化学反应速率及影响因素

一、选择题

1.用过量纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析不正确的是              (　　)

A.1 min内用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1

B.EF段与OE段比较,变化的原因是反应放热

C.盐酸的浓度无法确定

D.将碳酸钙粉碎将加快反应速率

【解析】选C

2.在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,某研究小组研究了其他条件下不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是              (　　)

A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙的高

D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高

【解析】选B

3.在恒温、恒容的容器中进行反应:2HIH2+I2(正反应为吸热反应),反应物的浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需要20 s,那么由0.06 mol·L-1降到

0.036 mol·L-1所需时间为 (　　)

A.等于10 s　　　　　 B.等于12 s

C.大于12 s　　　　　 D.小于12 s

【解析】选C

4.在容积固定的密闭容器中充入一定量的两种X、Y气体,一定条件下发生可逆反应:3X(g)+3Y(g)2Z(g),并达到平衡。已知正反应是放热反应,测得X的转化率为37.5%,Y的转化率为25%,下列有关叙述正确的是(　　)

A.若X的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则Z的反应速率为0.1 mol·L-1·s-1

B.若向容器中充入氦气,反应速率增大

C.开始充入容器的X、Y物质的量之比为3∶2

D.升高温度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动

【解析】选A

5.在一定的条件下,向2 L密闭容器中进行一定量MgSO4和CO的反应:MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)。反应时间与残留固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率减小

B.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大

C.增加硫酸镁的质量时,正反应速率将增大

D.在0～10 min内,v(CO)=0.01 mol·L-1·min-1

【解析】选B

6.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢,为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的 (　　)

①加H2O　　　　　　 ②加NaOH固体

③滴入几滴浓盐酸  ④加CuO固体

⑤加NaCl固体   ⑥滴加几滴硫酸铜溶液

⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)

⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1的盐酸

A.①⑤⑦     B.②④⑥

C.③⑦⑧     D.③⑥⑦⑧

【解析】选C

7.已知NO2与N2O4可相互转化:2NO2(g)N2O4(g) 　ΔH=-24.2 kJ·mol-1,在恒温下,将一定量NO2和N2O4(g)的混合气体充入体积为2 L的密闭容器中,其中物质的浓度随时间变化的关系如图所示。下列推理分析合理的是               (　　)

A.前10 min内,用v(NO2)表示的反应速率为0.02 mol·L-1·min-1

B.反应进行到10 min时,体系吸收的热量为9.68 kJ

C.a、b、c、d四点中v(正)与v(逆)均相等

D.25 min时,正反应速率减小

【解析】选B

8. NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10～55 ℃间溶液变蓝时间,55 ℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是              (　　)

A.40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等

C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5 mol·L-1·s-1

D.温度高于40 ℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂

【解析】选B

二、非选择题

9.(12分)可逆反应N2+3H22NH3是工业上合成氨的重要反应。

(1)根据图1请写出合成氨的热化学方程式              __(热量用E1、E2或E3表示)。 

(2)图1中虚线部分是通过改变化学反应中的          条件,该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同__________(用“t1”～“t6”表示)。 

(3)图2中t3时刻改变的条件是_______________________________, 

t5时刻改变的条件是________________________________________。 

答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1

(2)催化剂　t2～t3　(3)减小压强　升高温度

10.(14分)Ⅰ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素关系最为密切?

(1)夏天的食品易变霉,在冬天不易发生该现象_______________________;

(2)同浓度不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 _________________________。 

Ⅱ.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图:

(1)比较t2时刻,正逆反应速率大小v(正)______v(逆)(填“>”“=”或“<”)。 

(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”)。 

答案:Ⅰ.(1)温度　(2)反应物本身性质

(3)催化剂

Ⅱ.(1)>　(2)0.25 mol·L-1·min-1　(3)75%

(4)增大

11.(14分)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:

xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)

已知:平均反应速率v(C)=v(A);反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成。

回答下列问题:         

(1)反应2 min内,v(A)=________,v(B)=________。 

(2)化学方程式中,x=_____、y=________、p=__________、q=__________。 

(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为______。 

(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。 

(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:

①反应速率__________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是__ ____

_________________; 

②平衡时反应物的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是__ ___________________________。 

答案:(1)mol·L-1·min-1

mol·L-1·min-1

(2)2　3　1　6　(3)×100%　(4)<

(5)①增大　体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大　②减小　体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数少的方向(即逆反应方向)移动,因而反应物转化率减小

12.(18分)已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生。若再加入H2O2溶液,将发生反应:H2O2+2H++2I-2H2O+I2,且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后,试剂X被反应生成的I2完全消耗。由于溶液中的I-继续被H2O2氧化,生成的I2与淀粉作用,溶液立即变蓝。因此,根据试剂X的量、滴入H2O2溶液至溶液变蓝所需的时间,即可推算反应H2O2+2H++2I-

2H2O+I2的反应速率。

下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行):

(1)已知:实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I-2H2O+I2反应速率的影响。实验2中m=________,n=________。 

(2)已知:I2与X反应时,两者物质的量之比为1∶2。按上面表格中的X和KI的加入量,加入V(H2O2)>________,才确保看到蓝色。 

(3)实验1: c(X)-t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在坐标图中分别画出实验3、实验4 c(X)-t的变化曲线图(进行相应的标注)。

(4)实验3表明:硫酸铁能提高反应速率。催化剂能加快反应速率是因为催化剂________(填“提高”或“降低”)了反应活化能。 

答案:(1)20.0　20.0　(2)0.5 mL

(3)

(4)降低

13.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:Mn+H2C2O4+H+Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:

(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。 

(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________。 

(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究                     

对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是___________。 

答案:(1)2∶5　(2)Ⅰ　Ⅱ　Ⅰ　Ⅲ

(3)c(H+)(或硫酸溶液的浓度)　确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变