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1、1第第 2121 讲讲 化学反应速率化学反应速率A A 组组 基础题组基础题组1.(2016 北京理综,8)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )A.抗氧化剂B.调味剂C.着色剂D.增稠剂2.一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 H2的总量,可向盐酸中加入适量的( )A.CaCO3(固) B.Na2SO4溶液C.KNO3溶液D.CuSO4(固)3.实验室用 Zn 与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量 CuSO4来加快反应速率。为了研究 CuSO4的量对 H2生成速率的影响,某同学设计了下表中实验方案,将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的
2、 Zn 片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。实验试剂 甲乙丙丁4 molL-1H2SO4溶液/mL20V1V2V3饱和 CuSO4溶液/mL02.5V410H2O/mLV5V680收集气体所需时间/st1t2t3t4下列说法正确的是( )A.t1=t2=t3=t4B.V4=V5=10C.V6=7.5D.V125/9D.若上述反应在 120 时进行,则反应至 80 s 时,n(N2O4)t2t3t4,A 项错误;根据对比实验的设计原则可知,CuSO4溶液与 H2O 的体积之和为 10 mL,所以 V4=2、V5=10、V6=7.5,B 项错
3、误,C项正确;因为该实验仅研究 CuSO4的量对反应速率的影响,所以 H2SO4的量应相同,则 V1=V2=V3=20,D 项错误。4.B 5 min 内用 E 表示的平均反应速率为 0.1 molL-1 min-1,则 n(E)=0.1 molL-1 min-10.4 L5 min=0.2 mol。2A(g)+B(g)mD(g)+E(g)n(始)/mol0.6 0.5 00n/mol 0.4 0.2 0.2 0.2n(平)/mol0.2 0.3 0.2 0.2A 项,A、B 的转化率分别为 66.7%和 40%;B 项,物质变化的物质的量之比等于方程式中的化学计量数之比,m=1;C 项,5
4、min 内用 A 表示的平均反应速率为 0.2 molL-1 min-1;D 项,平衡时混合物总物质的量为0.9 mol。5. 答案 (1)0.2(2)使用催化剂 升高温度 增大 B 的浓度 减小 C 的浓度(3)-196.6 kJmol-1解析 (1)v(A)=0.2 molL-1min-1。0.8molL- 1- 0.4 molL- 12min(2)24 min 内,A、B、C 的浓度变化量比前 2 min 大,说明反应速率加快了,故第 2 min 时改变的条件可能为使用催化剂或升高温度。第 6 min 改变条件后,到第 8 min 时,A 的浓度减小而 B 的浓度增大,可知改变的条件为增
5、大 B 的浓度。02 min 内,A、B、C 的浓度变化量分别为 0.2 molL-1、0.4 molL-1、0.4 molL-1,则 a、b、p 分别为 1、2、2,从第 8、9 min 的数据来看,C 的浓度大幅度减小,而 A、B 浓度也减小,且 A、B 浓度的减小量与化学方程式中化学计量数成正比,故第 8 min 改变的条件为减小 C 的浓度。8(3)从开始到第 4 min 消耗 A 1.2 mol,共放出热量 235.92 kJ,故每消耗 1 mol A 放出热量:1 mol=196.6 kJ,由(2)的分析可知 A 的化学计量数为 1,故该反应的 H=-196.6 kJmol-235
6、.92 kJ 1.2mol1。6. 答案 (1)大于(2)A(3)升高温度 增大压强(或充入一定量的 CO2) 增大解析 (1)由图像看出,反应在 6 min 达到平衡,a 点时反应还没达到平衡,故正反应速率大于逆反应速率。(2)随反应进行,反应物浓度不断减小,正反应速率也不断减小,故开始一段时间内正反应速率最大。(3)由图像看出,曲线对应的实验缩短了达到平衡的时间,加快了反应速率,H2的转化率减小,结合该反应为放热反应可知,该实验改变的条件为升高温度。曲线对应的实验缩短了达到平衡的时间,加快了反应速率,H2的转化率增大,结合该反应为气体物质的量减小的反应可知,该实验改变的条件为增大压强或充入
7、一定量的 CO2。体积不变时再充入 3 mol CO2和 4 mol H2,相当于增大压强,平衡右移,H2O(g)的体积分数增大。7. 答案 (1)0.2/t1 (2)16.4 (3)1 (4)1.6(5)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动, CO2平衡浓度降低解析 (1)v(H2)=v(CO)=mol/(Lmin);(1.2 - 0.8)mol 2 L t1min0.2 t1(2)平衡时 CO 反应了 0.4 mol,放出的热量为 41 kJ/mol0.4 mol=16.4 kJ;(3)平衡时,c(CO)=0.4 mol/L,c(H2O)=0.1 mol/L,c(CO2)=c(
8、H2)=0.2 mol/L,所以平衡常数 K甲=1;0.2 0.2 0.4 0.1(4)从反应条件和投料情况看,甲、乙为等效平衡,故 a=1.6;(5)因该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故 CO2平衡浓度降低。B B 组组 提升题组提升题组8.D A 项,v(N2O4)=0.001 25 molL-1s-1,则 v(NO2)=2v(N2O4)=0.002 5 molL-1s-1;B0.05mol 2 L 20 s项,若 59 s 时反应已达到平衡状态,则 c(NO2)等于 0.12 molL-1;C 项,n3=0.40-0.082=0.24,平衡常9数 K=,K 只和温度有关
9、,与投料量无关;D 项,该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,80 s0.08 2(0.242)225 9时 n(N2O4)K(400 )。10.D A 项,前 20 s 的平均速率为 v(A)=1.2 mol/(2 L20 s)=0.03 molL-1s-1;B 项,20 s 时,Qc=c(B)c(C)/c2(A)=0.25K,可逆反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率;C0.3 0.30.62项,反应是可逆反应,平衡时 A(g)的转化率不可能为 100%;D 项,升高温度,平衡常数减小,反应放热,H0。11.D A 项,02 min 内,A 的物质的量变化量为 0.5 mol-0
10、.3 mol=0.2 mol,v(A)=0.05 0.2mol 2 L 2minmol/(Lmin);B 项,由图()可知,02 min 内 A、B、C 的物质的量变化量分别为 0.2 mol、0.6 mol、0.4 mol,所以 A、B、C 的化学计量数之比为 0.2 mol0.6 mol0.4 mol=132,反应方程式为A+3B 2C,增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动;C 项,由图()可知,温度越高,平衡时 B 的物质的量分数越高,即升高温度平衡向逆反应方向移动,则 A 的转化率减小;D 项,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故若 A 的浓度减少 1 mol/L,则
11、B 的浓度减少 3 mol/L,C 的浓度增加 2 mol/L。12. 答案 (1)5 16H+ 10 8(2)在当前实验条件下,增大草酸溶液浓度,反应速率减小(3)当草酸的物质的量浓度小于 0.4 mol/L 时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而减小;当草酸的物质的量浓度大于 0.4 mol/L 时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而增大 ab(4)探究其他离子浓度不变,溶液中 H+浓度对反应速率的影响(5)当草酸溶液浓度较小时,C2起主要作用,草酸溶液浓度越大,反应速率越小;当草酸溶液浓度较大O2 -4时,H+起主要作用,使得草酸溶液浓度越大,反应速率越大。10为验证 C2对反应速率
12、的影响,保持高锰酸钾与硫酸溶液浓度不变,增加草酸钠的浓度,记录反应速率;若O2 -4随着草酸钠浓度增加,反应速率降低,证明 C2浓度越大,反应速率越小(实验方案包括:目的,操作,现O2 -4象,结论)。解析 (1)酸性条件下高锰酸根离子和草酸根离子发生氧化还原反应,Mn 元素由+7 价变为+2 价、C 元素由+3 价变为+4 价,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平方程式得2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2O;O- 4O2 -4(2)在当前实验条件下,增大草酸溶液浓度,反应时间增长,反应速率减小;(3)由图可知,当草酸的物质的量浓度小于 0.4 mol/L 时,反应速率随
13、着草酸的物质的量浓度增加而减小,当草酸的物质的量浓度大于 0.4 mol/L 时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而增大;MO 段反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而减小,可能的原因是 KMnO4与 H2C2O4反应是分步进行的,反应过程中生成 Mn()、Mn()、Mn(),最终变为无色的 Mn(),以及草酸根易与不同价态锰离子形成较稳定的配位化合物;(4)进行实验的目的是探究其他离子浓度不变,溶液中 H+浓度对反应速率的影响;(5)MN 变化趋势的原因可能是当草酸溶液浓度较小时,C2起主要作用,草酸溶液浓度越大,反应速率O2 -4 越小;当草酸溶液浓度较大时,H+起主要作用,使得草酸溶液浓度越大,反应速率越大。设计实验方案时注 意保持其他条件不变,只改变 C2的浓度,通过现象得出结论。O2 -4