![2.1.2影响化学反应速率的因素分层练习-2023-2024学年苏教版(2019)高中化学选择性必修101](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/15018262/0-1700567482605/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2.1.2影响化学反应速率的因素分层练习-2023-2024学年苏教版(2019)高中化学选择性必修102](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/15018262/0-1700567482632/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2.1.2影响化学反应速率的因素分层练习-2023-2024学年苏教版(2019)高中化学选择性必修103](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/15018262/0-1700567482651/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
苏教版 (2019)选择性必修1第一单元 化学反应速率课后测评
展开一、单选题
1.在作用下,发生反应的历程如下图所示。下列说法错误的是
A.改变反应途径,提高了单位时间原料转化率
B.总反应为
C.反应得到的有机产物都能使溴水褪色
D.如果原料为乙二醇,则主要有机产物是甲醛和乙烯
2.某温度下,容积一定的密闭容器中进行以下反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,下列叙述中正确的是
A.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.在容器中通入X气体,正反应反应速率增大,逆反应速率减小,所以V正>V逆
D.升高温度,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
3.25℃时,相同的镁条与下列酸溶液反应,反应开始时放出H2最快的是
A.40mL1ml·L-1醋酸B.10mL2ml·L-1硝酸
C.30mL1ml·L-1盐酸D.20mL1ml·L-1硫酸
4.我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生的部分反应过程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法正确的是
A.Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生的相同
B.反应在Pd和Rh表面进行时均为放热过程
C.HCOOH吸附在催化剂表面的过程
D.反应对总反应的速率影响相对较大
5.在无催化剂和有催化剂条件下,HCN和HNC之间发生异构化反应的历程与相对能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.使用催化剂只降低了正反应的活化能
B.比稳定
C.,使用催化剂可增加反应吸收的热量
D.曲线Ⅱ为催化剂条件下的反应历程,第一步反应为决速反应
6.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述不正确的是
A.硅太阳能电池和锂离子电池的工作原理相同
B.我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺,是利用了催化剂加快反应速率的原理
C.电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
D.氢能是利用太阳能等产生的,故属于二次能源
7.英国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为 trans-Fe(DMeOPrPE)2的新催化剂在常温下合成氨,反应方程式可表示为N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是
A.新法合成氨不需要在高温条件下进行,可节约大量能源
B.新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
C.传统合成氨方法的ΔH>0,新型合成氨方法的ΔH<0
D.新催化剂提高了活化分子百分数,加快了化学反应速率,使平衡正向移动
8.向四个体积相同的恒容密闭容器中分别充入SO2和O2,不同条件下开始进行反应,则相同时间内,各容器中反应的反应速率最大的是
甲容器:500℃时,充入10mlSO2,和10mlO2
乙容器:500℃时,用V2O5,作催化剂,充入10mlSO2和10mlO2,
丙容器:450℃时,充入8mlSO2,和5mlO2.
丁容器:500℃时,充入8mlSO2,和5mlO2
A.甲B.乙C.丙D.丁
9.京津冀地区的 大气污染问题已成影响华北环境的重要因素,有人想利用下列反应:2CO(g)+SO2(g)2CO2 (g) +S (g) ΔH= +8.0 kJ·ml-1 来减少污染,使用新型催化剂加快反应。下列有关该反应过程的能量变化示意图正确的是
A.B.C.D.
10.生活中下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是
A.在糖果制作过程中添加着色剂
B.在糕点包装袋内放置小包除氧剂
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎
D.牛奶在冰箱里保存
二、填空题
11.H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,已知生物脱H2S的原理:
H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
请回答下列问题:
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是 。
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为 。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是 。
12.在2L密闭容器内,80℃时反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH<0,反应体系中,n(NO)随时间t的变化如表
(1)如图表示NO2浓度变化曲线的是 。(填字母)。用O2的浓度变化表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变
C.v(NO)逆=2v(O2)正D.容器内密度保持不变
(3)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂 e.等温等容时,充入氦气
13.化学反应中常伴随着能量变化。
(1)天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁能源。甲烷燃烧是 (填“放热”或“吸热”)反应,其能量变化可用下图中的 (填序号)表示。
(2)将Al条打磨后,插入6 ml/L盐酸中。H2的产生速率随时间的变化如图所示。
t1~t2速率变化的主要原因是 。
t2~t3速率变化的主要原因是 。
14.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
(1)浓度:反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(2)压强:增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(3)温度:升高温度→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →反应速率 ;反之,反应速率 。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程,反应的活化能 →活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的几率 →反应速率 。
15.一定温度下,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)该反应的化学方程式为
(2)用Z表示的化学反应速率为
(3)在密闭容器中,下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填“加快”“不变”或“减慢”)。
A.缩小容器体积使压强增大: 。
B.体积不变充入Z气体使压强增大: 。
C.体积不变充入氩气使压强增大: 。
16.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(标准状况),实验记录如下(累计值):
(1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,反应速率最大的时间段是 ,原因为 ;反应速率最小的时间段是 ,原因为 。
(2)在2~3 min内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,其中可行的是 。
A.蒸馏水 B.Na2SO4溶液
C.NaNO3溶液 D.Na2CO3溶液
17.概念辨析(括号内画“√”或“×”,正确的横线处不填,错误的请说明原因)
(1)1mlH2燃烧生成水时放出的热量是H2的燃烧热 。
(2)加入合适的催化剂或升高温度均能提高活化分子百分数 。
(3)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果 。
(4)非活化分子间可能发生有效碰撞 。
(5)K值越大,该可逆反应的速率越快 。
18.中国的能源特点是“多煤、少油、缺气”,因此“煤制合成天然气(SNG)”合成技术对我国资源合理利用、节能减排具有重要意义。
(1)煤主要由碳、氢、氧、硫等元素组成,下列碳及其化合物的性质与用途具有对应关系的是_______
A.炭能燃烧,可用作除味剂B.CO具有还原性,可用于铁的冶炼
C.易溶于水,可用于去除油污D.能与碱反应,可用于烘焙糕点
(2)煤、石油、天然气均属于化石燃料,是不可再生资源。下列关于化石燃料的说法不正确的是_______
A.甲烷是天然气的主要成分,它是一种高效而洁净的燃料
B.石油的分馏是化学变化
C.石油通过催化裂化过程可获得汽油、煤油等轻质油
D.煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程,该过程属于化学变化
(3)已知:几种物质的标准燃烧热如下表所示
①写出能表示标准燃烧热的热化学方程式: 。
②燃烧等质量的上述几种物质,放出热量最多得是 。
③气化过程中,需向炭层交替喷入空气和水蒸气,请从能量利用的角度分析喷入空气的目的是 。
(4)一种“酸性气体脱出”并回收硫的技术如下:
第一步,用溶液吸收;
第二步,在时,用溶液氧化NaHS回收单质硫,同时产生。
①第二步发生的反应离子方程式为 。
②脱出速度主要取决于第二步反应的速率,则反应速率: (填“>”、“<”或“=”)。
19.(1)甲元素位于元素周期表的第3周期Ⅱ A族,乙元素的原子结构示意图为
①写乙元素的元素符号: 。
②甲元素原子核外有 个电子层。
③甲元素的金属性(即原子失电子的能力)比乙元素 (填“强”或“弱”)。
(2)过氧化氢在适当条件下能发生分解反应:2H2O2=2H2O+O2↑,现进行如下实验探究:在甲、乙两支大小相同的试管中各装入3mL 5%的过氧化氢溶液,再向其中的甲试管中加入少量MnO2粉末。请给合实验现象填写下列空白。
①实验目的:研究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。
②实验现象: (选填“甲”或“乙”)试管中反应更剧烈,迅速放出无色气体。
③实验结论 。
20.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了与在催化剂表面生成和的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。该反应历程中最大的活化能 eV。
三、实验探究题
21.用酸性与反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为:(未配平)。某实验小组欲通过测定溶液紫色褪去所需时间,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(溶液已酸化,实验均在室温下进行)
(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2) 。
(3)实验ⅳ中始终没有观察到溶液褪色,你认为原因是 。
(4)根据实验i~iii的实验数据,可以得出的结论是 。
(5)在实验中发现开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但某一时刻反应速率明显加快,溶液迅速褪色。有同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,重做实验iii,测定过程中溶液不同时刻溶液的温度,结果如表:
①结合实验目的与表中数据,你得出的结论是 。
②从影响化学反应速率的因素看,你认为可能是受到 的影响。
③若用实验证明你的猜想,除了酸性和溶液外,还需要选择的试剂最合理的是 。
A.水 B.硫酸锰 C.稀硫酸 D.硫酸钾
22.化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究。
[提出问题]金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响?
[作出猜想]
a.可能与金属本身的性质有关
b.可能与盐酸的浓度有关
[设计探究]实验所用金属均已用砂纸打磨。
实验I:
为探究猜想a,小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片,然后分别加入等质量、等浓度的稀盐酸,观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡。
(1)写出锌与盐酸发生反应的化学方程式为 。
(2)从实验现象可判断:金属活动性Zn Fe(填“<”、’“=”或“>”)。
[得出结论]金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关,金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是 。
实验II:
为探究猜想b,小组同学设计如图的装置进行实验,其中注射器的作用是 。
所用药品、实验数据如表:
[得出结论]金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关,其关系是 。
[反思评价]根据表中实验Ⅱ数据分析,请解释锌与盐酸发生反应由慢到快、再由快到慢的原因是 。
[拓展延伸]通过以上探究,你认为金属与盐酸反应的剧烈程度还可能与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出一种影响快慢的相关假设因素及实验方案)
[假设] 。
[实验方案] 。(假设与方案要对应合理即可)。
23.某研究性学习小组利用草酸溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验设计如下:(假设溶液混合时体积可以加和)
(1)乙同学欲通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则a= ,T= 。若t1<8s,可以得出的结论是: 。
(2)在实验②的条件下,可以计算,从反应开始到结束,KMnO4消耗的平均反应速率是 ml/(L·s)(保留两位有效数字)。
(3)通过比较实验②、③的结果,可以探究 变化对化学反应速率的影响。
(4)丙同学在实验④条件下进行该反应,结果却发现反应产生了二组分混合气体。元素分析测得该混合气体的含氧质量分数低于CO2,溶液完全褪色后发现体系中残余的草酸浓度明显低于其他三组实验。丙同学猜测在实验④中出现了草酸分解的副反应。试写出实验④中草酸分解的化学方程式: 。
(5)该小组的一位同学通过查阅资料发现:反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是 ,相应的粒子最有可能是 。
时间t(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(ml)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310
标准燃烧热
-393.5
-283
-285.8
实验编号
水/mL
0.5 ml/L /mL
0.2ml/L /mL
时间/s
i
20
5
5
40
ii
10
5
20
iii
10
10
10
10
iv
15
5
10
时间/s
0
5
10
15
20
温度/℃
25
26
26
26
26
实验编号
选用金属(均取2g)
盐酸质量分数(均取50mL)
每分钟产生氢气的体积/mL
1分钟
1-2分钟
2-3分钟
3-4分钟
4-5分钟
前5分钟共收集气体
I
锌片
15%
2.9
16.9
11.9
9.2
7.6
48.5
II
锌片
5%
1.6
8.4
5.9
4.8
3.7
24.4
实验序号
实验温度(K)
酸性KMnO4溶液
草酸溶液
水
溶液褪色时间
c(ml/L)
V(mL)
c(ml/L)
V(mL)
V(mL)
t(s)
①
298
0.02
2.0
0.10
4.0
0
t1
②
T
0.02
2.0
0.10
3.0
a
8.0
③
343
0.02
2.0
0.10
3.0
a
t2
④
373
002
2.0
0.10
3.0
a
t3
参考答案:
1.B
【详解】A.作催化剂,虽然催化剂不影响平衡移动,但催化剂能降低反应所需活化能,改变反应途径,加快化学反应速率,缩短反应时间,提高了单位时间原料转化率,A正确;
B.根据图知,反应物是,生成物是,反应方程式为:,B错误;
C.由反应方程式知,产物中有丙烯,丙烯能使溴水褪色,C正确;
D.由图中反应物和生成物可知,醇羟基被氧化为醛基,连接醇羟基的两个碳原子之间的碳碳键断裂分别生成醛,或者相邻的两个醇羟基生成水分子同时还生成碳碳双键,如果原料是乙二醇,生成的醛为甲醛、烯烃为乙烯,D正确;
答案选B。
2.D
【详解】A.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率增大,但正反应速率增大更多,A不正确;
B.W呈固态,加入少量W,对化学反应速率不产生影响,逆反应速率不变,B不正确;
C.在容器中通入X气体,正反应反应速率增大,逆反应速率增大,但正反应速率增大更多,所以V正>V逆,C不正确;
D.升高温度,反应混合物的温度升高,分子的能量增加,活化分子的百分数增大,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,D正确;
故选D。
3.D
【详解】A. 40mL1ml·L-1醋酸溶液中氢离子浓度小于1ml/L;
B. 硝酸是强氧化性酸,与镁条反应得不到氢气;
C. 30mL1ml·L-1盐酸中氢离子浓度为1ml·L-1;
D. 20mL1ml·L-1硫酸中氢离子浓度为2ml·L-1;
与镁条反应放出氢气的选项中开始H+浓度最大的是20mL1ml/L硫酸溶液,故反应开始放出氢气最快的是20mL1ml/L硫酸溶液,故选D。
4.A
【详解】A.催化剂能改变化学反应速率,不改变反应的热效应,因此Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生的ΔH相同,A项正确;
B.由图可知,反应在Pd表面进行时为放热过程,而在Rh表面进行时为吸热过程,B项错误;
C.HCOOH吸附在催化剂表面是能量降低的过程,因此ΔH<0,C项错误;
D.Pd、Rh作催化剂时,反应的活化能均小于反应的活化能,因此后者对总反应的速率影响相对较大,D项错误;
答案选A。
5.D
【详解】A.催化剂能同等程度地改变正、逆反应的活化能,故不改变正反应与逆反应活化能的差值,故A错误;
B.物质的能量越低越稳定,由题图可知,HCN的能量比.HNC的能量低,则HCN比HNC稳定,故B错误;
C.由图可知,使用催化剂只能改变中间过程,不能改变反应热,故C错误;
D.由题图可知,曲线II的反应活化能小于曲线I,则曲线II为催化剂条件下的反应历程,活化能越大,反应速率越慢,反应历程中第一步反应的活化能大于第二步,则第一步反应为决速反应,故D正确;
故答案为D。
6.A
【详解】A.硅太阳能电池是将光能转化为电能的装置,锂离子电池是将化学能转化为电能的装置,二者的工作原理不相同,A错误;
B.“酒曲”是葡萄糖分解为乙醇的催化剂,可加快葡萄糖转化为乙醇的反应速率,B正确;
C.镁的金属活动性比铁强,形成原电池时,镁失电子,可阻止铁失电子,原理是牺牲阳极的阴极保护法,C正确;
D.利用太阳能光解海水,可生成氢气,所以氢能属于二次能源,D正确;
故选A。
7.A
【详解】A.新法合成氨使用新的催化剂,可以降低反应的活化能,故不需要在高温条件下进行,可节约大量能源,A正确;
B.化学反应的本质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,新法合成氨仍然需要断裂化学键,B错误;
C.催化剂只能改变反应的途径和反应所需要的活化能,但不能改变反应物和生成物的状态,故不能改变反应的热效应,新型合成氨方法的ΔH<0,传统合成氨方法的ΔH<0,C错误;
D.新催化剂通过降低反应所需要的活化能,而提高了活化分子百分数,加快了化学反应速率,但由于催化剂能同等幅度地改变正逆反应速率,故平衡不移动,D错误;
故答案为:A。
8.B
【分析】结合化学反应速率的影响因素分析,向四个体积相同的恒容密闭容器中分别充入SO2和O2,反应温度越高、反应物的浓度越大反应速率越快,催化剂能够加快反应速率,据此分析进行解答。
【详解】四个体积相同的容器中,甲与乙相比,二者的温度和反应物的浓度相同,但乙中加入了催化剂,催化剂能够加快反应速率,所以反应速率:甲<乙;
乙与丙相比,乙中的反应温度、反应物浓度均大于丙,且乙中还使用了催化剂,所以反应速率:丙<乙;
乙与丁相比,二者反应温度相同,但乙中反应物浓度较大,且且乙中还加入了催化剂,所以反应速率:丁<乙;
综合分析可知,反应速率最大的是乙,故答案选B。
9.B
【详解】已知的反应是吸热反应,则反应物的能量低于生成物的能量,A、C选项错误;加入催化剂,能够改变反应途径,降低反应的活化能,但是反应热不变,故选项是B正确;D错误;
故答案为:B。
10.A
【详解】A.在糖果制作过程中添加着色剂的目的是改变糖果的颜色,与化学反应速率无关,A正确;
B.在糕点包装袋内放置小包除氧剂的目的是防止食品变质,减慢糕点腐败变质的速度,B错误;
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎,增大反应物接触面积,加快化学反应速率,C错误;
D.牛奶在冰箱里保存,降低温度,减缓食物变质的速率,D错误;
答案选A。
11. 降低反应活化能(或做催化剂) 30℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
【分析】(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,说明硫杆菌做反应的催化剂加快反应速率;
(2)细菌主要成分是蛋白质,根据温度对蛋白质的性质的影响分析判断。
【详解】(1)使用硫杆菌,反应速率加快,说明硫杆菌是该反应的催化剂,能够降低反应的活化能,从而加快反应速率;
(2)根据图1、图2可知,当温度为30℃、pH=2.0时,Fe2+被氧化的速率最快。反应温度过高,反应速率反而下降,这是由于细菌主要是由蛋白质构成,升高温度时,蛋白质发生变性,而失去其生理活性,催化剂的催化活性降低甚至失去,因而反应速率减缓。
【点睛】本题考查了催化剂的作用及影响因素。注意掌握细菌、病毒等主要由蛋白质构成,高温蛋白质会发生变性,硫杆菌的催化作用减弱甚至会失去。
12.(1) b 1.5×10-3 ml·L-1·s-1
(2)BC
(3)c
【详解】(1)NO2是生成物,随时间变化,NO2浓度变化逐渐增大,该反应达平衡时,NO的物质的量为0.007ml,生成NO2物质的量0.020ml-0.007ml=0.013ml,浓度变化为0.0065ml/L,所以表示NO2浓度变化曲线的是b。0~2s内消耗NO为0.020ml-0.008ml=0.012ml,则消耗O20.006ml,用O2的浓度变化表示从0~2s内该反应的平均速率,答案:b;1.5×10-3 ml·L-1·s-1。
(2)A.正反应速率相等,反应达平衡,此处无法判断正逆反应速率是否相等,故A错误;
B.反应前后气体计量数不同,压强不再变化,气体的物质的量不再变化,说明反应已达平衡,故B正确;
C.V (NO) 逆=2v (O2)正时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;
D.恒容容器,气体体积不变,反应物、生成物都是气体,气体质量不变,所以密度是常数,容器内密度保持不变,无法判断反应是否达平衡,故D错误;
故答案选BC。
(3)a.及时分离出NO2气体,减小生成物浓度,反应速率减小,平衡向正方向移动,a错误, b.该反应正反应方向放热反应,适当升高温度 ,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,b错误, c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正方向移动,c正确, d.选择高效催化剂,反应速率加快,平衡不移动,d错误, e.等温等容时,充入氦气,反应物浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,e错误,答案:c。
13. 放热 A 反应放热,温度升高,化学反应速率增大 反应物盐酸浓度降低,化学反应速率减小
【详解】(1)燃烧为放热反应,放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量,满足甲烷燃烧放热的图象为A,故答案为:放热;A;
(2)铝与盐酸反应放出热量,随反应的进行温度逐渐升高,反应速率增大,当反应进行到一定程度,反应物接近消耗完,温度变化不大,但反应物浓度降低,反应速率减小,故答案为:反应放热,温度升高,化学反应速率增大;反应物盐酸浓度降低,化学反应速率减小;
14.(1) 增多 增加 增大 减小
(2) 增多 增加 增大 减小
(3) 增大 增加 增大 减小
(4) 降低 增大 增加 加快
【详解】(1)浓度:反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(2)压强:增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(3)温度:升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大;反之,反应速率减小。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程,反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快。
15. X + Y 2Z 0.079 ml/(L•s) 加快 加快 不变
【详解】(1)由图象可以看出,随着反应的进行,X、Y的物质的量减少,Z的物质的量增加,所以X、Y是反应物,Z是生成物。在10s后三种物质的物质的量均为定值,不为0,所以反应是可逆反应。再根据图象得△n(X):△n(Y):△n(Z)= (1.20-0.41)ml:(1.00-0.21)ml:(1.58-0)ml=1:1:2,因参加反应的物质其物质的量之比等于化学计量数之比,所以化学方程式是X + Y 2Z 。
(2)根据化学反应速率的计算公式,用Z表示的化学反应速率为ν(Z)=0.079 ml/(L•s)。
(3)A项,缩小体积使压强增大,各组分的浓度增大,反应速率加快,所以答案是:加快;B项体积不变充入Z气体,会使Z气体的浓度增大,反应速率加快,所以答案是:加快;C项,体积不变充入氩气使压强增大,因参加反应的各气体的浓度不变,则反应速率不变,故答案是:不变。
16. 2~3 min 该反应是放热反应,2~3 min时溶液温度最高,反应速率最快 4~5 min 此时反应物的浓度最小,反应速率最慢 0.1 ml·L-1·min-1 AB
【详解】由表格数据可知,0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min生成氢气分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL;
(1)2 min~3 min收集的氢气比其他时间段多,反应速率最大,该反应放热,反应过程中温度升高加快反应速率;4~5 min反应速率最小,随着反应进行氢离子浓度逐渐减小,该时间段内H+浓度小,反应速率最慢;
(2)2 min~3 min生成的氢气的体积为112mL,则n(H2)=0.005ml,反应过程中发生反应Zn+2HCl===ZnCl2+H2,则该时间段内消耗的n(HCl)=0.01ml,溶液体积为100ml,则△c(HCl)=0.1ml/L,v(HCl)==0.1 ml·L-1·min-1;
(3)A.加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故A正确;
B.加入Na2SO4溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,H+的物质的量不变,氢气的量也不变,故B正确;
C.加入硝酸钠溶液,锌与氢离子、硝酸根反应不产生氢气,故C错误;
D.加入Na2CO3溶液,Na2CO3能与盐酸反应,盐酸的浓度减小,反应速率减小,H+的物质的量减小,氢气的量也减小,故D错误;
所以选AB。
17.(1)√
(2)√
(3)√
(4)×,原因:有效碰撞是活化分子在一定方向上发生碰撞引起化学反应。非活化分子间可能发生碰撞,由于能量低,发生的碰撞不是有效碰撞。
(5)×,原因:K值与速率无关,K只表示可逆反应进行的程度,不能反映达到平衡的时间。
【分析】(1)
燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,1mlH2燃烧生成液态水时放出的热量是H2的燃烧热,故正确。
(2)
加入合适的催化剂或升高温度分子能量升高,均能提高活化分子百分数,故正确。
(3)
化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果,到达动态平衡,故正确。
(4)
非活化分子间可能发生碰撞,由于能量低,发生的碰撞不是有效碰撞,故错误。
(5)
K值与速率无关,K只表示可逆反应进行的程度,不能反映达到平衡的时间,
故错误。
18.(1)B
(2)B
(3) H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/ml H2 让部分炭燃烧,提供反应所需热量
(4) H2O+2HS-+4═+2S↓+4OH- >
【详解】(1)A.炭具有吸附性,可用作除味剂,与其能燃烧的性质无关,故A错误;
B.一氧化碳能够与氧化铁反应生成二氧化碳,体现一氧化碳的还原性,故B正确;
C.碳酸钠为强碱弱酸盐,水解显碱性,油脂可以在碱性条件下水解生成可溶性盐和甘油,所以碳酸钠可用于去除油污,与其易溶于水的性质无关,故C错误;
D.NaHCO3可用于烘焙糕点是因为碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,与其能与碱反应的性质无关,故D错误;
故选:B。
(2)A.甲烷燃烧放出的热量高,产物是二氧化碳和水,不污染环境,所以甲烷是一种高效、较洁净的燃料,故A正确;
B.根据石油中各组分的沸点的不同,利用加热的方法使其分离的操作为石油的分馏,故石油的分馏是物理变化,故B错误;
C.石油的催化裂化的目的是获得轻质油,提高汽油、煤油和柴油等轻质油的质量和产量,故C正确;
D.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。故煤的气化是化学变化,故D正确;
故选:B。
(3)①氢气的燃烧热为-285.8kJ/ml,则1ml氢气完全燃烧放出的燃量为285.8kJ,氢气和氧气都是气态,水是液态,则氢气的燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/ml;
②假设质量都为1g,则C放出的热量为×393.5kJ=32.79kJ;CO放出的热量为×283kJ=10.11kJ;H2放出的热量为×285.8 kJ=142.9kJ;则放出热量最多的为H2,
③将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H2)是吸热反应,气化过程中,向炭层交替喷入空气和水蒸气的原因是:让部分炭燃烧,提供反应所需热量;
(4)①根据题意,HS-中S元素的化合价从-2价升高到0价,生成S,变化数为2,中V元素的化合价从+5价降低到+4价,生成,变化数为1,根据元素升降价总数守恒可知,和S的系数比为1:2,设的系数为1,则S的系数为2,根据V原子核S原子守恒,的系数为4,HS-的系数为2,再根据电荷守恒可知,生成物还有OH-,系数为4,最后根据氢原子和氧原子守恒可知,反应物还有H2O,系数为1,故第二步发生的反应离子方程式为:H2O+2HS-+4═+2S↓+4OH-,故答案为:H2O+2HS-+4═+2S↓+4OH-;
②总反应的速度主要取决于反应速率最慢的步骤,脱出H2S速度主要取决于第二步反应的速率,则反应速率:v第一步>v第二步,故答案为:>。
19. Na 3 弱 甲 催化剂可加快化学反应速率
【分析】(1)甲元素位于元素周期表的第3周期Ⅱ A族,则甲为Mg元素,根据乙元素的原子结构示意图知,乙是Na元素,据此答题。
①乙是钠元素;
②元素所在的周期数与其电子层数数值相等;
③同一周期元素中,元素的金属性随着原子序数的增大而减弱;
(2)②催化剂能加快反应速率;
③根据实验现象确定催化剂对反应速率的影响。
【详解】(1)甲元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族,则甲为Mg元素,根据乙元素的原子结构示意图知,乙是Na元素,
①乙是Na元素,故答案为Na。
②元素所在的周期数与其电子层数数值相等,所以甲元素原子核外有3个电子层,故答案为3。
③同一周期元素中,元素的金属性随着原子序数的增大而减弱,钠和镁属于同一周期,且钠的原子序数小于镁,所以镁的金属性小于钠,故答案为弱。
(2)②催化剂能加快反应速率,所以甲试管中反应较剧烈,故答案为甲。
③根据实验现象知,有催化剂的反应速率比没有催化剂的反应速率快,由此得出催化剂能加快化学反应速率,故答案为催化剂可加快化学反应速率。
20.0.89
【详解】反应历程中的活化能是指过渡态的相对能量与反应物的相对能量之差,故最大活化能为0.89eV。
21.(1)2:5
(2)15
(3)高锰酸钾(溶液)过量,或溶液不足
(4)增大反应物的浓度,化学反应速率增大(加快)
(5) 温度不是影响该反应的因素 催化剂(作用) B
【详解】(1)根据离子方程式,Mn由+7价降低到+2价,则为氧化剂,C由+3价升高到+4价,为还原剂,根据氧化还原反应中得失电子数相等,离子反应方程式为:,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5,故答案为:2:5;
(2)为了探究与浓度对反应速率的影响,几个对比试验中溶液的总体积应该为30,则,故答案为:15;
(3)根据反应可知,10 mL 0.2 ml/L的酸性高锰酸钾需要消耗0.5 ml/L草酸溶液10 mL,所以实验ⅳ中高锰酸钾溶液过量,导致溶液没有褪色,故答案为:高锰酸钾(溶液)过量,或溶液不足;
(4)根据表中数据知,结论是增大反应物的浓度,化学反应速率增大(加快),故答案为:增大反应物的浓度,化学反应速率增大(加快);
(5)①根据表中的数据可得出温度不是影响该反应的因素,故答案为:温度不是影响该反应的因素;
②从影响化学反应速率的因素看,可能是受到催化剂(作用)的影响,故答案为:催化剂(作用);
③与反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以猜想还可能是催化剂的作用,要想验证锰离子的催化作用,在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可,需要选择的试剂最合理的是硫酸锰,故答案为:B。
22.(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
(2) > 金属活动性越强,反应越剧烈 通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积 其他条件相同时,盐酸浓度越大,反应越剧烈 锌与稀盐酸反应放热,随着反应的进行,温度升高,所以速度越来越快,一段时间后,盐酸被消耗,盐酸浓度变小,反应速率减慢 金属与盐酸反应的剧烈程度与金属表面积大小有关 分别取等质量的锌片和锌粉于试管中,分别加入等体积等浓度的稀盐酸,观察产生气泡的快慢
【详解】(1)锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
(2)放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡,因此相同条件下Zn与盐酸反应较剧烈,则金属活动性强弱为:Zn>Fe;
[得出结论]
金属与盐酸反应的剧烈程度与金属本身性质有关,即金属活动性越强,反应越剧烈;
实验(2)注射器的作用是通过注射器往右移动的体积判断生成氢气的体积;
[得出结论]
根据表格信息可知,其他条件相同时,盐酸浓度越大,反应越剧烈;
[反思评价]
锌与盐酸反应产生气体的速度先加快后变慢,因为锌与盐酸是放热反应,所以开始时温度升高,产生气体速度加快,随着反应的进行,盐酸不断被消耗,浓度降低,产生气体速度变慢;
[拓展延伸]
金属与盐酸反应的剧烈程度可能受温度、金属的颗粒大小、金属的纯度等因素的影响,此处填金属与盐酸反应的剧烈程度与金属表面积大小有关(合理即可);
可以利用控制变量法设计实验为:分别取等质量的锌片和锌粉于试管中,分别加入等体积等浓度的稀盐酸,观察产生气泡的快慢。
23.(1) 1.0 298 其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快
(2)0.00083或8.3×10-4
(3)温度
(4)H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑
(5) 催化作用 Mn2+
【分析】影响反应速率的条件有反应物的浓度、温度、气体的压强、催化剂等等,探究影响反应速率的因素时,需要进行单因子变量控制,例如:若要探究温度对反应速率的影响,那么做对比实验时,除了控制不同的反应温度外,其余条件都需相同,据此回答;
【详解】(1)若想通过实验①、②探究反应物浓度对该反应速率的影响,则应只有浓度这一个变量,其他温度和混合溶液体积均一样,因①的溶液总体积为6.0mL,所以②也应是6.0mL,因此a=6.0mL-2.0mL-3.0mL=1.0mL;②的温度也是298K;因为浓度①>②,若t1<8s,则说明其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快;
(2)在实验②的条件下,KMnO4的浓度变化量=,因此从反应开始到结束,KMnO4消耗的平均反应速率= =0.00083或8.3×10-4ml/(L·s);
(3)对比②、③的实验条件,发现只有温度不同,其他条件均相同,因此可探究温度变化对反应速率的影响;
(4)在实验④温度较高反应时,出现了草酸分解的副反应,因产生了二组分混合气体并且混合气体的含氧质量分数低于CO2,按元素质量守恒推知除了产生CO2气体,还产生了CO,所以草酸分解会生成CO和CO2气体,故草酸分解的化学方程式:H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑;
(5)影响反应速率的条件有反应物的浓度、温度、气体的压强、催化剂等等,反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是催化作用,草酸与酸性KMnO4溶液混合会生成CO2和Mn2+,离子方程式为:,则起催化作用相应的粒子最有可能是Mn2+。
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