
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人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课后练习题
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课后练习题,共23页。试卷主要包含了015ml·L-1·min-1,4 mlB.3等内容,欢迎下载使用。
2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
一、单选题
1.生活中常见的下列措施,其目的主要是减慢化学反应速率的是( )
A.将煤块粉碎后燃烧
B.食物贮藏在冰箱内
C.用洗衣粉洗衣服时,用温水浸泡
D.制作面食时,需要加入酵母
2.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是( )
A.瓜子包装内放置除氧剂B.青香蕉和苹果放一起催熟
C.食盐中添加碘酸钾D.红薯放在地窖中保存
3.某化学反应的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.催化剂能降低反应的活化能
B.催化剂能改变反应的焓变
C.该反应的反应热ΔH=E1-E2
D.a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化
4.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:① 2C(焦炭)+O2(空气)=2CO;② Fe2O3+3CO=2Fe+3CO该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是( )
A.CO过量B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
5.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(ml·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法错误的是( )
A.在0~20 min内,I中M的平均分解速率为0.015ml·L-1·min-1
B.其它条件相同时,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
6.100 mL 2 ml/L 的硫酸和过量的锌粒反应,为加快反应速率但不又不影响生成氢气的总量, 可采取的措施是( )
A.适当升高温度B.加入少量 ZnSO4 溶液
C.改用 98%的浓硫酸D.多加锌粒
7.硫化氢()是一种有毒气体,对环境和人体健康造成极大的危害。工业上采用多种方法减少的排放。生物脱的原理为:
①,
②4FeSO4+O2+2H2SO4硫杆菌__2Fe2(SO4)3+2H2O,
下列说法不正确的是( )
A.已知硫杆菌存在时,被氧化的速率是无菌时的倍,则该菌起催化作用
B.由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件是、
C.是反应②的反应物,越大反应速率越快
D.生物脱的总反应为:
8.科研人员利用高压气流将水微滴喷射到涂覆催化剂的石墨网上,研究常温制氨,其反应历程中微粒转化关系如图1,相对能量变化关系如图2,图中*表示催化剂表面吸附位。下列说法正确的是( )
A.过程中发生非极性键的断裂与形成
B.Ⅰ转化为和的过程中会生成
C.Ⅱ表示的微粒符号是
D.反应历程中放热最多的反应是
9.对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.水样pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加Cu2+,不能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越快
D.在0~20min内,②中M的分解速率为0.15ml·L-1·min-1
10. 转化为NO的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.催化剂a和b可增大反应的活化能( )
B.在催化剂b作用下,氮元素发生了还原反应
C.催化剂a、b不会改变反应的焓变( )
D.催化剂b可提高 的平衡转化率
11.在1L的容器中,用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是( )
A.OE段表示的平均反应速率最快
B.F点收集到的CO2的量最多
C.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04ml·L-1·min-1
D.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2:6:7
12.浓度是影响化学反应速率的因素之一。实验表明,反应的速率与浓度关系为,其中k为速率常数,恒温时k是定值。采取下列措施,对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.增大
B.恒容体系充入稀有气体使压强增大
C.增大
D.将产物从体系中分离出去
13.在密闭容器中一定量混合气体发生反应:2A(g)+B(g)xC(g),达到平衡时测得A的浓度为0.6ml/L,在温度不变的条件下,将容器中的容积扩大到原来2倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.35ml/L,下列有关判断正确的是( )
A.x=3B.平衡向正反应方向移动
C.A的转化率降低D.B的浓度增大
14.某温度下,在恒容密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,改变条件对反应正、逆反应速率的影响如图所示,关于改变的条件下列说法错误的是( )
A.压缩容器体积B.通入O2
C.通入稀有气体HeD.减低温度
15.T℃时,向体积恒定为2 L的密闭容器中充入发生反应: ,。实验测得随时间(t)变化关系如下表所示:
下列叙述错误的是
A.内,用表示的平均反应速率
B.其他条件不变,升高温度,的生成速率和平衡产率均增大
C.其他条件不变,加入催化剂,80 min时的转化率不变
D.若起始时向该容器中加入,达到平衡时
16.已知反应式:mX(g)+nY(?) pQ (g)+2mZ(g),达到平衡时c( X) =0.3 ml• L-1。其他条件不变,将容器体积缩小到原来的 ,重新平衡后c(X) =0.5 ml• L-1。下列说法正确的是( )
A.平衡逆方向移动B.Y 可能是固体
C.系数n>mD.Z 的体积分数减小
17.溴水与甲酸可以发生如下反应:。生成二氧化碳的初始速率与反应物起始浓度的关系如下:
现将的溴水和的溶液等体积混合,此时生成二氧化碳的初始速率()应为( )
A.B.C.D.
18.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是( )
A.加热B.不用铁片,改用铁粉
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
19.在2L的密闭容器中:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),若最初加入的A和B都是4ml,在前10s A的平均反应速率为0.12ml/(L·s),则10s时,容器中B的物质的量是( )
A.3.4 mlB.3.2 mlC.2.8 mlD.1.2 ml
20.低温脱氮技术可用于处理废弃中的氮氧化物。发生的化学反应为:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)+Q。在恒容密闭容器中,下列说法正确的是( )
A.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
B.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
C.4ml氨气与足量的NO充分反应,放出的热量为Q
D.增大压强,正逆反应速率都增大,平衡逆向移动
二、综合题
21.铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。
(1)在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果如图所示。
①由如图可知用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐效果明显优于铝粉,可能原因是 。
②实验发现Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除,可能原因是 。
(2)在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料,其去除水体中硝酸盐的机理如图所示。
①使用Al/Cu二元金属复合材料,可将水体中硝酸盐转化为铵盐,该转化的机理可描述为: H+吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸附氢H(ads), , NH3与H+结合为进入溶液。
②引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料,硝酸盐转化为N2选择性明显提高,可能原因是
③其他条件相同时,Al/Cu/Pd 三元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系如图所示。水体pH在4至6范围内,随pH增大硝酸盐去除率降低的可能原因是 ;水体pH在8.5至10范围内,随pH增大硝酸盐去除率升高的可能原因是 。
22.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是 ,影响此时间段反应速率的主要因素是 ;
A.O~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入下列物质,你认为可行的有 ;
A.蒸馏水B.NaCl固体C.NaCl溶液D.通入HCl
(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·min)-1。
23.新的《环境空气质量标准》将于2016年1月1日在我国全面实施。据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
(1)汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因 。
(2)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·ml-1、497 kJ·ml-1。N2(g)+O2 (g)=2NO (g) ΔH=+180.0 kJ·ml-1,NO分子中化学键的键能为 kJ·ml-1。
(3)已知E1=134kJ·ml-1、E2=368kJ·ml-1,请参考题中图表,按要求填空:
①图Ⅰ是1mlNO2(g)和1mlCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是 。NO2和CO反应的热化学方程式为 。
②下表所示是部分化学键的键能参数:
已知P4(g)+5O2(g)=P4O10(g)ΔH=-d kJ·ml-1,P4及P4O10的结构如图Ⅱ所示。表中x= (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(4)将0.20 ml NO和0.10 ml CO充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中,在不同条件下反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
计算产物N2在6-9 min时的平均反应速率v(N2)= ml·L-1·min-1;
24.在密闭容器里,通入x ml H2(g)和y ml I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H<0。达到平衡后,改变下列条件,反应速率将如何改变 (填“增大”“减小”或“不变”)?平衡将如何移动(填“向左”“向右”或“不变”)?
(1)升高温度,反应速率将 ,平衡将如何移动 ;
(2)加入正催化剂,反应速率将 ,平衡将如何移动 ;
(3)充入更多的H2,反应速率将 ,平衡将如何移动 ;
(4)扩大容器的体积,反应速率将 ,平衡将如何移动 ;
(5)容器体积不变,通入氖气,反应速率将 ,平衡将如何移动 ;
25.请阅读下列材料,回答问题。
汽车彻底改变了我们生活,成为我们的不可或缺的交通工具之一。汽车尾气系统中的催化转化器,可有效降低尾气中的CO、NO和NO2等向大气的排放,在催化转化器的前半部发生的反应为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)。
(1)上述催化器中发生的反应属于( )
A.复分解反应B.分解反应
C.置换反应D.不属于四种基本反应
(2)关于反应2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)中,下列说法正确的是( )
A.CO作氧化剂B.CO发生氧化反应
C.NO被氧化D.NO作还原剂
(3)已知汽车尾气处理反应能量过程如下图,下列说法正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.该反应为吸热反应
C.形成N≡N化学键需要吸收热量
D.反应物的总能量小于生成物的总能量
(4)下列反应条件的改变对该反应速率的影响正确的是( )
A.升高温度能减慢反应速率
B.增大反应物浓度能减缓反应速率
C.达到平衡时,CO能100%转化为CO2
D.使用催化剂可以加快该反应的速率
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.将煤块粉碎后,煤与氧气的接触面积增大,反应速率增大,A不符合题意;
B.食物贮藏在冰箱内,温度降低,反应速率减慢,B符合题意;
C.温水浸泡,温度升高,反应速率加快,C不符合题意;
D.酵母是一种单细胞真菌微生物,可以加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】反应速率的影响因素主要有:温度、反应物的接触面积、浓度、催化剂等,据此解答。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.在瓜子包装内放置除氧剂的目的是防止食品变质,减慢腐败变质的速度,故A不符合题意;
B.未成熟的青香蕉与成熟苹果一起密封放置,可以加快香蕉的成熟速率,故B不符合题意;
C.食盐中添加碘酸钾是为了防止缺碘,与反应速率无关,故C符合题意;
D.红薯放在地窖中保存可以减缓红薯的变质速度,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】影响化学反应速率的因素有:温度、压强、反应物浓度、催化剂等。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.由图可知,催化剂降低了反应的活化能,故A不符合题意
B.催化剂不能改变焓变,故B不符合题意
C. 该反应的反应热ΔH=E2-E1,故C不符合题意
D.催化剂能降低反应的活化能,故b线为加了催化剂的,故D符合题意
故答案为:A
【分析】催化剂只能改变反应的活化能,不能改变焓变。
4.【答案】D
【解析】【解答】由于CO与Fe2O3的反应有一定限度,存在平衡状态,因此反应物不能完全转化为生成物,所以焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,
故答案为:D。
【分析】根据化学反应的限度进行分析即可,注意化学平衡的移动因素。
5.【答案】D
【解析】【解答】A、根据化学反应速率数学表达式,v(M)=(0.4-0.1)/20ml/(L·min)=0.015ml/(L·min),故A说法不符合题意;
B、对比I和II,在相同的时间内,I中消耗M的量大于II中,说明其他条件下不变,酸性越强,M的分解速率越快,故B说法不符合题意;
C、在相同的时间段内,III中M的消耗量大于II中,因此III中M的分解速率大于II,故C说法不符合题意;
D、I和IV中pH不同,因此不能说明Cu2+存在,IV中M的分解速率大于I,故D说法符合题意。
【分析】A.平均反应速率等于物质的浓度变化值与时间的比值;
B.根据表格数据可知,酸性越强,分解的速度就越快,选项说法正确;
C.计算0~25 min内,II中M的分解百分率是40%,Ⅲ中M的分解百分率是75%;
D.除了铜离子存在与否以外,还有pH值不同的对比条件,因此不能只认为是铜离子影响了其分解速率。
6.【答案】A
【解析】【解答】A. 升高温度反应加快,但不影响生产氢气的总量,故A符合题意;
B. 加入少量 ZnSO4 溶液,硫酸的浓度降低,反应速率减慢,故B不符合题意;
C. 浓硫酸和锌反应生产二氧化硫气体,不能得到H2,故C不符合题意;
D. 锌是固体,加入固体对反应速率基本无影响,但产生氢气的总量增大,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】 100 mL 2 ml/L 的硫酸和过量的锌粒反应 ,氢离子的总量是定值,提高速率不减少氢气的总量,可以采用提高温度
7.【答案】C
【解析】【解答】A.使用硫杆菌,反应速率加快,说明硫杆菌做催化剂,能够降低反应的活化能,从而加快反应速率,故A不符合题意;
B.根据图甲、图乙可知,当温度为30℃、pH=2.0时,Fe2+被氧化的速率最快。反应温度过高,反应速率下降,故B不符合题意;
C.H是反应②的反应物,由图乙可知,pH=2.0时,Fe2+被氧化的速率最快, 过大反应速率减慢,故C符合题意;
D.由反应①, 硫杆菌②4FeSO4+O2+2H2SO4硫杆菌__2Fe2(SO4)3+2H2O可知,①x2+②得生物脱 的总反应为: ,故D不符合题意;
故选C。
【分析】A.催化剂能够降低反应的活化能,加快反应速率;
B.根据图甲、图乙的图像曲线变化判断;
C.根据图乙的图像曲线变化判断;
D.依据加和式①x2+②判断。
8.【答案】B
【解析】【解答】A、过程中发生非极性键的断裂,形成N-H极性键,没有形成非极性键,故A错误;
B、Ⅰ转化为和的反应方程式为:,过程中会生成过渡,故B正确;
C、生成Ⅱ的方程式为:,Ⅱ为,故C错误;
D、反应历程中放热最多的反应是Ⅰ和、的反应,方程式为:,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、同种非金属原子间形成非极性键,不同种非金属原子间形成极性键;
B、Ⅰ转化为和时发生的反应为;
C、生成Ⅱ的方程式为;
D、放热最多的反应是Ⅰ和、的反应。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,pH:①>②,溶液初始浓度相同,斜率:①<②,说明水样pH越大,反应速率越慢,故A不符合题意;
B.初始浓度都为0.20ml/L、pH=4时,③中不加Cu2+,④中加入Cu2+,斜率:③<④,反应速率:③<④,所以水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率,故B不符合题意;
C.①、③pH相同,初始浓度:①>③,斜率:①>③,则反应速率:①>③,说明反应物浓度越大,M的分解速率越快,故C符合题意;
D.0~20min内,②中M的平均分解速率,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据控制变量法,结合曲线的斜率越大物质反应速率越快进行分析。注意分解速率=。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.使用催化剂可以增快反应速率,实质式通过降低活化能实现的,A不符合题意;
B.在催化剂b作用下,氨气转化为一氧化氮,氮元素化合价升高,被氧化,发生了氧化反应,B不符合题意;
C.反应体系的始态和终态决定了反应的焓变,与变化的途径无关,催化剂改变反应途径,但不改变焓变,C符合题意;
D.使用催化剂可以增快反应速率,但是不会改变平衡转化率,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】催化剂通过降低活化能来实现加快反应速率,但是不会改变平衡转化率,催化剂只改变反应的途径,而焓变是由反应体系的始态和终态决定的。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.根据反应速率的定义,单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多,则速率快。由于横坐标都是1个单位,EF段产生的CO2多,所以该段反应速率最快,不是OE段,A不符合题意;
B.收集的CO2是看总量的,F点只有672 mL,自然是G点的体积最多,B不符合题意;
C.EF段产生的CO2共0.02 ml,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗HCl=0.04 ml,时间1 min,所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是0.04 ml·L-1·min-1,C符合题意;
D.由于时间都是1 min,所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.单位时间内产生CO2的体积越大,其反应速率越快;
B.G点产生CO2的体积最大;
C.根据反应速率的表达式进行计算;
D.三个阶段中,反应时间相同,因此反应速率之比等于产生CO2的体积之比;
12.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应速率表达式υ=kc(NO2),表达式中未出现CO浓度,说明CO浓度对该反应速率影响不明显,A不符合题意;
B.恒容条件下充入稀有气体,由于体积不变,c(NO2)不变,反应速率也不变,B不符合题意;
C.由应速率表达式υ=kc(NO2)知,增大c(NO2),速率明显增大,C符合题意;
D.将产物从体系中分离出去,促使平衡正向移动,c(NO2)减小,反应速率变慢,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据化学反应速率的影响因素结合题意分析解答。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.由题意可知,将容器体积扩大为原先的两倍的时候,如果平衡不移动,A的浓度为0.30ml/L,现在A的浓度为0.35ml/L,说明平衡向逆反应方向移动,则xv’逆,与图示信息不相符,A不符合题意;
B.增加O2的瞬间, 正变大, 逆不变,B符合题意;
C.恒温恒容通入稀有气体,不影响反应物、生成物浓度,故 正、 逆均不变,C不符合题意;
D.降温,平衡正向移动,v’正>v’逆,与图示信息不相符,D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.加压平衡正向进行;
B.通入O2的瞬间, 正变大;
C.恒容通入稀有气体不影响反应速率;
D.降温,平衡正向移动。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.内,消耗Q为0.2ml,则用表示的平均反应速率,A不符合题意;
B.反应为吸热反应,其他条件不变,升高温度,反应速率增大且平衡正向移动,则导致的生成速率和平衡产率均增大,B不符合题意;
C.80 min时反应0.5ml,则生成MN均为0.5ml;,此时,则80 min时反应达到平衡状态;其他条件不变,加入催化剂,反应速率加快,则80 min时一定达到平衡,故其转化率不变,C不符合题意;
D.Q为固体,增加量不影响平衡移动,结合C分析可知,达到平衡时M浓度仍为,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据可知,;
B.升温反应速率增大,且该反应的平衡正向移动;
C.催化剂只能影响反应速率,不影响平衡状态。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.从以上分析可知,平衡正方向移动,故A不符合题意;
B.增大压强,平衡向正向移动,说明反应物的系数之和大于生成物的系数之和,若Y 是固体,反应物的系数之和小于生成物的系数之和,所以Y是气体,故B不符合题意;
C.根据B的分析,系数m+n>p+2m,即n>p+m,所以n>m,故C符合题意;
D.平衡正向移动,所以Z 的体积分数增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】平衡时c( X) =0.3 ml• L-1,将容器体积缩小到原来的 的瞬间,X的浓度变为原来的2倍,即为0.6ml• L-1,重新平衡后c(X) =0.5 ml• L-1,说明平衡在增大压强时向正向移动了。
17.【答案】A
【解析】【解答】由表中数据1、3可知, 的初始速率与c(Br2)成正比,再结合1、2可知,的初始速率成正比,0.02的溴水和0.02的HCOOH溶液等体积混合,c(Br2)=0.01ml/L,=0.01ml/L,结合1中实验数据可知此时初始=2.0×10-6×=,
故答案为:A。
【分析】 的溴水和的溶液等体积混合后c(Br2)=0.01ml/L,=0.01ml/L。
18.【答案】D
【解析】【解答】A. 加热使物质内能增加,反应速率加快,A不符合题意;
B. 使用铁粉,使物质接触面积增大,反应速率加快,B不符合题意;
C. 滴加少量CuSO4溶液,Fe与CuSO4发生置换反应产生Cu单质,Fe、Cu及H2SO4构成原电池,Fe作负极,使反应速率大大加快,C不符合题意;
D. 98%浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,溶液中H+浓度降低,使反应速率降低,且在室温下浓硫酸使Fe表面产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属的进一步反应,即发生钝化,也不能使反应速率加快,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 加热会使温度升高,则反应速率会加快;
B. 铁粉比铁块接触面积大,则反应速率加快;
C.原电池会使反应速率加快;
D. 98%浓硫酸和铁不能生成氢气。
19.【答案】C
【解析】【解答】在2L的密闭容器中:2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),若最初加入的A和B都是4ml,在前10s A的平均反应速率为0.12ml/(L·s),则10s时,消耗A的物质的量为n(A) =0.12ml/(L·s) ,所以消耗B的物质的量n(B)= n(A) =1.2ml ,容器中B的物质的量是4ml-1.2ml=2.8ml。
故答案为:C.
【分析】根据A的反应速率计算A转化的物质的量,结合化学方程式计算B转化的物质的量,最后计算容器中B的物质的量。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.降低温度反应速率减小,反应达到平衡时间增长,故A不符合题意;
B.催化剂改变反应速率不改变化学平衡,废气中氮氧化物的转化率不变,故B不符合题意;
C.该反应是可逆反应,4ml氨气与足量的NO充分反应,4ml氨气不可能全部转化,故放出的热量应小于Q,C不符合题意;
D.增大压强,正逆反应速率都增大,有化学计量数可知,正反应方向是气体物质的量增大,逆反应方向是气体物质的量减小,增大压强平衡逆向移动,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.降低温度反应速率减小;
B.催化剂不改变转化率;
C.可逆反应不能完全进行;
D.根据压强对反应速率的影响及对化学平衡的影响分析。
21.【答案】(1)Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al-Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);因为过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少Al 与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱
(2)吸附氢H(ads)与同样吸附于Cu表面的(ads)反应生成(ads),(ads) 脱离Cu表面被释放到溶液中,溶液中(ads)转移并吸附在Al表面被还原为NH3 (ads);由图可知Cu表面吸附的H(ads)不能将(ads)转化为N2,而Pd表面吸附的H (ads)可实现上述转化。Cu表面生成的(ads) 可转移并吸附在Pd表面,被Pd表面的H(ads)进一步还原为N2;pH在4~6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的H (ads)减少,使硝酸盐去除率降低;pH在8.5~10范围内,随着pH增大,氢氧根浓度增大,促进铝表面氧化铝的溶解,同时铝与OH-反应产生的氢原子能还原硝酸根,使硝酸盐的去除率升高
【解析】【解答】(1)①根据图中曲线可知,用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸盐效果明显优于铝粉,可能的原因是:Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成Al-Cu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率);
②因为过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少Al 与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱,故Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除;
(2)①H+吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸附氢H(ads),吸附氢H(ads)与同样吸附于Cu表面的(ads)反应生成(ads),(ads) 脱离Cu表面被释放到溶液中,溶液中(ads)转移并吸附在Al表面被还原为NH3 (ads),NH3与H+结合为进入溶液,故使用Al/Cu二元金属复合材料,可将水体中硝酸盐转化为铵盐;
②由图可知Cu表面吸附的H(ads)不能将(ads)转化为N2,而Pd表面吸附的H (ads)可实现上述转化。Cu表面生成的(ads) 可转移并吸附在Pd表面,被Pd表面的H(ads)进一步还原为N2,故引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料,硝酸盐转化为N2选择性明显提高;
③pH在4~6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的H (ads)减少,使硝酸盐去除率降低;pH在8.5~10范围内,随着pH增大,氢氧根浓度增大,促进铝表面氧化铝的溶解,同时铝与OH-反应产生的氢原子能还原硝酸根,使硝酸盐的去除率升高。
【分析】(1)①根据图中曲线,考虑催化和构成原电池;
②依据接触面积对速率的影响;
(2)①依据题目图像分析;
②依据吸附的材料不同,产物不同;
③依据除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系图分析 。
22.【答案】(1)B;反应放热,使反应速率增大
(2)A;C
(3)
【解析】【解答】(1)曲线中斜率最大,表明反应速率最大,故t1~t2时间段反应速率最大,原因是反应放热,使反应速率增大。
(2)该反应实质为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故加水稀释c(H+)减小,反应速率减小,NaCl溶液中Na+、Cl-对该反应无影响,故相当于加水稀释,加NaCl固体无影响,通入HCl会使c(H+)增大,反应速率增大,故选A、C。
(3)t1~t2时间段产
生CO2为 ml,所以v(HCl)= ml·(L·min)-1= ml·(L·min)-1。
【分析】(1)速率时间图像中斜率越大反应速率越快,根据随着反应的进行,溶液浓度逐渐减小,而反应温度逐渐升高进行分析;
(2)减小溶液中离子的浓度可减慢反应速率;
(3)根据反应速率的定义进行计算.
23.【答案】(1)N2+O2 2NO
(2)631.5
(3)减小;不变;NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·ml-1;
(4)3.3×10-3
【解析】【解答】(1)尾气中的NO是在发动机中高压放电或者高温的时候经过化合反应产生,即空气中的氮气和氧气在放电或者高温的条件下生成一氧化氮,反应的化学方程式为:N2+O2 2NO;故答案为:N2+O2 2NO;(2)N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•ml-1、497kJ•ml-1以及反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•ml-1可设NO分子中化学键的键能为X,则有:946kJ•ml-1+497kJ•ml-1-2X=180kJ•ml-1得:X=631.5kJ•ml-1,故答案为:631.5;(3)①由图可知,1ml NO2和1ml CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234kJ,则该反应为放热反应,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·ml-1;加入催化剂能降低反应所需的活化能E1,但催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·ml-1;②白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,1ml白磷完全燃烧需拆开6ml P-P、5ml O=O,形成12mlP-O、4ml P=O,所以12ml×bkJ/ml+4ml×xkJ/ml-(6ml×a kJ/ml+5 ml×c kJ/ml)=dkJ/ml,x= kJ/ml;故答案为: ;(4)由图像可知,NO和CO是反应物,N2是生成物,且三者的变化量之比为:2:2:1,可判断还有一种生成物为CO2,反应的方程式为:2NO+2CO N2+2CO2;由图像数据可计算出6-9 min时CO的平均反应速率为 ,由速率之比等于计量数之比,v(N2)= v(CO)= =3.3×10-3 ml·L-1·min-1;
故答案为:3.3×10-3。
【分析】试题综合性强,尤其在根据键能计算反应热时要注意物质的结构及含有的化学键数目。
24.【答案】(1)增大;向左
(2)增大;不移动
(3)增大;向右
(4)减小;不移动
(5)不变;不移动
【解析】【解答】(1)升高温度,正逆反应速率增大,且平衡向左移动。
(2)加入催化剂,正逆反应速率增大,平衡不移动。
(3)充入更多的H2,反应物浓度增大,反应速率增大,平衡向右移动。
(4)扩大容器的体积,反应速率减小,平衡不移动。
(5)容器容积不变,通入氖气,由于反应物的浓度不变,则反应速率不变,平衡不移动。
【分析】根据外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响进行分析即可.
25.【答案】(1)D
(2)B
(3)A
(4)D
【解析】【解答】(1)A、上述反应为气体之间发生的反应,而复分解反应是指在溶液中发生的反应,因此上述反应不属于复分解反应,A不符合题意;
B、分解反应的特点是“一变多”,即反应物只有一种,生成物有多种,上述反应不属于分解反应,B不符合题意;
C、置换反应是指单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物,上述反应中反应物都是化合物,因此不属于置换反应,C不符合题意;
D、上述反应不属于复分解反应、分解反应和置换反应,D符合题意;
故答案为:D
(2)A、该反应中,CO中碳元素由+2价变为+4价, 化合价升高,发生氧化反应,为还原剂,A不符合题意;
B、该反应中,CO中碳元素由+2价变为+4价, 化合价升高,发生氧化反应,B符合题意;
C、该反应中,NO中氮元素由+2价变为0价,化合价降低,发生还原反应,被还原,C不符合题意;
D、该反应中,NO发生还原反应,为氧化剂,D不符合题意;
故答案为:B
(3)A、由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应为放热反应,A符合题意;
B、由A的分析可知,该反应为放热反应,B不符合题意;
C、反应过程中形成化学键需要释放能量,C不符合题意;
D、由图可知,该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,D不符合题意;
故答案为:A
(4)A、温度升高,反应速率加快,A不符合题意;
B、增大反应物浓度,反应速率加快,B不符合题意;
C、可逆反应达到平衡状态时,反应物仍有剩余,无法完全转化为生成物,C不符合题意;
D、催化剂可降低反应所需的活化能,因此使用催化剂可加快反应速率,D符合题意;
故答案为:D
【分析】(1)根据发生的反应结合反应类型的特点进行分析;
(2)根据反应过程中元素化合价的变化和氧化还原反应的相关概念分析;
(3)根据图示能量变化确定反应的热效应,再结合选项分析;
(4)结合浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响和可逆反应的特点分析;时间
水样
0
5
10
15
20
25
I (pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
II(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
IV(pH=4,含 Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
0
20
40
60
80
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
实验序号
开始浓度/
初始速率/()
1
0.01
0.02
2
0.02
0.04
3
0.03
0.02
化学键
P—P
P—O
键能/(kJ·ml-1)
a
b
c
x
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