化学反应速率及影响因素
突破训练(六)
1.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
【解析】 选A 食品中添加抗氧化剂,目的是减慢食品的变质速率,与反应速率有关;调味剂的主要作用是补充、增强或增加食品的味道,与反应速率无关;着色剂又称食品色素,是以食品着色为主要目的,丰富和改善食品色泽的物质,与反应速率无关;增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变特性,改变食品的质构和外观,将液体、浆状食品形成特定形态,并使其稳定、均匀,提高食品质量,以使食品具有黏滑适口的感觉,与反应速率无关。
2.已知反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列正确的关系是 ( )
A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O)
C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(O2)=5v(NO)
【解析】 根据===可判断。
3. 少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L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CH3COONa固体 ⑤加NaCl固体 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol/L盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑦⑧ C.③⑦⑧ D.③⑥⑦⑧
【解析】 ①加水,盐酸的浓度变小,故反应速率变慢;②加氢氧化钠,降低了盐酸的浓度,故反应速率变慢;③加浓盐酸,反应速率加快,且铁的量没有改变故不影响氢气的产量;④加醋酸钠固体与盐酸反应生成弱酸醋酸,故反应速率减慢;⑤加氯化钠固体,氢离子的浓度不变,故反应速率不变;⑥滴加硫酸铜溶液,铁把铜置换出来,形成原电池,故反应速率加快,但与盐酸反应的铁减少,故减少了产生氢气的量;⑦温度升高,反应速率加快,且不影响氢气的产量;⑧
改用浓度大的盐酸,反应速率加快,且不影响氢气的产量。
4.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下, 其中表示反应速率最快的是 ( )
A.v(A)=0.15 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.01 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.40 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
【解析】 对同一化学反应而言,可以用不同的物质表示其速率,比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率,其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。根据v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率。A项,v(A)=0.15 mol·L-1·min-1;B项,v(A)=0.20 mol·L-1·min-1;C项,v(A)=0.20 mol·L-1·min-1;D项,v(A)=0.225 mol·L-1·min-1。
5.对于化学反应3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
【解析】 选C 对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3。v(W)=v(Z),A错误;3v(X)=2v(Z),B错误;2v(X)=v(Y),C正确;2v(W)=3v(X),D错误。
6.已知某化学实验的结果如下表:
反应物
在相同温度下测
得的反应速率
v/mol·L-1·min-1
实验序号
大小相同
的金属片
酸溶液
1
镁条
1 mol·L-1盐酸
v1
2
铁片
1 mol·L-1盐酸
v2
3
铁片
0.1 mol·L-1盐酸
v3
下列结论正确的是( )
A.v1>v2>v3 B.v3>v2>v1
C.v1>v3>v2 D.v2>v3>v1
【解析】 影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质,由于镁的活动性比较强,所以与相同浓度的盐酸反应时,镁条放出氢气的速率大;反应物浓度也影响反应速率,在一定范围内,速率与浓度成正比,故v2>v3。
7.根据反应:S2O+2H+===SO2↑+S↓+H2O,下表各组实验最快出现浑浊的是( )
【解析】 在其他条件相同时,浓度越大,速率越快;在浓度相同时,温度越高,速率就越快,因此反应速率最快的是D。
8.在298 K时,实验测得溶液中的反应H2O2+2HI===2H2O+I2,在反应物为不同浓度时的化学反应速率如表所示:
实验编号
1
2
3
4
5
6
c(HI)/mol·L-1
0.100
0.200
0.150
0.100
?
0.500
c(H2O2)/mol·L-1
0.100
0.100
0.150
0.200
?
0.400
v/mol·L-1·s-1
0.007 60
0.015 2
0.017 1
0.015 2
0.022 8
0.152
根据表中数据可推知第5组实验中c(HI)、c(H2O2)不可能为( )
A.0.150 mol·L-1、0.200 mol·L-1
B.0.300 mol·L-1、0.100 mol·L-1
C.0.200 mol·L-1、0.200 mol·L-1
D.0.100 mol·L-1、0.300 mol·L-1
【解析】 分析表中数据可知,反应速率v与c(HI)和c(H2O2)的乘积成正比,以实验1为参照,实验5的反应速率是其反应速率的3倍,故实验5中c(HI)和c(H2O2)的乘积为实验1的3倍,C项符合题意。
9.在一定条件下,将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中,发生反应:xA2(g)+yB2(g)2C(g)。2 s内的反应速率:v(A2)=0.5 mol/(L·s),v(B2)=1.5 mol/(L·s),v(C)=1 mol/(L·s)。则x和y的值分别为( )
A.2和3 B.3和2 C.3和1 D.1和3
【解析】 同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)=1∶3∶2,因此x∶y∶2=1∶3∶2,则x=1,y=3。
10.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 5% H2O2溶液
无
②
10 mL 2% H2O2溶液
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_______________________________________________________________。
(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为_______________________________________________________________。
(3)实验①和②的目的是_______________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_______________________________________________________________。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如右图。
分析右图能够得出的实验结论是___________________________。
【解析】 (1)降低了反应的活化能 (2)H2O2H++HO
(3)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) (4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
11.氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能、高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应为
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;
Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;
(1)该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=________(用K1、K2、K3的代数式表示)。在2 L的密闭容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列能说明反应达到平衡状态的是________。
a.容器内混合物的质量不变
b.H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化
c.混合气体的密度不再变化
d.形成a mol H—H键的同时断裂2a mol H—O键
(2)对于反应Ⅰ,不同温度和压强对H2产率影响如下表。
压强
温度
p1/MPa
p2/MPa
500 ℃
45.6%
51.3%
700 ℃
67.8%
71.6%
由表中数据判断:p1________p2(填“>”“p2;A.减小压强,平衡正向移动,与图象不符,错误;
B.根据表格数据,升高温度,氢气的产率增大,说明平衡正向移动,与图象吻合;
C.升高温度,平衡正向移动,水的含量减少,降低压强,平衡正向移动,水的含量减少,与图象不符;D.升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,与图象吻合,正确。
(3)设CO中碳氧键的键能为x kJ·mol-1,反应ⅡCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.1 kJ·mol-1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(x+464×2)-(803
×2+436),解得x=1072.9。
(4)反应ⅢCaO(s)+CO2(g)CaCO3(s),若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动;温度不变,平衡常数不变, K=不变,则重新平衡后,CO2浓度不变。
答案:(1) K1·K2·K3 b、c (2)> B、D
(3)1 072.9 (4)正反应 不变