2025年高考化学一轮复习 课时检测四十八:化学反应速率的基本知能评价(含解析)
展开A.v(NH3)=0.3 ml·L-1·min-1
B.v(N2)=0.01 ml·L-1·s-1
C.v(N2)=0.2 ml·L-1·min-1
D.v(H2)=0.3 ml·L-1·min-1
2.
一定条件下,向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2,发生反应:2NOeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))+O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===N2O4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)),经历两步反应:①2NOeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))+O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===2NO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))、②2NO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))⥫⥬ N2O4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线a表示NO浓度随时间的变化曲线
B.t1时,ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NO))=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NO2))=2ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2O4))
C.t2时,ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NO2))的生成速率大于消耗速率
D.t3时,ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2O4))=c0-ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NO2))
3.资料显示:自催化作用是指反应产物之一使该反应速率加快的作用。用稀硫酸酸化的KMnO4进行下列三组实验,一段时间后溶液均褪色(0.01 ml·L-1可以记做0.01M)。
下列说法不正确的是( )
A.实验①中发生氧化还原反应,H2C2O4是还原剂,产物MnSO4能起自催化作用
B.实验②褪色比①快,是因为MnSO4的催化作用加快了反应速率
C.实验③褪色比①快,是因为Cl-的催化作用加快了反应速率
D.若用1 mL 0.2M的H2C2O4做实验①,推测比实验①褪色快
4.
(2022·广东等级考)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则( )
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 ml·L-1·min-1
5.(2024·全国高三专题练习)2SO2(g)+O2(g)⥫⥬ 2SO3(g) ΔH=-198 kJ ·ml-1,在V2O5存在时,该反应的机理为V2O5+SO2===2VO2+SO3(快),4VO2+O2===2V2O5(慢)。下列说法正确的是( )
A.反应速率主要取决于V2O5的质量
B.VO2是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1
D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率
6.为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,某同学设计了如下方案:
下列推断合理的是( )
A.选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,必须控制t=25
B.待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间,时间越长,反应越快
C.根据该方案,还可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响
D.根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
7.工业废水中的有机物能够引起水体污染,导致水体富营养化。其中Fentn法常用于处理含难降解有机物的工业废水,往调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物pCP,控制pCP的初始浓度相同,恒定实验温度在298 K或313 K进行实验。实验测得pCP的浓度随时间变化的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.由①可得,降解反应在50~150 s内的反应速率:v(pCP)=8.0×10-6 ml·L-1·s-1
B.升高温度,有利于加快降解反应速率,所以温度越高越有利于降解
C.③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响
D.298 K下,pH=10时有机物pCP降解速率比pH=3时慢
8.
(2024·襄阳模拟)某化学小组进行了关于“活泼金属与酸反应”的实验,得出了一些有趣的想法,请你帮助他们完成一些判断。将5.4 g铝片投入500 mL 0.5 ml·L-1的硫酸溶液中,如图为反应产生氢气速率与反应时间的关系图。
(1)关于图像的描述不正确的是________(填标号)。
①a→c段产生氢气的速率增加较快可能是表面的氧化膜逐渐溶解,加快了反应的速率
②c以后,产生氢气的速率逐渐下降可能是铝片趋于消耗完全
③a→c段产生氢气的速率增加较快可能是该反应放热,导致温度升高,加快了反应
(2)书写O→a段所对应的离子方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若其他条件相同,现换用500 mL 1 ml·L-1盐酸,产生氢气速率普遍较使用500 mL 0.5 ml·L-1硫酸的快,可能的原因是_____________________________________________
(填标号)。
①盐酸中c(H+)的浓度更大
②Cl-有催化作用
③SOeq \\al(2-,4)有催化作用
④Al3+有催化作用
(4)根据所学,若要加快铝片与硫酸溶液制H2的反应速率,小组成员提出一系列方案,比如:①加入某种催化剂;②滴加少量CuSO4溶液;③将铝片剪成100条;④增加硫酸的浓度至18 ml·L-1;⑤加入蒸馏水;⑥加入少量KNO3固体。
其中,你认为不合理的方案有______,请你再补充一种合理方案:______________。
9.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”)。
10.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4 溶液转化为MnSO4,每消耗1 ml H2C2O4转移__________ml电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥__________。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是__________。
(3)
已知50 ℃时c(MnOeq \\al(-,4))反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在坐标图中,画出25 ℃时c(MnOeq \\al(-,4))反应时间t的变化曲线示意图。
课时检测(四十八)
1.B 如果都用氢气表示反应速率,则根据方程式N2+3H2⥫⥬ 2NH3以及反应速率之比是相应的化学计量数之比,可知四个选项的反应速率分别是[ml·L-1·min-1]0.45、1.8、0.6、0.3,所以反应速率最快的是选项B。
2.A NO2是中间产物,其浓度先增大后减小,曲线a代表NO,A项正确;根据题图可知,t1时,NO、NO2、N2O4的浓度相等,B项错误;t2时,NO2的浓度在减小,说明其生成速率小于消耗速率,C项错误;根据题图可知,t3时,NO完全消耗,根据氮元素守恒,则ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NO2))+2ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2O4))=c0,D项错误。
3.C 碳元素的化合价升高,且锰离子可作催化剂,则实验①中发生氧化还原反应,H2C2O4 是还原剂,故A正确;催化剂可加快反应速率,则实验②褪色比①快,是因为 MnSO4的催化作用加快了反应速率,故B正确;高锰酸钾可氧化氯离子,则实验③褪色比①快,与催化作用无关,故C错误;增大浓度,反应速率加快,则用1 mL 0.2M的H2C2O4做实验①,推测比实验①褪色快,故D正确。
4.D 由题图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也能进行,故A错误;由题图可知,催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,故B错误;由题图可知,使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min内Y的浓度变化了2.0 ml·L-1,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 ml·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X浓度随时间t的变化,故C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min内,Y的浓度变化了4.0 ml·L-1,则v(X)=eq \f(1,2)v(Y)=eq \f(1,2)eq \f(ΔcY,Δt)=eq \f(1,2)×eq \f(4.0 ml·L-1,2 min)=1.0 ml·L-1·min-1,故D正确。
5.C 由反应机理可得,V2O5是该反应的催化剂,反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系,但主要取决于催化剂V2O5的表面积,选项A错误;由反应机理可得,V2O5是该反应的催化剂,VO2是该反应的中间产物,选项B错误;ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198 kJ·ml-1,所以逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1,选项C正确;使用催化剂可以显著提高反应速率,增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高),选项D错误。
6.D 若选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,Ⅱ的温度必须控制在35 ℃,A错误;收集相同条件下等体积的气体所需的时间越长,则反应速率越慢,B错误;各组实验中稀硫酸的浓度均相同,故无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,C错误;实验Ⅱ的温度为35 ℃,则反应速率:Ⅱ>Ⅰ,实验Ⅲ中锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池,使Ⅲ的反应速率比Ⅱ的快,实验Ⅳ中CuSO4用量过多,置换出的铜可能覆盖在锌表面而阻止反应的进行,从而使Zn与H2SO4反应速率大大减小,故四个反应的反应速率的大小关系可能为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ,D正确。
7.B 根据图像可知,曲线①中50 s时的浓度为1.2×10-3 ml·L-1,150 s时浓度为0.4×10-3 ml·L-1,则50~150 s内的平均反应速率为 v(pCP)=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(1.2-0.4×10-3 ml·L-1,150-50s)=8.0×10-6 ml·L-1·s-1,A正确;升高温度,有利于加快降解反应速率,但温度过高时,过氧化氢不稳定易分解而导致降解反应速率减小,B错误;③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响,通过图像曲线变化可知,当pH=10时,随着时间的变化,其浓度基本不变,即反应速率趋向于零,C正确;根据曲线③可以得出,该反应在pH=10的溶液中基本停止,故在298 K下,pH=10时有机物pCP降解速率比pH=3时慢,D正确。
8.解析:(1)在反应的后期,由于硫酸的浓度逐渐降低,导致反应速率逐渐降低。铝是固体,其质量多少不能影响反应速率,所以②是错误的。(2)铝是活泼的金属,极易被氧化生成一层致密的氧化膜,所以开始没有氢气产生,是因为硫酸和氧化铝反应导致的,方程式为Al2O3+6H+===2Al3++3H2O。(3)根据浓度可知氢离子的浓度是相同的,所以①不正确;反应中都生成铝离子,④不正确;由于酸中阴离子是不同的,盐酸反应快,这说明Cl- 有催化作用,或者是SOeq \\al(2-,4)有阻化作用,③不正确,②正确。(4)一般增大反应物的浓度、升高温度、加入催化剂、形成原电池、增大反应物的接触面积等都能加快反应速率。浓硫酸和铝不能产生氢气,④不正确;⑤是稀释降低氢离子浓度,反应速率降低;在酸性溶液中,硝酸钾能和铝反应,但产生的气体是NO,而不是氢气,⑥不正确。
答案:(1)② (2)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O (3)②
(4)④⑤⑥ 升高温度(或适当增加H2SO4浓度)(任填一种)
9.解析:(1)t2时刻,反应物逐渐减少,生成物逐渐增多,反应未达到平衡且正向进行,v正>v逆。(2)v=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(\f(4 ml-2 ml,4 L),2 min)=0.25 ml·L-1·min-1。(3)t3时刻化学反应达到平衡,剩余2 ml N,转化率为eq \f(8-2ml,8 ml)×100%=75%。(4)升高温度,反应速率增大。
答案:(1)> (2)0.25 ml·L-1·min-1 (3)75% (4)增大
10.解析:(1)H2C2O4中碳的化合价是+3价,CO2中碳的化合价为+4价,故每消耗1 ml H2C2O4转移2 ml 电子,配平反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,为保证KMnO4完全反应,需要满足c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响,则浓度必然相同,则为实验②和③;同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。(3)温度降低,化学反应速率减小,故KMnO4褪色时间延长,故作图时要同时体现25 ℃ MnOeq \\al(-,4)浓度降低比50 ℃时MnOeq \\al(-,4)的浓度降低缓慢和反应完全时间比50 ℃时“拖后”。
答案:(1)2 2.5 (2)②和③ ①和②
(3)
实验①
1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合
褪色
实验②
1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合
比实验①褪色快
实验③
1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合
比实验①褪色快
编号
纯锌粉
质量
0.2 ml·L-1
稀硫酸体积
温度
硫酸铜
固体质量
Ⅰ
2.0 g
10.0 mL
25 ℃
0
Ⅱ
2.0 g
10.0 mL
t ℃
0
Ⅲ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
0.2 g
Ⅳ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
4.0 g
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度
/℃
浓度/
(ml·L-1)
体积/
mL
浓度/
(ml·L-1)
体积/
mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
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