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- 2021-07-02 发布
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化学反应速率及其影响因素
一、选择题
1.(2018届青海西宁五中月考)对于反应mA+nB===pC,下列说法正确的是( )。
A.某温度时,化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B.其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C.若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D.其他条件不变,升高温度,反应速率加快
2.(2018届山西大同一中月考)为探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将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,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( )。
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1
H2SO4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可以起与硫酸铜相同的加速作用
D.硫酸铜的量越多,产生氢气的速率肯定越快
3.在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
4.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )。
A.NaHSO4(固体) B.Na2SO4溶液
C.CuSO4(固体) D.NaCl(固体)
5.下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是( )。
选项
事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
A、 B两支试管,各加入4 mL 0.01 mol·
L-1的KMnO4酸性溶液,在A试管中加入2 mL 0.01 mol·L-1H2C2O4溶液和在B试管中加入2 mL 0.02 mol·L-1的H2C2O4溶液,记录溶液褪色所需时间,B试管褪色时间短
当其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快
C
在容积可变的密闭容器中发生反应:2NH3(g) N2H4(l)+H2(g),把容器的体积缩小一半
正反应速率加快,逆反应速率减慢
D
A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
6.(2018届浙江台州期末)X(g)+2Y(s)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,一定条件下,将1 mol X和2 mol Y加入2 L的恒容密闭容器中,10 min后测得Y的物质的量为1.4 mol。下列说法正确的是( )。
A.10 min内,X的平均反应速率为0.03 mol·L-1·min-1
B.若容器中的气体密度不再发生变化,说明上述反应已达平衡状态
C.10 min后,Z的浓度为0.7 mol·L-1
D.10 min内,反应放出的热量为0.3 kJ
7.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如下图所示。对该反应的推断合理的是( )。
A.该反应的化学方程式为6A+2D3B+4C
B.反应进行到1 s时,v(A)=v(B)
C.反应进行到5 s时,B的平均反应速率为0.06 mol·L-1·s-1
D.反应进行到5 s时,v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
二、非选择题
8.Ⅰ.化学与生活、生产密切相关。下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是________。
A.调味剂 B.防腐剂
C.增稠剂 D.着色剂
Ⅱ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率因素的关系最为密切?
(1)夏天的食品易变霉,在冬天不易发生该现象:____________。
(2)同浓度同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块,产生气体有快有慢:____________。
(3)MnO2加入双氧水中放出气泡更快:__________。
Ⅲ.在一定温度下,4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图:
(1)比较t2时刻,正逆反应速率大小v正________(填“>”“=”或“<”)v逆。
(2)若t2=2 min,计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为____________。
(4)如果升高温度,则v逆________(填“增大”“减小”或“不变”)。
9.将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH<0,反应进行到10 s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,C的物质的量为0.8 mol,则:
(1)用C表示10 s内正反应的平均反应速率为__________________。
(2)反应前A的物质的量浓度是______________。
(3)10 s末,生成物D的浓度为______________。
(4)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成D的速率
①
降低温度
②
增大A的浓度
③
使用催化剂
④
恒容下充入Ne
(不参与体系反应)
10.某科学实验小组将6 mol A和8 mol B充入2 L的密闭容器中,某温度下,发生的反应为A(g)+3B(g)C(g)+D(g) ΔH=-49.0 kJ· mol-1。测得B的物质的量随时间变化的关系如下图所示(实线)。
(1)下列时间段A的平均反应速率最大的是________(填字母,下同),最小的是________。
A.0~1 min B.1~3 min
C.3~8 min D.8~11 min
(2)b点的正反应速率________(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
(3)平衡时B的转化率为________,该温度下的化学平衡常数K=________。
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得B的物质的量随时间变化如上图中虚线所示。
①曲线Ⅰ对应的实验改变的条件是__________,理由是___________________________。
②曲线Ⅱ对应的实验改变的条件是__________,理由是________________________。
11.某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应中溶液紫色消失快慢的方法,研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定:所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0.010 mol·L-1、0.0010 mol·L-1, 催化剂的用量可选择0.5 g、0 g,实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液(0.10 mol·L-1)的用量均为4 mL。
(1)写出反应的离子方程式:__________________________________________________。
(2)请完成以下实验设计表:完成④的实验条件,并将实验目的补充完整。
实验
编号
T/K
催化剂的
用量/g
酸性KMnO4溶液
的浓度/(mol·L-1)
实验目的
①
298
0.5
0.010
a.实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响;
b.实验①和③探究__________对反应速率的影响;
c.实验①和④探究催化剂对反应速率的影响
②
298
0.5
0.001
③
323
0.5
0.010
④
______
______
______
(3)该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4?__________,简述选择的理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某同学对实验①和②分别进行了三次实验,测得以下数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号
溶液褪色所需时间t/min
第1次
第2次
第3次
①
12.8
13.0
11.0
②
4.9
5.1
5.0
a.实验②中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为____________(忽略混合前后溶液的体积变化)。
b.该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下,酸性KMnO4溶液浓度越小,所需时间就越短,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________(填“是”或“否”)。
c.某同学认为不用经过计算,直接根据褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系,你认为应该如何设计实验:______________________________________________。
答案及解析
1.D 解析:化学反应速率之比等于对应物质的计量数之比,其数值与计量数有关,故A错误;反应体系中各物质的状态未知,而压强的改变只对有气体参加的反应有影响,故B错误;如果B是固体物质,增加或减小B的物质的量,B的浓度不变,反应速率不变,故C错误;温度越高反应速率越快,故D正确。
2.A 解析:A项,本实验是探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,所以V1=30,V6=10,故A正确;B项,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,E中Zn能够置换出Cu附着在Zn表面,金属变为紫红色,故B错误;C项,银能被锌置换出来,而镁不能,所以与CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4溶液,故C错误;D项,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错误。
3.C 解析:2H2O22H2O+O2↑。0~6 min产生的氧气的物质的量n(O2)=0.001 mol,n(H2O2)=2n(O2)=0.002 mol,v(H2O2)=≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1,A正确;=3.73,=1.88<3.73,即单位时间内产生的氧气,0~6 min大于6~10 min,故6~10 min的平均反应速率v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1,B正确;6 min时,c(H2O2)=0.40 mol·L-1- mol·L-1=0.20 mol·L-1,C错误;6 min时,H2O2的分解率为×100%=50%,D正确。
4.B 解析:Fe与盐酸反应的实质为Fe+2H+===Fe2++H2↑,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,则可减小氢离子的浓度,但不改变氢离子的物质的量。加入NaHSO4固体,硫酸氢钠电离出氢离子,氢离子浓度增大,反应速率增大且产生氢气总量增大,A错误;加入硫酸钠溶液,减小氢离子的浓度,但不改变氢离子的物质的量,B正确;加入CuSO4固体,铁置换出铜,构成原电池,加快反应速率,C错误;加入NaCl固体,氢离子的浓度和物质的量都没有变化,D错误。
5.C 解析:C项,把容器的体积缩小一半,压强增大,正、逆反应速率均加快,不能得出题给结论。
6.B 解析:根据三段式解答:
X(g)+2Y(s)2Z(g)
n起始/mol 1 2 0
n变化/mol 0.3 0.6 0.6
n10 min后/mol 0.7 1.4 0.6
10 min内,X的平均反应速率为=0.015 mol·L-1·min-1,A错误;该反应有固体参加,随着反应的进行,气体的质量不断变化,恒容密闭容器体积不变,根据密度ρ=,当容器中的气体密度不再发生变化时,该反应达到平衡状态,B正确;10 min后Z的浓度为=0.3 mol·L-1,C错误;根据题给热化学方程式,10 min内,反应放出的热量为0.3a kJ,D错误。
7.C 解析:由图可知,反应达到平衡时A物质增加了1.2 mol,D物质增加了0.4 mol,B物质减少了0.6 mol,C物质减少了0.8 mol,所以A、D为生成物,B、C为反应物,反应方程式为3B+4C6A+2D,故A错误;A、B、C、D的化学计量数不同,故B、D错误;反应进行到5 s时,v(B)==0.06 mol·L-1·s-1,故C正确。
8.Ⅰ.B Ⅱ.(1)温度 (2)反应物本身性质 (3)催化剂
Ⅲ.(1)> (2)0.25 mol·L-1·min-1 (3)75%
(4)增大
解析:Ⅰ.防腐剂是减缓食物腐败的反应速率,故B正确。Ⅱ.(1)夏天温度较高,反应速率较大,而冬天温度较低,反应速率较小。(2)反应物本身性质是影响化学反应速率的主要因素,镁比锌活泼,与同浓度同体积的盐酸反应更剧烈。(3)二氧化锰为该反应的催化剂,可加快反应速率。Ⅲ.(1)t2时刻,反应物逐渐减少,生成物逐渐增多,反应正向进行,v正>v逆。(2)v===0.25 mol·L-1·min-1。(3)t3时刻化学反应达到平衡,剩余2 mol N,则转化了6 mol N,转化率为×100%=75%。(4)升高温度,正逆反应速率都增大。
9.(1)0.04 mol·L-1·s-1 (2)1.5 mol·L-1
(3)0.4 mol·L-1
(4)①减小 ②增大 ③增大 ④不变
解析:(4)①降低温度,反应速率都减小,即生成D的速率减小;②增大A的浓度,增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,生成D的速率增大;③使用催化剂,化学反应速率加快;④恒容状态下,充入非反应气体,参与反应的各组分浓度不变,化学反应速率不变。
10.(1)A D (2)大于 (3)75% 0.5
(4)①升高温度 达到平衡的时间缩短,平衡时B的物质的量增大,平衡逆向移动
②增大压强 达到平衡的时间缩短,平衡时B的物质的量减少,平衡正向移动
解析:(1)由图中数据,可计算出:0~1 min时,vA= mol·L-1·min-1;1~3 min时,vA=0.25 mol·L-1·min-1;3~8 min时,vA= mol·L-1·min-1;8~11 min时,vA=0,故平均反应速率最大的是A项,最小的是D项。(2)b点未达到平衡,且下一时刻B的物质的量减小,说明反应向正方向进行,故正反应速率大于逆反应速率。
(3) A(g)+3B(g) C(g)+D(g)
起始物质的量/mol 6 8 0 0
转化物质的量/mol 2 6 2 2
平衡物质的量/mol 4 2 2 2
B的转化率=×100%=×100%=75%。平衡时A、B、C、D的物质的量浓度分别为2 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1,则K===0.5。
11.(1)2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)298 0 0.010 温度
(3)MnSO4 如果选择MnCl2,则酸性高锰酸钾会和Cl-反应,而且引入Cl-无法证明是Mn2+起了催化作用
(4)a.1×10-4 mol·L-1·min-1 b.否
c.取过量的相同体积、浓度不同的草酸溶液,分别与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应
解析:(4)实验②中褪色需要时间的平均值为5 min,则用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为=1×10-4 mol·L-1·min-1。从表中数据可知,相同体积的0.010 mol·L-1 KMnO4酸性溶液的浓度是0.0010 mol·L-1 KMnO4酸性溶液的10倍,但反应时间却是其反应时间的二倍左右,由反应速率计算公式(v=)可得出,此实验条件下KMnO4酸性溶液的浓度越大反应速率越快,因此结论错误。