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课时跟踪检测二十一 化学反应速率及其影响因素
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.反应4A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示,正确的是 ( )
①用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 ②分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1 ③在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 ④在这2 min内用B表示的反应速率的值是逐渐减小的,用C表示的反应速率的值是逐渐增大的
A.①③ B.③
C.①② D.②④
解析:经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1,则根据化学方程式,A的浓度减少0.8 mol·L-1,所以用A表示的反应速率是0.8 mol·L-1÷2 min=0.4 mol·L-1·min-1,①正确;由于反应速率之比等于相应的化学计量数之比,所以②正确,④不正确;反应速率表示的是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,③不正确。
答案:C
2.下列说法中正确的是( )
A.增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
B.使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率
D.升高温度,只能增大吸热反应的反应速率
解析:增大反应物浓度,不能增大活化分子百分数,只能增大单位体积内活化分子数,A项错误;使用合适的催化剂,降低反应活化能,增大活化分子百分数,反应速率增大,B项正确;缩小体积,增大压强只能增大有气体参加的反应速率,C项错误;升高温度,无论是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大,D项错误。
答案:B
3.反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45 mol,则此反应的平均速率v(X)可表示为( )
A.v(NH3)=0.010 mol·L-1·s-1
B.v(O2)=0.001 0 mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.001 0 mol·L-1·s-1
D.v(H2O)=0.045 mol·L-1·s-1
解析:该过程中v(H2O)==0.001 5 mol·L-1·s-1,则v(NH3)=v(H2O)=×
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0.001 5 mol·L-1·s-1=0.001 0 mol·L-1,v(NO)=v(NH3),v(O2)=v(H2O)=×0.001 5 mol·L-1·s-1=0.001 25 mol·L-1·s-1,故C项正确。
答案:C
4.(2017届双鸭山市一中月考)对于反应COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)。改变下列条件:①升温 ②恒容下通入惰性气体 ③增加COCl2浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压下通入惰性气体,能加快反应速率的是( )
A.①②⑤ B.①③⑤
C.②④⑥ D.③⑤⑥
解析:①升温,③增加COCl2浓度,⑤加催化剂均能加快反应速率;②恒容下通入惰性气体,各物质浓度不变,反应速率不变;④减压,反应速率减慢;⑥恒压下通入惰性气体,反应物浓度减小,速率减慢,故选B项。
答案:B
5.(2017届河南信阳高中月考)在一密闭容器中加入A和B,各物质的物质的量浓度随着反应的进行,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应的化学方程式为5A+4B4C
B.2 min时,该反应达到平衡,此时A、B、C的浓度比为5∶4∶4
C.用B的浓度变化表示0~2 min时间内的速率为2 mol/(L·min)
D.2 min前,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,但是正反应速率大于逆反应速率
解析:根据图象可知,反应进行到2 min时,物质的浓度不再发生变化,说明反应达到平衡状态。A、B的浓度减小,C的浓度增大。其浓度的变化量分别是6 mol/L-1 mol/L=5 mol/L,7 mol/L-3 mol/L=4 mol/L,4 mol/L-0 mol/L=4 mol/L,故反应方程式为5A+4B4C,平衡时A、B、C的浓度之比为1∶3∶4,A项正确,B项错误;B的反应速率为=2 mol/(L·min),C项正确;由于反应是向正反应方向进行的,故2 min前,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,但正反应速率大于逆反应速率,D项正确。
答案:B
6.(2017届泉州市永春一中等四校联考)在体积为2 L的密闭容器中充有2 mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2+O22SO3。当反应进行到4 min时,测得此时SO2为0.4 mol,那么反应进行到2 min时,密闭容器中SO2物质的量是( )
A.小于1.2 mol B.1.2 mol
C.大于1.6 mol D.1.6 mol
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解析:当反应进行到4 min时,二氧化硫的平均反应速率为v===0.2 mol/(L·min),按照此反应速率,2 min时消耗的二氧化硫的物质的量为n(SO2)=2 min×2 L×0.2 mol/(L·min)=0.8 mol,由于浓度越大,反应速率越快,2 min内二氧化硫的浓度大于4 min内的浓度,所以2 min时消耗的二氧化硫的物质的量大于0.8 mol,反应进行到2 min时,密闭容器中SO2物质的量小于(2 mol-0.8 mol)=1.2 mol,故选A项。
答案:A
7.下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图象曲线表示的是( )
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
Na
K
B
4 mL 0.01 mol·L-1的KMnO4溶液,分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液2 mL反应
0.1 mol·L-1
的H2C2O4溶液
0.2 mol·L-1
的H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2粉末
加MnO2粉末
解析:由于K比Na活泼,故相同大小的金属K和Na与水反应,K的反应速率快,故A图象错误;由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故其反应速率比甲中快,B图象错误;由于甲反应是在热水中反应,温度高,故甲的反应速率高于乙的,随反应进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C图象正确;MnO2在H2O2分解过程中起催化作用,故乙中反应速率大于甲中,D图象错误。
答案:C
8.(2017届湖北荆洲模拟)在2A+B3C+4D中,表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
D.v(D)=1 mol·L-1·s-1
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解析:==0.25 mol·L-1·s-1,=0.3 mol·L-1·s-1,= mol·L-1·s-1,==0.25 mol·L-1·s-1,可知v(B)=0.3 mol·L-1·s-1反应速率最大,选B项。
答案:B
9.(2017届河北省成安一中月考)根据反应:S2O+2H+===SO2↑+S↓+H2O,下表各组实验最快出现浑浊的是( )
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
c(mol·L-1)
V(mL)
c(mol·L-1)
V(mL)
V(mL)
温度/℃
A
0.1
5
0.1
5
5
10
B
0.2
5
0.1
5
10
10
C
0.1
5
0.1
5
10
30
D
0.2
5
0.1
5
10
30
解析:温度越高,反应物浓度越大,则反应速率越大,比较题中四组数据可知D的温度最高、反应物浓度最大,则反应速率最大,浑浊出现最快,故选D项。
答案:D
10.(2017届江西芦溪模拟)工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是( )
A.合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率
B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,NH3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,NH3(g)生成的平均速率为v=
解析:使用催化剂改变正逆反应速率,A项错误;恒容通入氩气,反应总压强增大,但是参加反应的气体分压不变,反应速率不变,B项错误;降低温度会使反应速率减慢,无法缩短反应达到平衡的时间,C项错误;D项正确。
答案:D
二、非选择题(共40分)
11.(10分)在一个容积固定的2 L的密闭容器中,发生反应aA(g)+bB(g)pC(g) ΔH=?,反应情况记录如表:
时间
c(A)(mol/L)
c(B)(mol/L)
c(C)(mol/L)
0
1
3
0
第2 min
0.8
2.6
0.4
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第4 min
0.4
1.8
1.2
第6 min
0.4
1.8
1.2
请仔细分析,根据表中数据,回答下列问题:
(1)a=______,b=______,p=______。(取最小正整数)
(2)第2 min到第4 min内A的平均反应速率v(A)=______mol/(L·min),v(C)=______mol/(L·min)。
(3)若从开始到第4 min建立平衡时反应放出的热量为235.2 kJ,则该反应的ΔH=________。
解析:(1)由表中数据可知在4~6 min时反应达到平衡状态,4 min内A、B、C的浓度变化分别为0.6 mol·L-1、1.2 mol·L-1、1.2 mol·L-1,A、B、C的浓度变化之比等于速率之比,则Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6∶1.2∶1.2=1∶2∶2,故a=1,b=2,p=2。
(2)2~4 min内A的浓度变化为0.8 mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.4 mol·L-1,2~4 min内A的平均反应速率v(A)==0.2 mol·L-1·min-1。v(C)=2v(A)=0.4 mol·L-1·min-1。
(3)从开始到第4 min建立平衡,A的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,则1 mol A反应放出的热量为=196 kJ·mol-1,ΔH=-196 kJ·mol-1。
答案:(1)1 2 2 (2)0.2 0.4
(3)-196 kJ·mol-1
12.(14分)(2017届成都市摸底)用如图所示的装置来测定镁与硫酸反应的速率。在锥形瓶中加入0.7 g镁带,按下图连接好装置,从A中加入20.0 mL 0.5 mol/L H2SO4。
记录注射器活塞的位置和相应的时间。
实验记录如下:
时间/s
t
2t
……
活塞的位置/mL
15.6
36.0
……
(1)镁与硫酸溶液反应的离子方程式为______________________。
(2)仪器A的名称为________。
(3)0~t时间段与t~2t时间段,化学反应速率快的是________;原因是_________________________。
(4)用上述装置探究Fe3+、Cu2+对双氧水分解反应速率的影响。所用试剂:5%H2O2、
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0.1 mol/L FeCl3、0.2 mol/L CuCl2。完成下表的实验设计:
实验
序号
双氧水体
积/mL
蒸馏水体
积/mL
添加的物质
1
10
0
____mL FeCl3
2
10
2
2 mL CuCl2
①Fe3+、Cu2+在双氧水分解过程中起________作用;
②本实验需测定的数据是________________________________________________________;
③A中装有10 mL双氧水,为减少误差,加入其他物质的方法是______________________________。
解析:(1)由Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑可写出反应的离子方程式为Mg+2H+===Mg2++H2↑。
(2)仪器A的名称为分液漏斗。
(3)0~t时间段产生H2 15.6 mL;t~2t时间段产生H2 36.0 mL-15.6 mL=20.4 mL,故t~2t时间段化学反应速率快,原因是镁与硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快。
(4)做对比实验,要保证c(Fe3+)=c(Cu2+),故FeCl3应为4 mL。①Fe3+、Cu2+应起催化剂作用,因二者加快了H2O2的分解速度。②比较二者的催化效率,应测定收集相同体积的氧气所需时间(或相同时间产生氧气的体积)。③由于是测定产生O2的体积,要保证装置的气密性,故在连接分液漏斗前,把蒸馏水和添加溶液直接加到锥形瓶中以减少误差。
答案:(1)Mg+2H+===Mg2++H2↑
(2)分液漏斗
(3)t~2t 镁与硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快
(4)4 ①催化 ②收集相同体积的氧气所需时间(或相同时间产生氧气的体积) ③连接分液漏斗前,直接加到锥形瓶中(或其他合理答案)
13.(16分)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.0 kJ·mol-1
某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。
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(1)a点正反应速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(2)下列时间段平均反应速率最大的是________,最小的是________。
A.0~1 min B.1~3 min
C.3~8 min D.8~11 min
(3)求平衡时氢气的转化率和该条件下反应的平衡常数K。(写出计算过程)。
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线Ⅰ对应的实验条件改变是________,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是________。
解析:(1)a点反应向正反应方向进行,故v正>v逆。
(2)曲线斜率大的速率大,故最大的为A时间段,最小的为D时间段。
(3) CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
6 8 0 0
2 6 2 2
4 2 2 2
H2的转化率=×100%=×100%=75%,
K===0.5 L2·mol-2。
(4)曲线Ⅰ反应速率增大,但转化的氢气的物质的量少,应是升温,升高温度不利于H2转化,故曲线Ⅰ为升高温度。曲线Ⅱ反应速率增大,转化氢气的物质的量增多,为增大压强,平衡正向移动。
答案:(1)大于 (2)A D
(3) CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
6 8 0 0
2 6 2 2
4 2 2 2
H2的转化率=×100%=×100%=75%,
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K==
=0.5 L2·mol-2
(4)升高温度 增大压强
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