高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(高考题型整理,突破提升)含答案
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案解析
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
(3)从表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,由反应速率计算公式可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快,由此得出上述结论不正确;(4)加快反应速率的措施常见的有:增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积(接触面积)、使用催化剂等。
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题及答案解析
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。
科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式:2NO+2CO 催化剂2CO2+N2,为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO 浓度如表:请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):(1)若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大,则上述反应的H___0(填写“>”、“<”、“=”)。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)计算4s时NO的转化率为____________。
(4)下列措施能提高NO和CO转变成CO2和N2的反应速率的是______(填序号)。
A.选用更有效的催化剂B.升高反应体系的温度C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积(5)由上表数据可知,该反应在第______s达到化学平衡状态。
假如上述反应在密闭恒容容器中进行,判断该反应是否达到平衡的依据为________(填序号)。
A.压强不随时间改变B.气体的密度不随时间改变C.c(NO)不随时间改变D.单位时间里消耗NO和CO的物质的量相等(6)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。
为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据_____、_____、______、______、______。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的Ⅰ、Ⅱ两个实验条件下混合气体中NO 浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号________。
【答案】< 1.875⨯10-4mol ·L -1·s -1 90% ABD 4 AC 5.80⨯10-3 280 1.20⨯10-31.20⨯10-3 5.80⨯10-3【解析】【分析】反应热的正负可根据反应物和生成物的总能量的大小比较;能提高反应速率的因素主要有增大浓度、使用催化剂、升高温度、增大表面积、构成原电池等,压强能否改变反应速率要看是否改变了浓度;反应是否达到平衡可以从速率(正逆反应速率是否相等)、量(是否保持不变)、压强、气体平均密度,气体平均摩尔质量、颜色等方面判断;验证多个因素对化学反应速率的影响规律,要控制变量做对比实验,每组对比实验只能有一个变量。
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
(3)从表中数据可知,相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍,但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多,由反应速率计算公式可得出,此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快,由此得出上述结论不正确;(4)加快反应速率的措施常见的有:增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积(接触面积)、使用催化剂等。
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附详细答案
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂,在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂,但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。
已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ,起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2mol CH4和3mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
(1)容器体积V=_______L。
(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。
(3)0 ~5min内,用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。
(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。
达到平衡时, NO2的转化率是___________ (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。
(5)a点时,c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数) ,n( CH4):n(NO2)=_________________。
【答案】2 甲 0.1 c 80% 或0.8 0.33 4:5【解析】【分析】依据图像,根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、乙、丙三条曲线分别代表CH4.、N2、H2O中的哪种物质;依据单位时间内浓度的变化,计算出0 ~5min内,用N2表示的化学反应速率;达到平衡时的判断依据。
【详解】(1)起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2 mol CH4和3 mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示,CH4是反应物,即起始时的物质的量浓度为1.0mol·L-1,依据c=nV,得V=nc=12mol1mol L-⋅=2L;(2)由(1)可知,丙代表CH4,从开始到平衡时,甲代表的物质的物质的量浓度增加量:1.2mol·L-1,乙代表的物质的物质的量浓度增加量:0.6mol·L-1,故从开始到平衡时,甲代表的物质的物质的量浓度增加量:1.2mol·L-1×2L=2.4mol;故从开始到平衡时,乙代表的物质的物质的量浓度增加量:0.6mol·L-1×2L=1.2mol,根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比,故甲代表H2O的物质的量浓度与时间关系,乙代表N2的物质的量浓度与时间关系;(3)乙代表N2的物质的量浓度与时间关系,0 ~5 min内,N2的物质的量浓度变化量为:0.5mol·L -1- 0=0.5mol·L -1,v(N 2)=10.5mol L 5min-⋅=0.1mol·L -1·min -1;(4)当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化,故a 、b 、c 三点中达到平衡的点是c ;达到平衡时,c(N 2)=0.6mol·L -1,即从开始平衡,N 2的物质的量增加了:0.6mol·L -1×2L=1.2mol ,CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ,依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,即从开始到平衡,NO 2的物质的量变化量为:1.2mol×2=2.4mol ,故达到平衡时, NO 2的转化率是2.4mol100%3mol⨯ =80%; (5)设a 点时的浓度为xmol·L -1,CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ,依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,(1.0-x):x=1:2,x=0.67,2n(H O)∆=0.67mol·L -1×2L=1.34mol ,42222n(CH ):n(NO ):n(N ):n(CO ):n(H O)∆∆∆∆∆=1:2:1:1:2,a 点时,2n(CO )∆=0.67mol ,c(CO 2) =0.67mol2L=0.33mol·L -1;4(CH )∆=0.67mol ,2n(NO )∆=1.34mol ,故a 点时,n( CH 4):n(NO 2)=(2mol-0.67mol):(3mol-1.34mol)=4:5。
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)含答案解析
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)含答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):①哪一时间段反应速率最大_______min(填“0~1”、“1~2”、“2~3”、“3~4”、“4~5”),原因是________。
②求 3~4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变)。
(2)该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等 4 种溶液,可与实验中 CuSO4溶液起相似作用的是_______。
③要减慢上述实验中气体产生速率,可采取的合力措施有_______、_______(答两种)。
(3)某温度下在 4 L 密闭容器中,X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_______。
②该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)A.Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B.X、Y 的反应速率比为 3:1C.容器内气体压强保持不变 D.容器内气体的总质量保持不变E.生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z③2 min 内 Y 的转化率为_______。
【答案】2~3 因该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快.0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4与 Zn 反应生成的 Cu 附着在 Zn 表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率; Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积;升高温度等(答两种即可)3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) AC 10%【解析】【分析】(1)①相同时间内收集的气体体积越多,该反应速率越快;温度越高化学反应速率越快;②先计算生成氢气物质的量,再根据关系式计算消耗n(HCl),利用v=nV t计算盐酸反应速率;(2) Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn 原电池,原电池反应比化学反应速率快;②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag;③从影响反应速率的因素分析;(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,据此确定化学方程式;②可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;③Y的转化率=()()n Yn Y反应的反应初始×100%;【详解】(1)①相同通条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;由表中数据可知,反应速率最大的时间段是2∼3min,原因是:该反应是放热反应,温度越高,反应速率越大;②3∼4分钟时间段,收集的氢气体积=(576−464)mL=112mL,n(H2)=0.11222.4/LL mol=0.005mol,根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol,则v(HCl)=0.01mol0.4L1min⨯=0.025 mol/(L⋅min);(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn原电池,而加快化学反应速率;②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag,即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用;③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑,可采取的合力措施有:增加锌的表面积;升高温度或适当增大硫酸的浓度等;(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0−0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0−0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5−0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,则该反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g);②A.Y的体积分数在混合气体中保持不变,说明各物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;B.X、Y的反应速率比为3:1时,如果反应速率都是指同一方向的反应速率,则该反应不一定达到平衡状态,故B错误;C.反应前后气体压强减小,当容器内气体压强保持不变时,各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;D.容器内气体的总质量一直保持不变,故D错误;E.生成1mol Y的同时消耗2molZ,所描述的为同向反应过程,不能判断反应达到平衡状态,故E错误;答案选AC;③Y的转化率=()()n Yn Y反应的反应初始×100% =10.91-×100%=10%。
高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(高考题型整理,突破提升)附答案解析
高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(高考题型整理,突破提升)附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。
面对能源枯竭的危机,提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。
(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关,这是化学学科关注的方面之一。
某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):时间/min12345氢气体积/mL(标况)100240464576620①哪一段时间内反应速率最大:__________min(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”)。
②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。
他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。
你认为可行的是____________(填字母序号)。
A.KCl溶液 B.浓盐酸 C.蒸馏水 D.CuSO4溶液(2)如图为原电池装置示意图:①将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,作负极的分别是_______(填字母)。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片C.铝片、铝片 D.铜片、铜片写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式:_______________。
②若A为Cu,B为石墨,电解质为FeCl3溶液,工作时的总反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
写出B电极反应式:________;该电池在工作时,A电极的质量将_____(填“增加”“减小”或“不变”)。
若该电池反应消耗了0.1mol FeCl3,则转移电子的数目为_______。
【答案】2~3 AC B Cu-2e−=Cu2+ Fe3++e−=Fe2+减小 0.1N A【解析】【分析】(1)①先分析各个时间段生成氢气的体积,然后确定反应速率最大的时间段。
高考化学—化学反应的速率与限度的推断题综合压轴题专题复习附答案
高考化学—化学反应的速率与限度的推断题综合压轴题专题复习附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)写出该反应的化学方程式_________________________。
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是___________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1b.混合气体中X的浓度保持不变c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2(4)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.适当降低温度b.扩大容器的体积c.充入一定量Z【答案】X+Y垐?噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c【解析】【分析】由图表可知,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1.20-0.41)mol:(1.00-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),然后结合v=ctVV及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g);(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol210Ls=0.0395mol•(L•s)-1;(3)a.随着反应的进行,X与Y的反应速率之比始终为1:1,则不能判断是平衡状态,故a 错误;b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;故答案为b;(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;故答案为c。
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)及详细答案
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)及详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.400~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。
N N≡的键能为946kJ/mol,H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____,反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为____kJ。
(4)为加快反应速率,可以采取的措施是_______a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He气d.恒压时充入He气e.及时分离NH3【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物,根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式;(2)根据=ct∆∆计算;(3)形成化学键放出能量,断裂化合价吸收能量;(4)根据影响反应速率的因素分析;【详解】(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z;(2)0~50s内,NH3物质的量变化为0.24mol,根据方程式可知,N2物质的量变化为0.12mol,(Z)=ct∆∆=0.12mol=2L50s⨯1.2×10−3mol/(L·s);(3)断裂1mol N N≡吸收946kJ的能量,断裂1mol H-H键吸能量436kJ,形成1mo N-H 键放出能量391kJ,根据方程式3H2+N2⇌2NH3,生成2mol氨气,断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ,则生成1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ2=46kJ;反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气,所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ;(4) a.降低温度,反应速率减慢,故不选a;b.增大压强,体积减小浓度增大,反应速率加快,故选b;c.恒容时充入He气,反应物浓度不变,反应速率不变,故不选c;d.恒压时充入He气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故不选d;e.及时分离NH3,浓度减小,反应速率减慢,故不选e。
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题含答案
高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题含答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):实验序号A溶液B溶液①20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液②20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液(1)该反应的离子方程式___________________________。
(已知H2C2O4是二元弱酸)(2)该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。
相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________<_____________(填实验序号)。
(3)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下),则在2 min末, c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50mL)(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_____________来比较化学反应速率。
(一条即可)(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①__________________________;②__________________________。
【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 浓度①② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2+是反应的催化剂【解析】【详解】(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,把草酸氧化成CO2,根据化合价升降法进行配平,其离子反应方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)对比表格数据可知,草酸的浓度不一样,因此是探究浓度对化学反应速率的影响,浓度越大,反应速率越快,则①<②;(3)根据反应方程式并结合CO2的体积,求出消耗的n(KMnO4)= 2×10-5mol,剩余n(KMnO4)=(30×10-3×0.01-2×10-5)mol=2.8×10-4mol,c(KMnO4)=2.8×10-4mol÷50×10-3L=0.0056mol·L-1;(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;(5)t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①此反应是放热反应,温度升高,虽然反应物的浓度降低,但温度起决定作用;②可能产生的Mn2+是反应的催化剂,加快反应速率。
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)写出该反应的化学方程式_________________________。
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是___________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1b.混合气体中X的浓度保持不变c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2(4)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.适当降低温度b.扩大容器的体积c.充入一定量Z【答案】X+Y垐?噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c【解析】【分析】由图表可知,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1.20-0.41)mol:(1.00-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),然后结合v=ctVV及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g);(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol210Ls=0.0395mol•(L•s)-1;(3)a.随着反应的进行,X与Y的反应速率之比始终为1:1,则不能判断是平衡状态,故a 错误;b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;故答案为b;(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;故答案为c。
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题及答案解析
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH 2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
(1)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项);A.2v生(NH3)=v耗(CO2)B.密闭容器中氨气的物质的量不变C.容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变D.密闭容器中总压强保持不变E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂(2)能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);A.及时分离出CO2气体B.适当升高温度C.加入少量NH2COONH4(s)D.选择高效催化剂(3)如图所示,上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。
【答案】AC BD 大于【解析】【分析】(1)根据化学平衡状态的特征解答;(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,结合化学键分析解答。
【详解】(1)A.平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2),所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时,反应没有达到平衡状态,故A错误;B.密闭容器中氨气的物质的量不变,说明正、逆反应速率相等,可以判定反应达到平衡状态,故B正确;C.只要反应发生,容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2:1,始终保持不变,不能判定反应是否达平衡状态,故C错误;D.密闭容器中总压强保持不变,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故D正确;E.形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂,正、逆反应速率相等,达平衡状态,故E正确;故答案为AC;(2)A.及时分离出CO2气体,生成物浓度减小,反应速率减小,故A错误;B.适当升高温度,反应速率加快,故B正确;C.加入少量NH2COONH4(s),固体物质量变但浓度不变,故C错误;D.选择高效催化剂,反应速率加快,故D正确;故答案为:BD;(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量,所以反应是吸热反应,即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。
高考化学压轴题专题复习——化学反应的速率与限度的推断题综合附答案解析
高考化学压轴题专题复习——化学反应的速率与限度的推断题综合附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)附答案解析
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂,在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂,但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。
已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ,起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2mol CH4和3mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
(1)容器体积V=_______L。
(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。
(3)0 ~5min内,用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。
(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。
达到平衡时, NO2的转化率是___________ (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。
(5)a点时,c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数) ,n( CH4):n(NO2)=_________________。
【答案】2 甲 0.1 c 80% 或0.8 0.33 4:5【解析】【分析】依据图像,根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、乙、丙三条曲线分别代表CH4.、N2、H2O中的哪种物质;依据单位时间内浓度的变化,计算出0 ~5min内,用N2表示的化学反应速率;达到平衡时的判断依据。
【详解】(1)起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2 mol CH4和3 mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示,CH4是反应物,即起始时的物质的量浓度为1.0mol·L-1,依据c=nV,得V=nc=12mol1mol L-⋅=2L;(2)由(1)可知,丙代表CH4,从开始到平衡时,甲代表的物质的物质的量浓度增加量:1.2mol·L-1,乙代表的物质的物质的量浓度增加量:0.6mol·L-1,故从开始到平衡时,甲代表的物质的物质的量浓度增加量:1.2mol·L-1×2L=2.4mol;故从开始到平衡时,乙代表的物质的物质的量浓度增加量:0.6mol·L-1×2L=1.2mol,根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比,故甲代表H2O的物质的量浓度与时间关系,乙代表N2的物质的量浓度与时间关系;(3)乙代表N 2的物质的量浓度与时间关系,0 ~5 min 内,N 2的物质的量浓度变化量为:0.5mol·L -1- 0=0.5mol·L -1,v(N 2)=10.5mol L 5min-⋅=0.1mol·L -1·min -1;(4)当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化,故a 、b 、c 三点中达到平衡的点是c ;达到平衡时,c(N 2)=0.6mol·L -1,即从开始平衡,N 2的物质的量增加了:0.6mol·L -1×2L=1.2mol ,CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ,依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,即从开始到平衡,NO 2的物质的量变化量为:1.2mol×2=2.4mol ,故达到平衡时, NO 2的转化率是2.4mol100%3mol⨯ =80%; (5)设a 点时的浓度为xmol·L -1,CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ,依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,(1.0-x):x=1:2,x=0.67,2n(H O)∆=0.67mol·L -1×2L=1.34mol ,42222n(CH ):n(NO ):n(N ):n(CO ):n(H O)∆∆∆∆∆=1:2:1:1:2,a 点时,2n(CO )∆=0.67mol ,c(CO 2) =0.67mol2L=0.33mol·L -1;4(CH )∆=0.67mol ,2n(NO )∆=1.34mol ,故a 点时,n( CH 4):n(NO 2)=(2mol-0.67mol):(3mol-1.34mol)=4:5。
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案解析
高考化学化学反应的速率与限度-经典压轴题附答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。
科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式:2NO+2CO 催化剂2CO2+N2,为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO 浓度如表:请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):(1)若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大,则上述反应的H___0(填写“>”、“<”、“=”)。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)计算4s时NO的转化率为____________。
(4)下列措施能提高NO和CO转变成CO2和N2的反应速率的是______(填序号)。
A.选用更有效的催化剂B.升高反应体系的温度C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积(5)由上表数据可知,该反应在第______s达到化学平衡状态。
假如上述反应在密闭恒容容器中进行,判断该反应是否达到平衡的依据为________(填序号)。
A.压强不随时间改变B.气体的密度不随时间改变C.c(NO)不随时间改变D.单位时间里消耗NO和CO的物质的量相等(6)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。
为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据_____、_____、______、______、______。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的Ⅰ、Ⅱ两个实验条件下混合气体中NO 浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号________。
【答案】< 1.875⨯10-4mol ·L -1·s -1 90% ABD 4 AC 5.80⨯10-3 280 1.20⨯10-31.20⨯10-3 5.80⨯10-3【解析】 【分析】反应热的正负可根据反应物和生成物的总能量的大小比较;能提高反应速率的因素主要有增大浓度、使用催化剂、升高温度、增大表面积、构成原电池等,压强能否改变反应速率要看是否改变了浓度;反应是否达到平衡可以从速率(正逆反应速率是否相等)、量(是否保持不变)、压强、气体平均密度,气体平均摩尔质量、颜色等方面判断;验证多个因素对化学反应速率的影响规律,要控制变量做对比实验,每组对比实验只能有一个变量。
高考化学(化学反应的速率与限度提高练习题)压轴题训练及答案解析
高考化学(化学反应的速率与限度提高练习题)压轴题训练及答案解析一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.(1)已知3H 2(g)+N 2(g)2NH 3(g),某温度下,在容积恒定为2.0L 的密闭容器中充入2.0molN 2和2.0molH 2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:t/s 0 50150 250 350 n(NH 3)/mol 00.24 0.36 0.40 0.400~50s 内的平均反应速率v(N 2)=__。
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol 气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E 表示,单位为kJ/mol 。
N ≡N 的键能为946kJ/mol ,H-H 的键能为436kJ/mol ,N-H 的键能为391kJ/mol ,则生成1molNH 3过程中__(填“吸收”或“放出”)的能量为__。
(3)为加快反应速率,可以采取的措施是__。
a.降低温度b.增大压强c.恒容时充入He 气d.恒压时充入He 气e.及时分离NH 3 (4)CO 2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH 4与CO 2制备“合成气”(CO 、H 2)。
科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:反应①:CH 4(g)C(ads)+2H 2(g)(慢反应)反应②:C(ads)+CO 2(g)2CO(g)(快反应) 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为___。
能量变化图中:E 5+E 1___E 4+E 2(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】3111.210mol L s ---⨯⋅⋅ 放出 46kJ b()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H <【解析】【分析】【详解】 (1)根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知,0~50s 内的平均反应速率()()311230.24mol112L N NH 1.210mol L s 2250sv v ---==⨯=⨯⋅⋅; (2)该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol ,生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol ,反应物总键能小于生成物总键能,由此可知,生成2molNH 3时,放出(2346-2254) kJ=92 kJ 能量,则生成1molNH 3过程中放出能量为92kJ =46kJ 2; (3)a .降低温度会使化学反应速率降低,故a 不符合题意;b .增大压强能够增大化学反应速率,故b 符合题意;c .恒容时充入He 气,各组分的浓度未发生改变,化学反应速率不变,故c 不符合题意;d .恒压时充入He 气,容器体积将增大,各组分浓度将减小,化学反应速率将减小,故d 不符合题意;e .及时分离NH 3,将使体系内压强降低,化学反应速率将减小,故e 不符合题意; 故答案为:b ;(4)由图可知,1molCH 4(g)与1molCO 2(g)的总能量为E 1kJ ,2molCO(g)与2molH 2(g)的总能量为E 3kJ ,生成物总能量高于反应物总能量,该反应为吸热反应,则由CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为:()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H ;反应①为慢反应,反应②为快反应,由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能,即E 4-E 1>E 5-E 2,故E 5+E 1<E 4+E 2。
高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练含详细答案
高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练含详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据,完成下列问题:(1)该反应的化学方程____;(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为_____;(3)达到平衡后,下列说法不正确的是_____。
A.X、Y、Z的浓度之比是1:2:3B.X的消耗速率和Y的生成速率相等C.Z的浓度保持不变【答案】3X+2Y3Z 0.125mol/ ( L n min) B【解析】【分析】【详解】(1)根据图知,随着反应的进行X、Y的物质的量减少,而Z的物质的量增大,所以X和Y 是反应物、Z是生成物,10min时反应达到平衡状态,则参加反应的△n (X) = (1.00-0.25)mol=0.75mol、△n(Y)=(1.00-0.50) mol=0.50mol、△n ( Z)=(0.75-0) mol=0.75mol,同一可逆反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,所以X、Y、Z的计量数之比=0.75mol: 050mol:0.75mol=3:2:3所以该反应方程式:3X+2Y3Z;(2) 0-2min内Z的平均反应速率v=ctVn=0.50mol2L2min=0.125mol/ ( L n min),故答案为:0.125mol/ ( L n min);(3) A.相同容器中,X、Y、Z的浓度之比等于其物质的量之比=0.25mol:0.50mol:0.75mol=1:2:3,故A正确;B.该反应中X、Y的计量数之比为3:2,当X的消耗速率与Y的生成速率之比为3:2时该反应达到平衡状态,所以当X的消耗速率和Y的生成速率相等时该反应没有达到平衡状态,故B错误;C.当Z的浓度保持不变时,正逆反应速率相等,可逆反应达到平衡状态,故C正确;故选B。
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)
备战高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(备战高考题型整理,突破提升)一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:分析表中数据回答下列问题:MnO2时间0.1g0.3g0.8gH2O210mL1.5%223s67s56s10mL3.0%308s109s98s10mL4.5%395s149s116s(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是__________________________________。
(4)为加快过氧化氢的分解速率,除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外,还可以采取的加快反应速率的措施有_____。
(回答任意两个合理的措施)【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%),但反应所需时间比其二倍小的多升高温度;粉碎二氧化锰,增大其表面积。
【解析】【分析】由题可知,该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响,通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律,因为该实验不是直接测出反应速率,而是测出反应停止的时间,要考虑反应物增多对反应时间的影响。
【详解】(1)由表格中的数据可知:相同浓度的H2O2,加入的MnO2越多,反应所用的时间越短,即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率;用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多,但用0.3 g催化剂节约药品。
备战高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案
备战高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):①哪一时间段反应速率最大_______min(填“0~1”、“1~2”、“2~3”、“3~4”、“4~5”),原因是________。
②求 3~4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变)。
(2)该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等 4 种溶液,可与实验中 CuSO4溶液起相似作用的是_______。
③要减慢上述实验中气体产生速率,可采取的合力措施有_______、_______(答两种)。
(3)某温度下在 4 L 密闭容器中,X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_______。
②该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)A.Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B.X、Y 的反应速率比为 3:1C.容器内气体压强保持不变 D.容器内气体的总质量保持不变E.生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z③2 min 内 Y 的转化率为_______。
【答案】2~3 因该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快.0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4与 Zn 反应生成的 Cu 附着在 Zn 表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率; Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积;升高温度等(答两种即可)3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) AC 10%【解析】【分析】(1)①相同时间内收集的气体体积越多,该反应速率越快;温度越高化学反应速率越快;②先计算生成氢气物质的量,再根据关系式计算消耗n(HCl),利用v=nV tVV计算盐酸反应速率;(2) Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn 原电池,原电池反应比化学反应速率快;②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag;③从影响反应速率的因素分析;(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,据此确定化学方程式;②可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;③Y的转化率=()()n Yn Y反应的反应初始×100%;【详解】(1)①相同通条件下,反应速率越大,相同时间内收集的气体越多;由表中数据可知,反应速率最大的时间段是2∼3min,原因是:该反应是放热反应,温度越高,反应速率越大;②3∼4分钟时间段,收集的氢气体积=(576−464)mL=112mL,n(H2)=0.11222.4/LL mol=0.005mol,根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol,则v(HCl)=0.01mol0.4L1min⨯=0.025 mol/(L⋅min);(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液,能置换出一定量Cu,在溶液中形成Cu/Zn原电池,而加快化学反应速率;②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag,即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用;③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑,可采取的合力措施有:增加锌的表面积;升高温度或适当增大硫酸的浓度等;(3)①根据图知,随着反应进行,X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加,则X和Y是反应物而Z是生成物,反应达到平衡时,△n(X)=(1.0−0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0−0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5−0.1)mol=0.4mol,同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比,X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,则该反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g);②A.Y的体积分数在混合气体中保持不变,说明各物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;B.X、Y的反应速率比为3:1时,如果反应速率都是指同一方向的反应速率,则该反应不一定达到平衡状态,故B错误;C.反应前后气体压强减小,当容器内气体压强保持不变时,各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;D.容器内气体的总质量一直保持不变,故D错误;E.生成1mol Y的同时消耗2molZ,所描述的为同向反应过程,不能判断反应达到平衡状态,故E错误;答案选AC;③Y的转化率=()()n Yn Y反应的反应初始×100% =10.91-×100%=10%。
高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练及详细答案
高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练及详细答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)写出该反应的化学方程式_________________________。
(2)计算反应开始到10s,用X表示的反应速率是___________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。
a.当X与Y的反应速率之比为1:1b.混合气体中X的浓度保持不变c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2(4)为使该反应的反应速率增大,可采取的措施是_______。
a.适当降低温度b.扩大容器的体积c.充入一定量Z【答案】X+Y垐?噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c【解析】【分析】由图表可知,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生产物,l0s后X、Y、Z的物质的量为定值,不为0,即10s达到平衡状态,反应是可逆反应,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=(1.20-0.41)mol:(1.00-0.21)mol:1.58mol=1:1:2,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),然后结合v=ctVV及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。
【详解】(1)由上述分析可知,该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g);(2)反应开始到10s,用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol210Ls=0.0395mol•(L•s)-1;(3)a.随着反应的进行,X与Y的反应速率之比始终为1:1,则不能判断是平衡状态,故a 错误;b.混合气体中X的浓度保持不变,符合平衡特征“定”,为平衡状态,故b正确;c.X、Y、Z的浓度之比为1:1:2,与起始量、转化率有关,不能判断是平衡状态,故c错误;故答案为b;(4)a.适当降低温度,反应速率减小,故a错误;b.扩大容器的体积,浓度减小,反应速率减小,故b错误;c.充入一定量Z,浓度增大,反应速率加快,故c选;故答案为c。
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高考化学压轴题之化学反应的速率与限度(高考题型整理,突破提升)含答案一、化学反应的速率与限度练习题(含详细答案解析)1.化学反应速率与限度与生产、生活密切相关(1)A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):时间(min)12345氢气体积(mL)(标准状况)100240688810860①反应速率最大的时间段是____________(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5)min,原因是____________。
②在2~3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。
(设溶液体积不变)(2)B学生也做同样的实验,但由于反应太快,测不准氢气体积,故想办法降低反应速率,请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。
(填写代号)A.冰块B.HNO3溶液C.CuSO4溶液(3)C同学为了探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如图所示的实验。
可通过观察___________________________现象,定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________________________,【答案】2~3 因该反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快 0.2mol·L-1·min-1 A 反应产生气泡的快慢控制阴离子相同,排除阴离子的干扰【解析】【分析】(1)单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快;锌与盐酸反应放热;②2~3min生成氢气的体积是448mL(标准状况),物质的量是0.448L0.02mol 22.4L/mol,消耗盐酸的物质的量0.4mol;(2)根据影响反应速率的因素分析;(3)双氧水分解有气泡产生;根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同;【详解】(1)根据表格数据,2 min~3min收集的氢气最多,反应速率最大的时间段是2~3min;锌与盐酸反应放热,随着反应,溶液温度升高,故反应速率加快;②2~3min生成氢气的体积是448mL(标准状况),物质的量是0.448L0.02mol 22.4L/mol=,消耗盐酸的物质的量0.04mol,0.04mol0.2L1minv÷==0.2mol·L-1·min-1;(2)A.加入冰块,温度降低,反应速率减慢,故选A;B.加入HNO3溶液,硝酸与锌反应不能生成氢气,故不选B;C.加入CuSO4溶液,锌置换出铜,构成原电池,反应速率加快,故不选C;(3)双氧水分解有气泡产生,可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较催化效果;根据控制变量法,探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解,控制阴离子相同,排除阴离子的干扰,所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。
【点睛】本题主要考查化学反应速率的影响因素,明确影响反应速率的因素是解题关键,注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用,理解原电池原理对化学反应速率的影响。
2.新型材料 AIN 应用前景广泛,对其制备过程的研究成为热点。
(1)将物质的量均为a mol 的 Al2O3与N2充入恒温恒容密闭容器中,控制温度发生反应:2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g) △H>0。
①下列可作为反应达到平衡的判据是_________(填序号)。
A.固体的质量不再改变B.2v正(N2)=3v逆(O 2)C.△H不变D.容器内气体的压强不变E.N2分子数与 O2分子数比为 2:3②在起始压强为p的反应体系中,平衡时 N2的转化率为α,则上述反应的平衡常数K p__________(对于气相反应,用某组分 B 的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作K p,如p(B) =p总·x(B) ,p总为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是____________。
(2)铝粉与 N2在一定温度下可直接生成 AlN,加入少量 NH4Cl 固体可促进反应。
将等质量的A1粉与不同量的 NH4Cl混合均匀后置于充 N2的密闭容器中,电火花引燃,产品中 AlN的质量分数[ω(AlN)] 随原料中ω(NH4Cl)的变化如图1所示,燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。
则:①固体混合物中,ω(NH4Cl)的最佳选择是__________。
②结合图2解释当ω(NH4Cl)超过一定值后,ω(AlN)明显减少的原因__________。
(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应,粒径为100 nm 的 AlN 粉末水解时溶液 pH的变化如图3 所示。
①AlN 粉末水解的化学方程式是______________。
②相同条件下,请在图3中画出粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线____________。
【答案】AD32(1.5α)(1-α)p消耗O2、提供能量,均能使平衡向右移动 3 % NH4Cl分解吸热造成温度降低,不利于Al 与N2反应 AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3•H2O【解析】【分析】(1) ①根据反应达到平衡后,正逆反应速率,各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析;②平衡时N 2的转化率为α,由于反应物中只有N 2是气体,所以起始压强p 即为起始时N 2的分压,列三段式求K p ;③碳在氧气中燃烧放出热量,焦炭既可以消耗氧气,使生成物浓度降低,又可以提供热量,这两方面的作用都可以使平衡右移;(2)①根据图像分析,当ω(NH 4Cl)=3%时,ω(AlN)最大;②从图2可以看出,反应过程中温度会降低。
ω(NH 4Cl)=3%时的温度比ω(NH 4Cl)=1%时的温度降低得更多。
这是因为NH 4Cl 分解吸热,当ω(NH 4Cl)超过一定值后,NH 4Cl 分解吸热造成温度降低不利于Al 与N 2反应,导致ω(AlN)明显减少; (3)①AIN 粉末会缓慢发生水解反应,生成Al(OH)3和NH 3;②相同条件下,由于粒径为40nm 的AlN 粉末和水的接触面积更大,所以其水解速率大于粒径为100nm 的AlN 粉末的水解速率,由于固体不影响平衡,所以最终溶液的pH 是相同。
【详解】(1)①A .消耗2mol Al 2O 3会生成4molAlN ,固体质量减少,当固体的质量不再改变时,反应达到了平衡状态;B .当3v 正(N 2)=2v 逆(O 2)时,正逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,但2v 正(N 2)=3v 逆(O 2)表示的正逆反应速率不相等,不是平衡状态;C .△H 取决于反应物和生成物的总能量的相对大小,和是否平衡无关;D .在恒温恒容条件下,容器内的压强和气体的物质的量成正比。
该反应是反应前后气体分子数不相等的反应,在平衡建立过程中,气体总物质的量一直在改变,只有达到平衡时,气体总物质的量才不再不变,即容器内压强才不变,所以当容器内气体的压强不变时,反应达到了平衡状态;E .N 2分子数与 O 2 分子数之比和起始投料以及转化率有关,当N 2分子数与O 2分子数比为 2:3时,反应不一定是平衡状态; 故选AD 。
②反应2Al 2O 3(s)+2N 2(g)4AlN(s) +3O 2(g),在起始时加入的是等物质的量的Al 2O 3与N 2,由于反应物中只有N 2是气体,所以起始压强p 即为起始时N 2的分压,列三段式求K p ,已知平衡时N 2的转化率为α,则()()()()23222Al O s +2N g 4AlN s +301.5-g 1.5O p p p p p p αααα垐垎噲垐高温起始变化平衡K p =32(1.5)()p p p αα-=32(1.5)(1-)ααp 。
③为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,焦炭和氧气反应,放出热量。
焦炭既可以消耗氧气,使生成物浓度降低,又可以提供热量,这两方面的作用都可以使平衡右移,从而促进反应的进行。
(2)①从图1可以看出,当ω(NH4Cl)=3%时,ω(AlN)最大,所以最佳选择是ω(NH4Cl)=3%。
②从图2可以看出,反应过程中温度会降低。
ω(NH4Cl)=3%时的温度比ω(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。
这是因为NH4Cl分解吸热,当ω(NH4Cl)超过一定值后,NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al 与N2反应,导致ω(AlN)明显减少(3)①AIN粉末会缓慢发生水解反应,生成Al(OH)3和NH3,AlN 粉末水解的化学方程式是AlN + 4H 2O Al(OH)3 + NH3•H2O。
②相同条件下,由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大,所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率,由于固体不影响平衡,所以最终溶液的pH是相同的。
粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线为。
3.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):实验序号A溶液B溶液①20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液②20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液(1)该反应的离子方程式___________________________。
(已知H2C2O4是二元弱酸)(2)该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。
相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________<_____________(填实验序号)。
(3)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下),则在2 min末, c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50mL)(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_____________来比较化学反应速率。
(一条即可)(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①__________________________;②__________________________。
【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 浓度①② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2+是反应的催化剂【解析】【详解】(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,把草酸氧化成CO2,根据化合价升降法进行配平,其离子反应方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)对比表格数据可知,草酸的浓度不一样,因此是探究浓度对化学反应速率的影响,浓度越大,反应速率越快,则①<②;(3)根据反应方程式并结合CO2的体积,求出消耗的n(KMnO4)= 2×10-5mol,剩余n(KMnO4)=(30×10-3×0.01-2×10-5)mol=2.8×10-4mol,c(KMnO4)=2.8×10-4mol÷50×10-3L=0.0056mol·L-1;(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;(5)t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①此反应是放热反应,温度升高,虽然反应物的浓度降低,但温度起决定作用;②可能产生的Mn2+是反应的催化剂,加快反应速率。