①在15 min内M的降解速率为1.33×10−5ml/(L·min)
B. 若其他条件相同,实验①②说明升高温度,M降解速率增大
C. 若其他条件相同,实验①③证明pH越高,越不利于M的降解
D. 实验①④说明M的浓度越小,降解的速率越快
3. 在50mL过氧化氢溶液中加入1g MnO2粉末,标准状况下放出气体的体积和反应时间的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A. 标准状况下,实验放出一半气体所需的时间为1min
B. A、B、C、D各点反应速率中A点最慢,D点最快
C. 0∼2min内产生O2的平均反应速率为22.5mL⋅min−1
D. 本实验中影响反应速率的因素只有催化剂和H2O2溶液的浓度
4. 对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(c,ml⋅L−1)随时间(min)变化的有关实验数据如表。
下列说法不正确的是 ( )
A. 在0 ∼ 20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 ml⋅L−1⋅min−1
B. 水样酸性越强,M的分解速率越快
C. 在0 ∼ 25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D. 由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
5. 某学习小组用足量大小相同的去膜镁条与体积均为40mL、浓度均为0.1 ml·L−1的醋酸(A瓶)和盐酸(B瓶)分别反应,相同条件下(该条件下Vm=22.5L·ml−1)测得反应产生的气体体积与反应时间的关系如下表所示:
下列说法不正确的是( )
A. 产生气体体积为0∼5mL时,A瓶与B瓶反应速率不同的原因是c(H+)不同
B. 产生气体体积为5∼10mL时,B瓶产生气体的平均速率为0.625 mL·s−1
C. 产生气体体积为0∼15mL时,A瓶反应速率增大是醋酸继续电离使c(H+)升高所致
D. 产生气体体积为0∼45mL时,镁与盐酸反应的速率始终大于镁与醋酸反应的速率
6. 高铁酸钾K2FeO4是一种优良的水处理剂,将其溶于水中缓慢发生反应:4FeO42−+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH−+3O2↑。在pH=4.7的溶液中,配成cK2FeO4=1.0×10−3ml⋅L−1试样,分别置于20 60∘C的恒温水浴中,测定K2FeO4总量的变化如图,纵坐标为试样的浓度,则下列说法不正确的是( )
A. 试样溶液的酸性越强,K2FeO4越不稳定
B. 40∘C时,在0∼120min内,K2FeO4的分解速率为3.75×10−6ml⋅L−1⋅min−1
C. 由图可知,反应体系温度越高,分解速率越快
D. 当分解足够长时间后,四份试样的分解率相等
7. 一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在0~50 min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B. 溶液酸性越强,R的降解速率越小
C. R的起始浓度越小,降解速率越大
D. 在20~25 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04 ml⋅L−1⋅min−1
8. 在温度T1和T2时,分别将0.50ml A和1.2ml B充入体积为3L的密闭容器中,发生如下反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(g)。测得n(A)随时间变化的数据如下表,下列说法正确的是( )
A. 温度:T1>T2
B. 容器内压强始终不发生变化
C. 在温度T1时,0∼10min内B的平均反应速率为0.005ml⋅L−1⋅min−1
D. 保持其他条件不变,缩小反应容器体积,逆反应速率增大,正反应速率减小
9. 取50mL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:
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)
B. 20∼40min,消耗H2O2的平均速率为0.010ml⋅L−1⋅min−1
C. 第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率
D. H2O2分解酶或Fe2O3代替I−也可以催化H2O2分解
10. 下列说法正确的是( )
A. H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
B. C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C. 若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)⇌2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体
D. 1 ml N2和3 ml H压强下,当2 ml NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2,Q2不等于Q1
11. 已知反应2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) △H=−752 kJ·ml−1的反应机理如下:
①2NOg→N2O2g (快)
②N2O2g+H2g→N2Og+H2Og (慢)
③N2Og+H2g→N2g+H2Og (快)
下列有关说法错误的是( )
A. ①的逆反应速率大于②的正反应速率B. ②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C. N2O2和N2O是该反应的催化剂D. 总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
12. 某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)的平衡常数K=9/4,该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。
下列判断不正确的是( )
A. 平衡时,乙中H2的转化率大于60%
B. 平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C. 平衡时,丙中c(CO)是甲中的2倍,是0.012ml/L
D. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
13. 有些科学工作者认为反应物变到生成物,要经过一个中间过渡状态,即反应物分子首先形成活化络合物,反应物→过渡态→生成物,如图所示是NO2+CO→[中间过渡态]→CO4+NO的能量变化示意图。下列说法错误的是( )
A. 反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关B. 反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关
C. 中间过渡态可能形成了D. 加入催化剂会使反应的Ea和E的数值均变小
14. 铁的配合物离子(用L−Fe−H+表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是( )
A. 该过程的总反应为
B. H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C. 该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D. 该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
15. 为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是( )
A. 25∘C时,在10 30min内,R的分解平均速率为0.030ml⋅L−1⋅min−1
B. 对比30∘C和10∘C曲线,在50min时,R的分解百分率相等
C. 对比30∘C和25∘C曲线,在0 50min内,能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D. 对比30∘C和10∘C曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大
二、实验题
16. 用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO4−+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。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):
(1)该实验探究的是______________因素对化学反应速率的影响。如图一,相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是______________(填实验序号)。
(2)若实验①在2min末收集了2.24mL CO2(标准状况下),则在2min末,c (MnO4−)=________ ml·L−1(假设混合液体积为50mL )。
(3)除通过测定一定时间内 CO2的体积来比较反应速率外,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二所示,其中t1~t2时间段内速率变快的主要原因可能是:①产物MnSO4是该反应的催化剂,② ____________________________。
17. KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO4−+5H2C2O4+2H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。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):
(1)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)。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO4−)=_________ml·L−1(假设混合溶液体积为50 mL)。
(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变化如下图,其中t1~t2时间段内速率变快的主要原因可能是①产物Mn2+是反应的催化剂,②__________________。
18. 某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素,进行以下实验:
(1)向100mL稀硫酸中加入过量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
①在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min各时间段中:
反应速率最大的时间段是________min,主要的原因可能是_____________________;
反应速率最小的时间段是________min,主要的原因可能是_____________________。
②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可以向稀硫酸中加入________(填序号)。
a.Na2CO3溶液 b.NaOH溶液 c.稀HNO3 d.蒸馏水
(2)进行以下对比实验,并记录实验现象。
实验Ⅰ:
实验Ⅱ:另取两支试管分别加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液,均未观察到有明显的气泡产生。
①双氧水分解的化学方程式是_______________________。
②实验Ⅰ的目的是________________________。
③实验Ⅱ未观察到预期现象,为了达到该实验的目的,可采取的改进措施是______________。
简答题
19. 为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线。请回答以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是_____(填字母),原因是________________________。
A.0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入(通入)下列物质,你认为可行的有_____(填字母)。
A.蒸馏水 B.NaCl固体
C.NaCl溶液 D.HCl气体
(3)若盐酸的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)=_____ml⋅L−1⋅min−1。
20. 某温度时,在0.5 L密闭容器中,某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为______________________________________________________。
(2)若降低温度,则该反应的正反应速率_______(填“加快”“减慢”或“不变”,下同),逆反应速率_______。
(3)第4 min时,正、逆反应速率的大小关系为v正_______(填“”或“=”)v逆。
(4)0~4 min内,用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为_________ml·L−1·min−1。
(5)能判断该反应在一定温度下达到化学平衡状态的依据是_______(填字母)。
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(A)不变
c.容器中气体密度不变
d.c(A)=c(B)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】达到平衡状态时,v正(NO)=2v逆(N2),故A错误;该反应前后气体体积不变,压强不随反应进行而改变,当容器内压强不再改变不能说明反应已达平衡,故B错误;不知道丙容器达到平衡的时间,无法计算从反应开始到建立平衡的平均反应速率,故C错误;根据表格数据,丙的反应速率比甲快,说明T>400,故D正确。
2.【答案】D
【解析】A对,根据化学反应速率的表达式,v(M)=[(0.30−0.10)×10−3/15]ml/(L⋅ml)≈1.33×10−5ml/(L⋅ml)。
B对,①②对比,不同的是温度,②的温度高于①,在相同的时间段内,②中M的浓度变化大于①,说明②中M的降解速率大。
C对,①③对比,温度相同,③的pH大于①,在相同的时间段内,①中M浓度变化大于③,说明①的降解速率大于③。
D错,①④对比,M的起始浓度不同,④的浓度从0.15×10−3ml/L降解到0用时15min,①的浓度从0.30×10−3ml/L降解到0.15×10−3ml/L用时10min,两者Δc相同,用时少的降解速率快,说明M的浓度越小,降解速率越慢。
3.【答案】D
【解析】略
4.【答案】D
【解析】 在0∼20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.40 ml·L−1−0.10 ml·L−120 min = 0.015 ml⋅L−1⋅min−1,A项正确;对比Ⅰ和Ⅱ,可知其他条件不变,酸性越强,M的分解速率越快,B项正确;在0∼25 min内,Ⅲ中M的分解百分率=0.20 ml·L−1−0.05 ml·L−10.20 ml·L−1×100%=75%,Ⅱ中M的分解百分率=0.40 ml·L−1−0.16 ml·L−10.40 ml·L−1×100%=60%,C项正确;由实验Ⅳ和实验Ⅰ的数据对比可知,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ慢,D项错误。
5.【答案】C
【解析】A. 体积均为40mL、浓度均为0.1ml·L−1的醋酸(A瓶)和盐酸(B瓶),A瓶溶液中氢离子浓度小于B瓶,因此产生气体体积为0∼5mL时,A瓶与B瓶反应速率不同的原因是c(H+)不同,故A正确;
B. 产生气体体积为5∼10mL时,B瓶产生气体的平均速率为10mL−5mL18s−10s=0.625mL⋅s−1,故B正确;
C. 镁条与醋酸的反应为放热反应,随着反应的进行,温度升高,产生气体体积为0∼15mL时,A瓶反应速率增大的原因可能是温度升高引起的,故C错误;
D. 根据数据可知,盐酸中c(H+)从一开始就较大,产生气体体积为0∼45mL时,镁与盐酸反应的速率始终大于镁与醋酸反应的速率,故D正确;
故选C。
6.【答案】D
【解析】根据反应4FeO42−+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH−+3O2↑,溶液的酸性越强,反应进行的程度越大,K2FeO4越不稳定,故A正确;
40∘C时,在0∼120min内,K2FeO4的分解速率为1.0−0.55120×10−3ml⋅L−1⋅min−1=3.75×10−6ml⋅L−1⋅min−1,故B正确;
由图中数据可知,温度越高,相同时间内FeO42−浓度变化越快,分解速率越快,故C正确;
当分解足够长时间后,开始浓度相等,但是最后浓度不等,所以四份试样的分解率不会相等,故D错误。
7.【答案】A
【解析】本题以降解速率的影响因素以及降解百分率为载体考查了学生的识图能力和数据处理能力。
在0~50 min之间,pH=2和pH=7时反应物R都能完全反应,降解率都是100%,故A正确:
由图可知,酸性越强,曲线斜率越大,R的降解速率越大,故B错误;
图中无法比较同一pH条件下,R的起始浓度与降解速率的关系,故C错误;
20~25 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.2×10−4 ml⋅L−1/5 mim=4×10−6 ml⋅L−1⋅min−1,故D错误。
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】C
【解析】反应的H2O2的物质的量为0.05L×0.80ml⋅L−1−0.40ml⋅L−1=0.02ml,根据2H2O2=2H2O+O2↑,可知生成的O2为0.01ml,在标准状况下是224mL,A正确;
20∼40min,消耗H2O2的平均速率为0.40ml⋅L−1−0.20ml⋅L−120min=0.010ml⋅L−1⋅min−1,B正确;
在相同条件下,浓度越大,反应速率越大,第30min时H2O2的浓度大于第50min时H2O2的浓度,因此第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,C错误;
H2O2在分解酶或Fe2O3作催化剂的条件下也可以分解,D正确。
10.【答案】B
【解析】对于反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),反应前后气体分子数相等,缩小反应容器体积,平衡不移动,正逆反应速率增大相同的倍数,A项错误;
碳的质量不变,说明正、逆反应速率相等,反应已达平衡状态,B项正确;
恒温恒容条件下,若A、C同时为气体,当压强不变时,也能说明反应达到平衡状态,C项错误;
设N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=−a(a>0)kJ⋅ml−1,1 ml H2和3 ml H2反应到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1=0.1a kJ,当2 ml NH3解为N2和H2的转化率为10%时,吸收热量Q2=0.1a kJ,故Q1=Q2,D项错误。
11.【答案】C
【解析】①为快反应,说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较小,反应更容易发生;②为慢反应,说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较大,②中正反应的活化能大于①中逆反应的活化能,因此①的逆反应速率大于②的正反应速率,A项正确;
物质微粒发生碰撞时,许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B项正确;
反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误;
总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。
12.【答案】A
【解析】在恒容密闭环境下,增大一种反应物浓度,平衡正向移动,以甲容器为标准,乙容器增大氢气浓度,二氧化碳转化率升高,氢气转化率下降;丙容器同比例增大两反应物浓度,产物浓度增大,反应物转化率不变。
以甲容器为准,设反应产生水的浓度为xml⋅L−1。
H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
反应前/(ml/L) 0.010 0.010 0 0
反应中/(ml/L) x x x x
反应后/(ml/L) 0.010−x 0.010−x x x
平衡常数K=c平(H2O⋅c平(CO)c平(CO2)⋅c平(H2)=x2(0.010−x)2=94,故x=0.006,氢气转化率为60%。
A错,平衡时,乙中增大氢气浓度,H2的转化率下降,小于60%。
B对,平衡时,丙等比例添加反应物,转化率不变,甲中和丙中H2的转化率均是60%。
C对,平衡时,丙等比例添加反应物,转化率不变,丙中c(CO)是甲中的2倍,是0.012ml/L。
D对,反应物浓度越高,反应速率越快,故反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢。
13.【答案】D
【解析】
【分析】
从图中可以看出该反应为放热反应,反应热为−EkJ/ml。
【解答】
A.形成活化络合物的浓度越大,活化分子微粒个数越多,反应速率越快,即反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关,A正确;
B.活化络合物解离成产物分子的速率越快,生成产物的速率越快,即反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关,B正确;
C.根据原子守恒,反应物为NO2和CO,形成的过渡态可能为,C正确;
D.加入催化剂会使反应的活化能降低,但不改变反应热,即Ea减小但E的数值不变,D错误;
故选D。
14.【答案】D
【解析】由反应机理可知,HCOOH电离岀氢离子后,HCOO−与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以化学方程式为,故A正确;
若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制甲酸的电离,使甲酸根离子浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,故B正确;
由反应机理可知,Fe在反应过程中化学键数目发生变化,则化合价也发生变化,故C正确;
由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D错误。
15.【答案】D
【解析】v(R)=(1.4−0.8)ml⋅L−120min=0.030ml⋅L−1⋅min−1,A正确;
在50min,两个温度下R全部分解,分解率均为100%,B正确;
在50min、30∘C时,R分解了1.6ml⋅L−1,而在25∘C时,R分解小于1.6ml⋅L−1,所以在0 50min内,R的平均分解速率随温度升高而增大,C正确;
对比30∘C和10∘C的曲线,同一时刻有温度和浓度两个变量影响速率,因此不能说明R的分解速率随温度升高而增大,D错误。
16.【答案】(1)浓度;②>①
(2)0.0596
(3)生成相同体积的CO2所需时间或相同时间内KMnO4溶液颜色变化的程度
(4)该反应放热
【解析】(1)对比实验①②可探究草酸的浓度对化学反应速率的影响,②中A溶液的浓度比①中大,化学反应速率大,所得CO2的体积大,故相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是②>①。
(2)根据2MnO4−+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,生成CO2的物质的量n(CO2)=2.24×10−322.4L⋅ml−1=0.0001ml,设2min末,反应消耗的n(MnO4−)为x ml,
由2MnO4−~10CO2
2ml 10ml
x ml 0.0001ml
x=0.00002 ml,则剩余的MnO4−的物质的量n(MnO4−)=0.1ml∙L-1×30×10-3L-0.00002 ml=0.00298 ml,则剩余MnO4−的浓度c(MnO4−)=∙L-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。
(4)研究发现反应速率总是如图二所示发生变化,则t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物MnSO4是反应的催化剂,②该反应为放热反应,反应放出的热量使环境温度升高,加快了反应速率。
17.【答案】(1)浓度 ② ①
(2)0.0052
(3)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)该反应放热
【解析】(1)根据表中所列数据分析,实验探究的是浓度因素对化学反应速率的影响。浓度越大,反应速率越快,相同时间生成的CO2的体积越大,即②>①。
(2)n(CO2)=4.48×10−3L22.4L⋅ml−1=2×10−4ml,根据化学方程式,Δn(MnO4−)=2n(CO2)10=
15n(CO2)=15×2×10−4ml=4×10−5ml,则在2 min末,c(MnO4−)=0.03L×0.01ml⋅L−1−4×10−5ml0.05L=5.2×10−3ml⋅L−1。
(3)KMnO4是有颜色的,故还可通过测定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。
(4)若该反应是放热反应,随着反应的进行,温度升高,反应的速率会加快。
18.【答案】(1)①2~3;该反应放热使温度升高,加快反应速率,此时温度的影响起主要作用;4~5;该反应中消耗H+使H+浓度减小,减慢反应速率,此时H+浓度的影响起主要作用
②d
(2)①2H2O2FeCl32H2O+O2↑
②其他条件相同时,探究温度对H2O2分解速率的影响
③将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1mI/L的FeCl3溶液,观察产生气泡的速率)
【解析】(1)①化学反应速率v=ΔcΔt,因为时间相同,只要气体体积差大的反应速率就大,故2~3min反应速率最大,该反应为放热反应,随着反应的进行温度升高,化学反应速率增大;4~5min反应速率最小,随着反应的进行,氢离子浓度降低,反应速率减小;
②为了减缓反应速率但不减少氢气的量,加入的物质应该是降低氢离子浓度但不影响氢离子总物质的量,加入Na2CO3、NaOH会消耗H+,加入稀HNO3氢离子浓度增加,氢离子总物质的量增加。
(2)①在FeCl3催化作用下,过氧化氢分解生成氧气和水,反应的化学方程式为2H2O2FeCl32H2O+O2↑;②实验Ⅰ中试管A、B只有温度不同,目的是探究温度对H2O2分解速率的影响;
③由题可知,实验Ⅱ探究的是浓度对H2O2分解速率的影响,反应现象不明显,可以采取加热、滴加FeCl3溶液等方法提高反应速率,使反应现象明显。
19.【答案】(1)B;反应放热,使反应速率加快
(2)AC
(3)V2−V1224(t2−t1)
【解析】【解答】
(1)曲线中斜率越大,表明反应速率越快,故反应速率最快的时间段为t1~t2,原因是反应放热,使反应速率加快。
故答案为:B;反应放热,使反应速率加快;
(2)该反应实质为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故加水稀释使C(H+)减小,反应速率减小:NaCl溶液中的Na+、Cl−对该反应无影响,故加NaCl溶液相当于加水稀释;加NaCl固体对反应速率无影响;通入HCl会使C(H+)增大,反应速率加快。综上所述,A、C符合题意。
故答案为:AC;
(3)t1~t2时间段产生CO2的物质的量为V2−V11000×22.4 ml,所以:
v(HCl)=V2−V122.4×1000×2201000×(t2−t1)ml⋅L−1⋅min−1=V2−V1224(t2−t1) ml⋅L−1⋅min−1。
故答案为:V2−V1224(t2−t1)。
20.【答案】(1)2A⇌B;
(2)减慢;减慢;
(3)>;
(4)0.1;
(5)ab;
【解析】【解答】
(1)各物质的改变量之比=各物质的化学计量数之比,由图像信息可知,前4 min,A减少0.4 ml,为反应物,B增加0.2 ml,为生成物,故反应方程式为2A⇌B;
故答案为:2A⇌B。
(2)降低温度,该反应的正、逆反应速率都减慢。
故答案为:减慢;减慢。
(3)4 min后,A物质继续减少,B物质继续增加,故反应仍向正反应方向移动,即v正>v逆;
故答案为:>。
(4)0~4 min内,用B的浓度变化量表示的平均反应速率为(0.4−0.2)ml0.5L×4min=0.1 ml·L−1·min−1
故答案为:0.1。
(5)a.在容器体积不变,参加反应的物质均为气体时(且反应前后气体分子数不相等),压强不变,混合物中各物质浓度不变时,可以说明该反应达到了平衡状态,故a符合题意;
b.混合气体中c(A)=n(A)V,随着反应进行,n(A)变化,混合气体中c(A)不变,可以说明化学反应达到化学平衡,故b符合题意;
c.容器中气体密度ρ=mV,反应前后质量守恒,m不变,容器体积V不变,则整个反应过程容器中气体密度不变,不能说明化学反应是否达到化学平衡,故c不符合题意;
d.c(A)和c(B)的大小关系,取决于化学反应特点和起始时反应物的充入量,并不能通过c(A)=c(B)说明化学反应达到化学平衡,故d不符合题意。
故答案为:ab。
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
5
10
15
20
……
45
醋酸(A瓶)
88
170
248
326
……
865
盐酸(B瓶)
10
18
30
64
……
464
温度
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(A)/ml
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(A)/ml
0.50
0.30
0.18
…
0.15
t/min
0
20
40
60
80
c/ml⋅L−1
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
起始温度
甲
乙
丙
c(H2)/(ml/L)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(ml/L)
0.010
0.010
0.020
实验序号
A溶液
B溶液
①
20mL 0.1ml·L−1
H2C2O4溶液
30mL 0.1ml·L−1
KMnO4溶液
②
20mL 0.2ml·L−1
H2C2O4溶液
30mL 0.1ml·L−1
KMnO4溶液
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 ml·L−1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L−1KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 ml·L−1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 ml·L−1KMnO4溶液
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310
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