反应速度与限度含答案.docx
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反应速度与限度含答案
化学反应的速率和限度
1、在某一密闭容器中,充入一定量的HI气体,发生反应2HI(g)
H2(g)+I2(g),(正反应吸热)。
在t1时达到平衡,t2时加热升温并保温,到t3时又达到新平衡,符合这一变化的图像是( )
【答案】A
2、某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据,下列有关说法错误的是( )
A.该反应的化学方程式为3X+Y═2Z
B.2min时,反应达最大限度,但化学反应仍在进行
C.反应开始至2min,Z的反应速率为0.05mol·L﹣1·min﹣1
D.反应达到平衡时,压强是开始时的0.9倍
【答案】A
【解析】A、由图可知随反应进行X、Y的物质的量变小,Z的物质的量变大,所以X、Y为反应物,z为生成物,反应结束各物质的物质的量不变,所以反应为可逆反应,故A错误;
B、根据图可知该反应为可逆反应,所以达到反应限度时,正逆反应还在进行,不过此时正逆反应速率相等,组成不变,故B正确;
C、由图可知2min内Z的物质的量变化量为0.2mol,所以2min内以Z表示的平均反应速率v(Z)=
=0.05mol/(L·min),故C正确;
D、由图可知开始混合气体的总的物质的量为2mol,平衡时混合气体的物质的量为(0.9+0.7+0.2)mol=1.8mol,压强之比等于物质的量之比,所以反应达平衡此时体系的压强是开始时
=0.9倍,故D正确;
故选:
A.
3、将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g),若经2s(秒)后测得C的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·(L·s)-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·(L·s)-1
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1其中正确的是()
A.①③B.①④C.②③D.③④
【答案】B
4、氨分解反应(2NH3
N2+3H2)在容积为2L的密闭容器内进行,已知起始时氨气的物质的量为4mol,5s末为2.4mol,则用氨气表示该反应的反应速率为()
A.0.32mol/(L·s)B.0.16mol/(L·s)
C.1.6mol/(L·s)D.0.8mol/(L·s)
【答案】B
【解析】反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。
反应进行到5s时,消耗的氨气是4mol-2.4mol=1.6mol,所以用氨气表示的反应速率是,所以选项B是正确的。
答案选B。
5、在373K时,把
气体通入体积为5升的真空密闭容器中,立即出现棕色。
反应进行到2秒,
的浓度为
。
在60秒钟时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6倍,下列说法正确的是()
A前2秒,以
的浓度变化表示的平均反应速率为
B在2秒时,体系内压强为开始的1.1倍
C在平衡时体系内
为0.25mol
D平衡时,如果缩小容器体积,可减慢化学反应速率
【答案】B
6、常温时,将两种溶液等体积混合,其中溶液pH一定或可能等于7的情况共有()
①pH=2盐酸和pH=12NaOH溶液②pH=2醋酸和pH=12NaOH溶液
③pH=2盐酸和pH=12氨水④pH=2某酸和pH=12NaOH溶液
⑤pH=2盐酸和pH=12某碱溶液⑥pH=2硫酸和pH=12NaOH溶液
⑦pH=2盐酸和pH=12Ba(OH)2溶液⑧pH=2硫酸和pH=12Ba(OH)2溶液
A.5种B.6种C.7种D.8种
【答案】B
【解析】pH=2的酸液中c(H+)和pH=12的碱液中c(OH-)相等,若酸为强酸、碱为强碱,二者等体积混合时溶液呈中性,故①⑥⑦⑧所得溶液pH一定等于7;④⑤所得溶液pH可能等于7;②中醋酸过量,所得溶液pH小于7;③中氨水过量,所得溶液pH大于7。
7、已知反应X(g)+Y(g)
nZ(g)△H>0,将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应,各物质的浓度随时间的改变如图所示。
下列说法不正确的是
A.反应方程式中n=1
B.10min时,曲线发生变化的原因是升高温度
C.10min时,曲线发生变化的原因是增大压强
D.0~5min内,用X表示的反应速率为v(X)=0.08mol·L-1·min-1
【答案】B
8、反应3X(g)+Y(g)
2Z(g)+2W(g)在2L密闭容器中进行,5min后Y减少了0.5mol,则此反应的平均速率υ为()
A.υ(X)=0.05mol·L—1·min—1B.υ(Y)=0.10mol·L—1·min—1
C.υ(Z)=0.10mol·L—1·min—1D.υ(W)=0.05mol·L—1·s—1
【答案】C
试题分析:
2L密闭容器中进行,5min后Y减少了0.5mol,则v(Y)=
=0.05mol?
L-1?
min-1,A.v(X)=0.05mol?
L-1?
min-1×3=0.15mol?
L-1?
min-1,故A错误;B.由上述计算可知,v(Y)=0.05mol?
L-1?
min-1,故B错误;C.v(Z)=0.05mol?
L-1?
min-1×2=0.10mol?
L-1?
min-1,故C正确;D.v(W)=0.05mol?
L-1?
min-1×2=0.10mol?
L-1?
min-1=
mol·L—1·s—1,故D错误,故选C。
9、将2molSO2和1molO2放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),则达到平衡状态的标志是( )
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.SO2和SO3浓度相等
C.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
【答案】D
【解析】该反应是气体参加的反应,气体的质量不变,体积又是一定的,所以混合气体的密度始终保持不变,A项错误;反应过程中某个瞬间可能出现SO2和SO3浓度相等,但不表示浓度相等,就达到平衡状态,B项错误;SO3的生成速率与SO2的消耗速率都表示正反应速率,C项错误;这是一个反应前后气体物质的量发生变化的反应,而气体的质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量是个变量,当其保持不变时,就达到平衡状态,D项正确.
10、在一密闭容器中,充入1molNH3,建立如下平衡:
2NH3
N2+3H2。
测得NH3的转化率为a%;在其他条件不变时,再充入1molNH3,待建立新平衡时,又测得NH3的转化率为b%。
则a和b的正确关系是()
A.a>bB.a 【答案】A 11、对于反应2HI(g) H2(g)+I2(g紫色),下列叙述能够说明已达平衡状态的是( ) A.混合气体的颜色不再变化 B.温度和体积一定时,容器内压强不再变化 C.1molH-H键生成的同时有2molH-I键断裂 D.各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1 【答案】A 【解析】试题分析: 在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。 颜色的深浅和浓度有关系,所以选项A可以说明。 反应前后气体的体积不变,因此气体的总物质的量和压强始终是不变的,B不能说明。 C中反应速率的方向是相同,速率之比是相应的化学计量数之比,因此C中的关系始终是成立的,C不能说明。 密平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种的浓度之间不一定满足某种关系,D不能说明,因此答案选A。 考点: 考查可逆反应平衡状态的判断 点评: 该题是中等难度的试题,该题也是高考中的常见题型和考点。 试题基础性强,难易适中,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。 该题的关键是明确平衡状态的特点,如何结合具体的可逆反应灵活运用即可。 12、已知C(s)+CO2(g) 2CO(g)正反应为吸热反应,下列措施能使正反应速率加快的是() ①增加少量C(s)②升高温度③容器不变,再通入CO2④缩小体积增大压强 A.①②③B.①②③④C.②③D.②③④ 【答案】D 【解析】考查外界条件对反应速率的影响。 浓度对反应速率的影响,不适用于固体和纯液体,①不能。 温度升高,速率加快,②可以。 增大CO2的浓度,反应速率增大,③可以。 有气体参加和生成,所以增大压强,反应速率加快,④可以。 答案是D。 13、针对平衡2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),采用下列措施一段时间后,能增大逆反应速率的是 A.通入大量O2B.增大容器容积C.移去部分SO3D.降低体系温度 【答案】A 【解析】增加O2的浓度,这一瞬间正反应速率加快,逆反应不变,但随着反应,生成物的浓度增大,逆反应反应速率随之加快,A项正确;增大容器容积、移去部分SO3,即减小浓度,而减小物质的浓度、降低温度均减小反应速率,B、C、D项错误。 14、700℃时,在容积为2L的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),部分数据见下表(表中t2>t1): 反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol n(CO2)/mol n(H2)/mol 0 1.20 0.60 0 0 t1 0.80 t2 0.20 下列说法正确的是 A.反应在t1min内的反应速率为v(H2)= mol·L-1·min-1 B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,达到平衡时n(CO2)=0.40mol C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数减小 D.温度升高至800℃,上述反应的平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应 【答案】B 【解析】 依题意有: 解之得: x=0.48 因此第二次达平衡后,水的体积分数为: 0.32/2=0.16>0.11,所以保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数也增大。 错误;D、温度升高至800℃,上述反应的平衡常数为0.64<1,表明反应逆向移动,则正反应为放热反应,错误。 考点: 化学平衡的有关知识。 15、一定温度下,浓度均为1mol·L-1的A2和B2两种气体,在密闭容器内反应生成气体C,反应达平衡后,测得: c(A2)=0.58mol·L-1,c(B2)=0.16mol·L-1,c(C)=0.84mol·L-1,则该反应的正确表达式为() A.2A2+B2 2A2BB.A2+B2 2AB C.A2+B2 A2B2D.A2+2B2 2AB2 【答案】D 【解析】Δc(A2)=1mol·L-1-0.58 mol·L-1=0.42 mol·L-1, Δc(B2)=1mol·L-1-0.16 mol·L-1=0.84 mol·L-1, Δc? =0.84mol·L-1,因变化量之比等于化学计量数比,故选D。 16、物质的分离是化学研究中常用的方法,填写分离下列物质时使用的方法(不必叙述操作细节)。 (1)两种互不相溶的液体的分离________。 (2)固体和液体的分离________。 (3)含固体溶质的溶液中除去部分溶剂________。 (4)胶体中分离出可溶电解质________。 (5)几种沸点相差较大的互溶液体的分离______________________。 【答案】 (1)分液 (2)过滤 (3)蒸发 (4)渗析 (5)蒸馏 【解析】仔细分析各分离方式的原理及适合范围,不难得出所需方法。 17、影响化学反应速率的因素有很多,某一个课外兴趣小组用实验的方法进行以下探究。 实验一: 他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),设计实验方案来研究影响反应速率的因素。 (1)甲同学研究的实验报告如下表: 实验步骤 现象 结论 ①分别取等体积的2mol/L硫酸于试管中; ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。 反应快慢: Mg>Fe>Cu 反应物的性质越活泼,反应速率越快。 该同学的实验目的是研究____________对反应速率的影响;根据控制变量法,要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是保持______________条件相同。 (2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图装置进行定量实验。 完成该实验应选用的实验药品是_____________;应该测定的实验数据是________。 实验二: 已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,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。 (1)针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快。 从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是______________的影响。 (2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是____________。 A、硫酸钾B、硫酸锰C、水D、氯化锰 【答案】实验一: (1)反应物本身的性质对反应速率的关系; 温度相同; (2)Mg(或Fe)和0.5mol/L硫酸和2mol/L硫酸;测定一定时间产生气体的体积(或者测定一定体积的气体所需时间); 实验二: (1)催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用); (2)B 【解析】试题分析: 实验一: (1)根据表中的信息得出该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响。 温度对化学反应速率的影响较大,故根据控制变量法,要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是保持温度相同。 (2)根据装置图可以得到,是通过测量生成气体的量来研究浓度对反应速率的影响。 故该实验应选用的实验药品是Mg(或Fe)和0.5mol/L硫酸和2mol/L硫酸。 应该测定的实验数据是应该测定的实验数据。 实验二: (1)对化学反应速率影响最快的是催化剂,故猜想还可能是催化剂的影响。 (2)选择可以做催化剂的试剂且是生成物,故选B。 考点: 化学反应速率的影响因素 点评: 影响化学反应速率的外界条件除温度、浓度、压强、催化剂外,还有很多因素可以改变反应速率.如光辐射、超声波、电弧、激光、强磁场、高速研磨、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等.总之,向反应体系中输入能量,都有可能改变反应速率.外界条件只是影响反应速率,决定化学反应速率的是物质本身的性质。 18、某一个探究小组用KMnO4酸性溶液和H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法,研究影响反应速率的因素。 实验条件作如下限定: 所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01mol·L-1、0.001mol·L-1,催化剂的用量可选择0.5g、0g,实验温度可选择298K、323K。 每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液(0.1mol·L-1)的用量均为2mL。 (1)配平化学方程式: ______KMnO4+____H2C2O4+_____H2SO4→____K2SO4+_____MnSO4+_____CO2+______H2O (2)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号: 实验编号 T/K 催化剂的用量/g KMnO4酸性溶液的浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 0.5 0.01 (Ⅰ)实验①和②探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和______探究催化剂对该反应速率的影响 ② ③ ④ 0 (3)在完成探究催化剂对该反应速率影响的实验时发现,未加催化剂的情况下,刚开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久后突然褪色,反应速率明显加快。 针对上述实验现象,同学认为高锰酸钾与草酸溶液的反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快,从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是________________ 若用实验证明你的猜想。 除酸性高锰酸钾溶液,草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是_______ A.硫酸钾B.硫酸锰C.二氧化锰D.水 (4)某同学对实验①和②分别进行三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时): KMnO4酸性溶液 的浓度/mol·L-1 溶液褪色所需时间t/min 第1次 第2次 第3次 0.01 14 13 11 0.001 6 7 7 计算用0.001mol·L-1KMnO4酸性溶液进行实验时KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液体积的变化)。 (4)若不经过计算,直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行_________。 若不可行(若认为可行则不填),请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案_____________________________________ 【答案】 (1)配平化学方程式: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4→1K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O (1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号: 实验编号 T/K 催化剂的用量/g KMnO4酸性溶液的浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 0.5 0.01 (Ⅰ)实验①和②探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究催化剂对该反应速率的影响 ② 298 0.5 0.001 ③ 323 0.5 0.01 ④ 298 0 0.01 (3)生成的Mn2+催化反应的进行,B。 (4)1×10-4mol/(L·min)。 (5)不可行。 取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的KMnO4溶液反应。 【解析】试题分析: (1)在酸性条件下,高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水,根据电子的得失守恒可知,离子方程式为: 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。 (2)要得出反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响的结论至少要完成: ①取不同浓度KMnO4溶液,在相同温度下进行反应;②取同浓度KMnO4溶液,在不同温度下进行反应;③取同浓度KMnO4溶溶,在同温度且有催化剂的条件下进行反应;④取同浓度KMnO4溶液,在同温度且不使用催化剂的条件下进行反应等3个实验来进行对比。 (3)根据反应的方程式可知,生成物中有Mn2+生成,这说明引起反应速率加快的原因还可能是生成的Mn2+催化反应的进行,据此可知,如果要验证假设,则可以选择试剂硫酸锰,答案选B。 (4)①反应开始时: c(KMnO4)= ,反应时间: △t=(6min+7min+7min)÷3=6.7min,所以KMnO4的平均反应速率ν(KMnO4)= 。 ②由题中数据知浓度大的褪色时间反而长,因颜色是由KMnO4产生,虽然KMnO4浓度大反应快,但KMnO4的量也多,故无法比较,故不经过计算直接利用表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是不可行的;所以若想通过直接观察褪色时间长短来判断溶液浓度的大小,则必须保证KMnO4酸性溶液的浓度相同,才能判断H2C2O4溶液浓度的大小,即取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应。 考点: 考查影响化学反应速率的因素、氧化还原反应方程式的配平、反应速率的计算 点评: 该题是高考中的常见题型,所以中等难度的试题。 试题综合性强,侧重对学生能力的培养和胶体方法的指导与训练,有利于培养学生规范、严谨的实验设计、评价能力,有利于提高学生的学科素养。 该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论。 19、(I)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他取了两只试管,均加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL0.1mol/LH2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于凉水中,记录溶液褪色所需的时间. ①需要用 来酸化KMnO4溶液,褪色所需时间tA tB(填“>”、“=”或“<”). ②写出该反应的离子方程式 . (2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,具体操作为: ①配制250mL溶液: 准确称量5.0g乙二酸样品,配成250mL溶液. ②滴定: 准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000mol? L﹣1KMnO4溶液装入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作. 在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液迅速变成紫红色.将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了.请解释原因: .当 ,证明达到滴定终点. ③计算: 再重复上述操作2次,记录实验数据如下. 序号 滴定前读数(mL) 滴定后读数(mL) 1 0.00 20.10 2 1.00 20.90 3 0.00 21.10 则消耗KMnO4溶液的平均体积为 mL,已知H2C2O4的相对分子质量为90,则此样品的纯度为 . ④误差分析: 下列操作会导致测定结果偏高的是 . A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管 B.滴定前锥形瓶有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失 D.不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外 E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视. 【答案】(I)①硫酸,<.②5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O. (2)①酸式. 反应中生成的锰离子具有催化作用,所以随后褪色会加快.当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化 ,③20.00,90.00% .④ACD . 20、在一定温度下,向一个容积不变的容器中,通入2molN2和8molH2及固体催化剂,使之反应。 已知: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=-92.2kJ·mol-1。 平衡时容器内气体压强为起始时的80%。 (1)平衡时容器内NH3的体积分数为。 (2)加入2molN2和8molH2,达到平衡时,放出热量为(填序号)。 A.大于92.2kJB.等于92.2kJ C.小于92.2kJD.可能大于或小于或等于92.2kJ (3)在相同容器中,降低温度,通入2
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