- 化学反应的速率和限度
- 共8779题
“碘钟”实验中，3I－＋
回答下列问题：
(1)该实验的目的是___________________________________________________。
(2)显色时间t1＝______________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为______(填字母)。
(A)＜22.0 s (B)22.0 s～44.0 s (C)＞44.0 s (D)数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是_________________________________________。
正确答案
(1)研究反应物I－与
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。
【错解分析】错误示例；（1）. 浓度对反应速率的影响（4）.浓度越大反应速率越快。
【正解】考查学生对影响化学反应速率的外界因素(如浓度、温度)及其规律的认识和理解；考查学生对图表的观察、分析以及处理实验数据归纳出合理结论的能力。
（6分）把0.04 mol X气体和0.06 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)===nZ(g)＋6W(g)；2 min末生成0.03 mol W。若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.005 mol·(L·min)－1。试计算：
（1）前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为 ；
（2）化学方程式中n的值是 。
正确答案
0.005 mol/(L·min)； 4
试题分析：（1）因为在2 min末生成0.03 mol W，则根据方程式中X与M的物质的量的比为4:6，所以消耗的X的物质的量为0.02mol。因此前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为（0.02mol÷2 L）÷2min=0.005 mol/(L·min)。（2）V（Z）=0.005 mol·(L·min)－1，所以在前2分钟内Z的物质的量变化：0.005 mol·(L·min)－1×2min×2L=0.02mol.因为在化学方程式中，物质的方程式前边的系数比等于其物质的量的比，所以n:6="0.02mol:" 0.03 mol。解得n=4。
将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）＋B（g）
正确答案
①0.3mol·L-1·S-1 ②0.7mol·L-1
试题分析： 2A（g）＋B（g）
起始浓度（mol/L） 2 1 0
转化浓度（mol/L） 0.6 0.3 0.6
2s时浓度（mol/L） 1.4 0.7 0.6
所以用物质 A 表示的反应的平均速率＝0.6mol/L÷2s＝0.3mol·L-1·S-1
2 s 时物质 B 的浓度为0.7mol/L
点评：该题时基础性计算题的考查，难度不大。该类试题需要注意的是在进行可逆反应的有关计算时，一般采用“三段式”进行，即分别列出起始量、转化量和平衡量或某深刻的量，然后依据已知条件列式计算即可。
（每空2分，共22分）
I.实验测得0.01mol/L的KMnO4的硫酸溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液等体积混合后，反应速率υ[mol/(L · s)]与反应时间t（s）的关系如图所示。回答如下问题：
（1）该反应的化学方程式：
（2）0→t2时间段内反应速率增大的原因是： ，
（3）t2→t时间段内反应速率减小的原因是： ，
（4）图中阴影部分“面积”表示t1→t3时间里 。
Ａ．Mn2+物质的量浓度的增大 B．Mn2+物质的量的增加
C．SO42-物质的量浓度 D．MnO4-物质的量浓度的减小
II.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如下图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
（1）定性分析：如上图甲可观察 ，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 。
（2）定量分析：如上图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ，实验中需要测量的数据是
（3）加入0.01mol MnO2粉末于60mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体体积和时间的关系如图所示。设放出气体的总体积为V mL。
①放出V/3 mL气体时所需时间为 min。
②该H2O2溶液的浓度为
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 > > >
正确答案
. I.（1）2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O
（2）反应放热，溶液温度升高，化学反应速率加快
（3）反应物浓度下降，导致反应速率降低
（4）AD
II. 1）产生气泡的快慢 消除阴离子不同对实验的干扰
（2）分液漏斗 产生40mL气体所需的时间
（3）1 ； 0.09mol/L ； D>C>B>A
略
（7分）向体积为2L的容器中加入1mol N2和6mol H2进行可逆反应：N2+3H2 
（1）2min内，N2的物质的量减少了0.4mol，H2的物质的量减少了________mol，NH3的物质量增加了________mol。
（2）若用N2的浓度变化来表示该反应的反应速率为 mol/(L·min)。
（3）若用H2的浓度变化来表示该反应的反应速率为 mol/(L·min)。
（4）若用NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率为 mol/(L·min)。
（5）通过上述计算，你有什么发现？____________________________。
正确答案
（7分）除第（5）题2分，其它每空1分。
（1）1.2 0.8 （2）0.1 （3）0.3 （4）0.2
（5）同一反应速率用不同物质表示，意义相同，数值不等，符合方程式化学计量数之比。
略
CO2是生活中常见的化合物之一，随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视。
Ⅰ．在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC)：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%，这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
（1）根据反应温度对TON的影响图（相同时间内测定），判断该反应的焓变△H________0（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____________________________________。
（2）根据反应时间对TON的影响图（上图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________。
（3）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（见上右图），判断下列说法正确的是 。
A．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
C. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
D. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降
Ⅱ.如果人体内的CO2不能顺利排除体外会造成酸中毒，缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响，人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时，H2CO3的一级电离常数Ka1=10-6.1，c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1，lg2=0.3。
(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。
(5)正常人体血液中H2CO3、HCO3-、OH-、H+四种微粒浓度由大到小关系为： 。
(6)当少量的酸、碱进入血液中时，血液pH变化不大，其原因是 。
正确答案
（1）＜； 经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热 （2）1×10-3 mol·L-1·h-1
（3）AB (4) 7.4 (5)c(HCO3-)＞c(H2CO3)＞c(OH-)＞c(H+)
(6)当少量酸进入血液中时，HCO3-就与H+发生反应来维持血液的pH稳定，当少量碱进入血液中时，H2CO3就与OH_发生反应来维持血液的pH稳定
试题分析：（1）根据图像可知，经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热。
（2）根据图像可知，4～7 h内DMC变化量为30－20＝10，则根据TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量可知，转化的甲醇物质的量是0.6×10—5 mol×10＝6×10—5 mol，其浓度是6×10—5 mol÷0.01L＝6×10—3 mol/L，生成DMC的浓度是3×10—3 mol/L，所以4～7 h内DMC的平均反应速率＝3×10—3 mol/L÷3h＝1×10-3 mol·L-1·h-1。
（3）A、由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义，A正确；B、在反应体系中添加合适的脱水剂，可以降低生成物水蒸气的浓度，促使平衡向正反应方向进行，甲醇的转化率增大，因此将提高该反应的TON，B正确；C、根据TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量可知，TON与甲醇转化的量以及催化剂的量均有关系，所以当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率不一定烃提高，C不正确；D、催化剂不能改变平衡状态，因此DMC的产率与催化剂无关系，D不正确，答案选AB。
（4）Ka＝
（5）根据（4）中分析可知正常人体血液显碱性，c(OH-)＞c(H+)。已知Ka＝
（6）血液中存在H2CO3
某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示。
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。
（2）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为 。
（3）达到平衡是X的浓度是 ；
（4）当反应进行到第 min，该反应达到平衡。反应达到平衡后，下列措施能加快化学反应速率的有 。
A．增大反应物的浓度 B．升高温度 C．使用正催化剂
正确答案
（1）3X+Y
（2）0．05mol/(l．min） （3）0．35mol/l． （4）2 ABC
试题分析：（1）由于X、Y在反应中不断被消耗，Z不断增加。影响X、Y是反应物，Z是生成物。在相同的时间内，在反应中X、Y、Z变化的物质的量的比为0．1：03：0．2。物质在反应中改变的物质的量的比就是方程式该物质前边的计量数的比。由于2min后各种物质的物质的量都不发生变化，所以该反应为可逆反应。因此反应的方程式为：3X+Y
（10分）为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过下图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积，并绘制出如图所示的曲线，在该实验过程中发现锥形瓶温度升高。请分析讨论以下问题。
（1）在O ~ t1、t1 ~ t2、t2 ~ t3各相同的时间段里，反应速率最大的时间段是 ，可能的原因是 ；收集到的气体最多的是 时间段。
（2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有 ；
（3）在t4后，收集到的气体的体积不再增加，可能的原因是 。
正确答案
（1）t1 ~ t2 该反应为放热反应，反应一段时间后，溶液的温度升高，使得反应速率加快t1 ~ t2 （2）AC （3）反应物中有一种已经消耗完（凡是符合题意的都给分）
考查外界条件对反应速率的影响。
（1）反应速率越大，在图像中曲线的斜率就越大，所以反应最快的是t1 ~ t2。随反应的进行，反应物的浓度是减小的，但速率是增大的，这说明反应一定是放热反应，温度升高导致反应速率增大。根据纵坐标可知生成气体最多的是t1 ~ t2。
（2）要降低反应速率，就要减小反应物盐酸的浓度。A和C均是稀释盐酸，使其浓度降低。B不影响，D是增大浓度，反应速率加快。
（3）当反应进行到一定程度时，反应物被完全消耗，所以生成物的CO2的体积就不再变化。
盐酸与锌片反应时，若加入可溶性的固态醋酸铜[(CH3OOO)2Cu]，将产生两种影响氢气生成速率的因素。其一是_______________________________，______________。其二是_________________________________________，______________________________________。
正确答案
略
(6分) 在一定温度下,将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应，10分钟时达到平衡： 2SO2 + O2
（1）10分钟时O2的反应速率为 mol/(L·min)（2）平衡时SO2的转化率
(3) 平衡常数K为多少
正确答案
(1)0．025；（2）50%；（3）K=4mol/L
试题分析：（1）在反应开始时c(SO2)="1mol/L," c(O2)=0．5mol/L假设反应过程中O2的物质的量变化为xmol,则SO2、SO3的物质的量变化为2xmol根据题意可得(4-2x)+(2-x)+2x=5,解得x=1mol．所以10分钟时O2的反应速率为(1mol÷4L)÷10min=0．025 mol/(L·min); （2）平衡时SO2的转化率(2×1mol)÷4mol×100%=50%；在平衡时各种物质的浓度分别是：c(SO2)= 0．5mol/L, c(O2)= 0．25mol/L, c(SO3)= 0．5mol/L, 所以平衡常数
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