2020-2021全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考模拟和真题汇总及详细答案

实验编号 试管Ⅰ中试剂
试管Ⅱ中试剂
有机层的 厚度/cm
2mL 乙醇、1mL 乙酸、3mL 18mol·L−1 浓
A
3. 0
硫酸
B
2mL 乙醇、1mL 乙酸、3mL H2O
0. 1
饱和 Na2CO3 溶液
2mL 乙醇、1mL 乙酸、3mL 2mol·L−1
C
0. 6
H2SO4
D
2mL 乙醇、1mL 乙酸、盐酸
V(0.20 mol·L-1
V（0.010 mol·L-1
物理量
V（蒸馏水）/mL
T/℃ 乙
H2C2O4 溶液)/mL
KMnO4 溶液）/mL
①
2.0
0
4.0
50
②
2.0
0
4.0
25
③
1.0
0
4.0
25
(1)上述实验①、②是探究__________对化学反应速率的影响；若上述实验②、③是探究浓 度对化学反应速率的影响，则 a 为_____________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中 “乙”应填写___________ 。 [测定 H2C2O4·xH2O 中 x 值] 已知：M(H2C2O4)=90 g·mol-1 ①称取 1.260 g 纯草酸晶体，将其酸制成 100.00 mL 水溶液为待测液； ②取 25.00mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适的稀 H2SO4； ③用浓度为 0.05 000 mol·L-1 的 KMnO4 标准溶液进行滴定。 (2)请写出与滴定有关反应的离子方程式_________________________________________。 (3)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如下，最合理的是________ (选填 a、b)。
预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两 支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧 水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜 粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支 试管中的 CN-浓度
相同时间内，若甲试管中的 CN-浓度小于 乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破 氰反应起催化作用；若两试管中的 CN-浓 度相同，则 Cu2+对双氧水破氰反应不起 催化作用
实验 序号
实验目的
初始 pH 废水样品体 CuSO4 溶液 双氧水溶液 蒸馏水的体
积/mL
的体积/mL 的体积/mL 积/mL
为以下实验操作参
1 考
7
60
10
10
20
废水的初始 pH 对破
2
12
60
10
10
20
氰反应速率的影响
3
_百度文库_
7
60
___
___
10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以 CN-表示)随时间变化关系如图所示。
式；
(4)要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，分别取温度相同、体积、浓度相
同的含氰废水的试样两等份，滴加相同的过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，
另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN 一浓度来做对比实验。
【详解】
(1)影响该反应的因素有溶液的 pH 以及双氧水的浓度，实验 2 的目的为废水的初始 pH 对破
mol/(L•min)=0.0175mol•L-1•min-1，故答案为：0.0175；
(3)pH 越大，[Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，且铜离子可能生成氢氧化铜沉淀，所以破氰 反应速率减小；因为氰废水中的 CN-最终被双氧水氧化为 HCO3-，其中的碳由+2 价变成+4 价，1mol 转移 2mol 的电子，而过氧化氢 1mol 也转移 2mol 的电子，所以 CN-和 H2O2 的物 质的量之比为 1∶1，所以反应的离子方程式为：CN-+H2O2+H2O═ NH3↑+HCO3-，故答案 为：初始 pH 增大，催化剂 Cu2+会形成 Cu(OH)2 沉淀，影响了 Cu2+的催化作用(或初始 pH 增 大，[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化)；CN-+H2O2+H2O═ NH3↑+HCO3-； (4)要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，可以分别取温度相同、体积、浓
【详解】 （1）探究影响化学反应速率因素，要求其他条件不变，即①②探究温度对化学反应速率 的影响；混合溶液的总体积都是 6.0mL，因此 a=1.0；反应的快慢是通过酸性高锰酸钾溶液 的褪色快慢来确定的，因此乙中要测定的物理量是溶液褪色时间，单位为 s； （2）草酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，把 C 转化成 CO2，本身被还原成 Mn2＋， 根据化合价升降法，进行配平，因此离子反应方程式为：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑ ＋2Mn2＋＋8H2O； （3）酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物质，碱式滴定管只能盛放碱性溶液，即 b 正确； （4）滴定前刻度为 0.90ml，滴定后刻度是 20.90ml，消耗高锰酸钾的体积为(20.90－ 0.90)mL=20.00mL； (5)滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化； (6)100mL 溶液中草酸物质的量为 20×10－3×0.05×5×100/(2×25)mol=0.01mol，1.260÷(90＋ 18x)=0.01，解得 x=2；未用待盛液润洗滴定管，稀释标准液，消耗高锰酸钾体积增大，草 酸的质量增大，x 偏小。
3．乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。实验室制取乙酸乙酯的主要 步骤如下： ①在甲试管(如图)中加入 2mL 浓硫酸、3mL 乙醇和 2mL 乙酸的混合溶液。 ②按如图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液，小火均匀地加热 3—5min。 ③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管并用力振荡，然后静置待分层。 ④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。
2020-2021 全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考模拟和真题汇总 及详细答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．化学学习小组进行如下实验。
[探究反应速率的影响因素]设计了如下的方案并记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限 选试剂和仪器：0.20 mol·L-1H2C2O4 溶液、0.010 mol·L-1KMnO4 溶液(酸性)、蒸馏水、试管、 量筒、秒表、恒温水浴槽
氰反应速率的影响，则实验 3 的目的为双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，其它量应不
变，CuSO4 溶液的体积为 10mL，而且总体积不变，蒸馏水的体积为 10mL，所以双氧水的 体积为 20mL，故答案为：双氧水的浓度对破氰反应速率的影响；10；20；
(2)根据
υ=
c t
=
1.4 0.7 60 20
实验步骤(不要写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
【答案】双氧水的浓度对破氰反应速率的影响 10 20 0.0175 初始 pH 增大，催化剂 Cu2+会形成 Cu(OH)2 沉淀，影响了 Cu2+的催化作用(或初始 pH 增大，[Fe(CN)6]3-较中性和酸 性条件下更稳定，难以氧化) CN-+H2O2+H2O═ NH3↑+HCO3-
度相同的含氰废水的试样两等份，滴加等体积、等浓度的过氧化氢溶液，一份中加入少量
的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN-浓度，如果在相同时间
内，甲试管中的 CN-浓度小于乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破氰反应起催化作用，
反之则不起催化作用，故答案为：
实验方案(不要求写出具体操作过程)
实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两 支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧 水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜 粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支 试管中的 CN-浓度
相同时间内，若甲试管中的 CN-浓度小于 乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破 氰反应起催化作用；若两试管中的 CN-浓 度相同，则 Cu2+对双氧水破氰反应不起 催化作用
2．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关四环素 对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将 CN－氧化的反应) 相关资料 ①氰化物主要以 CN－和[Fe(CN)6]3-两种形式存在 ②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂，Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影 响较弱，可以忽略不计。 ③[Fe(CN)6]3-较 CN－难被双氧水氧化，且 pH 值越大，越稳定，越难被氧化。 实验过程 （1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)
（2）实验①中 20～60min 时间段反应速率：υ(CN-)=___mol•L-1•min-1。 （3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始 pH 增大，破氰反应速率减小，其原因可 能是__(填一点即可)，在偏碱性条件下，含氰废水中的 CN-最终被双氧水氧化为 HCO3-，同 时放出 NH3，试写出该反应的离子方程式___。 （4）该兴趣小组同学要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设 计实验并验证上述结论，完成表 2 中内容。(己知：废水中的 CN-浓度可用离子色谱仪测 定)___
0. 6
①实验 D 的目的是与实验 C 相对照，证明 H+对酯化反应具有催化作用。实验 D 中应加入盐 酸的体积和浓度分别是_________mL 和________mol·L−1。 ②分析实验_________(填实验编号)的数据，可以推测出浓 H2SO4 的吸水性提高了乙酸乙酯 的产率。 (8)若现有乙酸 90g，乙醇 138g 发生酯化反应得到 88g 乙酸乙酯，试计算该反应的产品产率 为。___________(产率%=(实际产量/理论产量)×100%)
【解析】 【分析】 (1)影响该反应的因素有溶液的 pH 以及双氧水的浓度，根据实验 2 实验目的确定实验 3 的 实验目的，根据实验 1 的数据确定 CuSO4 溶液的体积和双氧水的体积；
(2)根据 υ= c 计算求解； t
(3)根据 pH 越大，[Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，破氰反应速率减小，且 pH 较大时，溶 液的碱性较强，铜离子可能形成氢氧化铜沉淀；根据氧化还原反应的规律书写离子方程
(4)由图可知消耗 KMnO4 溶液体积为__________________________________________mL。 (5)滴定过程中眼睛应注视________________________。 (6)通过上述数据，求得 x= ____ 。以标准 KMnO4 溶液滴定样品溶液的浓度，未用标准 KMnO4 溶液润洗滴定管，引起实验结果________(偏大、偏小或没有影响) 。 【答案】温度 1.0 溶液褪色时间/s 5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O b 20.00 锥形瓶中颜色变色 2 偏小 【解析】 【分析】
(1)若实验中用乙酸和含 18O 的乙醇作用，该反应的化学方程式是： ________________________；与教材采用的实验装置不同，此装置中采用了球形干燥管， 其作用是________________________。 (2)甲试管中，混合溶液的加入顺序：________________________； (3)步骤②中需要用小火均匀加热，其主要原因是 ____________________________________； (4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是____________(填字母代号)。 A．反应掉乙酸和乙醇 B．反应掉乙酸并吸收乙醇 C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出 D．加速酯的生成，提高其产率 (5)欲将乙试管中的物质分离开以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器是____________；分离 时，乙酸乙酯应该从仪器____________(填：“下口放”或“上口倒”)出。 (6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应一段时间后，下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化 反应已达到化学平衡状态的有____________(填序号)。 ①混合物中各物质的浓度不再变化； ②单位时间里，生成 1mol 乙醇，同时生成 1mol 乙酸； ③单位时间里，生成 1mol 乙酸乙酯，同时生成 1mol 乙酸。 (7)为了证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图所示装置进 行了以下 4 个实验。实验开始先用酒精灯微热 3min，再加热使之微微沸腾 3min。实验结 束后充分振荡小试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：