- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
(15分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)在电化学中,常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中,碳棒作 极。
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ•mol-1,则要制备标准状况下22.4升水煤气,转移的电子的物质的量为 ,需要吸收的热量为 kJ。
(3)工业上把水煤气中的混合气体经过处理后,获得的较纯H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ•mol-1。下图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N2随时间变化示意图。
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为: 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(4)Na2CO3可在降低温室气体排放中用作CO2的捕捉剂。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收标准状况下2.24LCO2后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
正确答案
(1)正; (2)1mol ;65.65KJ ;
(3)①使用催化剂 ②;(4)C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+) 。
试题分析:(1)在电化学中,常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中,碳棒作正极,Zn皮作负极。(2)根据反应方程式可知:每产生2mol的水煤气,转移电子2mol。现在要制备标准状况下22.4升水煤气,即制取1mol气体,所以转移的电子的物质的量为1mol;需要吸收的热量为131.3KJ÷2=65.65KJ;(3)①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ达到平衡所需要的时间缩短,但是平衡时物质的浓度没变,因此改变的条件为:使用催化剂。②若其它条件相同,实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,由于升高温度,化学反应速率加快,所以达到平衡所需要的时间缩短。但是由于该反应的正反应是放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,N2的平衡浓度增大,NH3的平衡浓度减小。故实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图为:
。
(4)n(Na2CO3)= 1L×0.2mol/L=0.2mol;n(CO2)= 2.24L÷22.4L/mol=0.1mol.在溶液中发生反应:Na2CO3+H2O+ CO2= 2NaHCO3。由于二者反应时的物质的量的比为1:1,所以反应后的溶液含0.1mol的Na2CO3、0.2mol的NaHCO3。Na2CO3、NaHCO3都是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,C(OH-)>C(H+)。但是盐的水解程度是微弱的,所以C(CO32-)>C(OH-)。故在溶液中离子浓度关系为C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+) 。
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
分析上述数据,请回答下列问题。
(1)实验1和3表明, 对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有 (填实验序号)。
(2)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 。该实验说明 ,则反应速率越快;
(3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:
。
正确答案
(7分)(1)硫酸的浓度,实验2、4
(2)固体反应物的表面积;实验2、3 ;表面积越大
(3)可能是硫酸过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近(2分)
试题分析:影响化学反应速率的因素很多:
固体颗粒的大小,在其他条件相同时,固体颗粒越小,反应物的表面积越大,化学反应速率越快;固体颗粒越小,固体反应物的表面积越小,化学反应速率越慢;反应物的浓度,在其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,反应速率降低;反应物的温度,在其他条件相同时,升高反应物的温度,化学反应速率加快;降低反应物的温度,反应速率降低。
(1)观察实验1和3,金属的质量和金属的状态,溶液的温度均是相同的,但稀硫酸的浓度不同,可知稀硫酸的浓度对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有实验2和4。
(2)根据表中数据可知,在实验2和3中,金属的质量、溶液的温度和稀硫酸的浓度均是相同的,不同的是金属的表面积,所以本实验中影响反应速率的其他因素还有固体反应物的表面积。表面积越大,反应速率越快。
(3)反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,这说明反应中放出的热量是相同的。这表面硫酸可能过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型,有利于培养学生规范严谨的实验设计能力,有助于提升学生的学科素养,提高学生的应试能力。该类试题主要是以实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
将等物质的量的A,B混合于2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) ΔH<0经5min后达到平衡,平衡时测得D的浓度为0.5mol/L,C(A):C(B)=1:2,C的平均反应速率为0.05mol/(L·min)
(l)x的值为_______________;
(2)A的平衡浓度____________;
(3)若恒温恒容,则容器中平衡时的压强与起始时的压强比___________;
(4)下图是某一时间段中该反应速率与反应进程的曲线关系图,回答下列问题:
①处于平衡状态的时间段是____________。
②、
、
时刻体系中分别是什么条件发生了变化?
___________、
_____________ 、
_____________(填A-E)
A.升温 B.降温 C.加催化剂 D.加压 E.减压
③下列各时间段时,A的体积分数最高的是____
A. B.
C.
D.
正确答案
(1)1 (2)0.5mol/L (3)9:10 (4)①t0—t1 t2—t3 t3—t4 t5 --t6②A、C 、E ③D
试题分析:(1)V(C)=ΔC/Δt所以ΔC=" V(C)×Δt=0.05mol/(L·min)" ×5min="0.25" mol/L。在反应中C(C):C(D)=X:2 0.25: 0.5= X:2,所以X=1.(2)ΔC(A):ΔC(D)=3:2 ΔC(A): 0.5=3:2. ΔC(A)=0.75。假设开始时加入的A、B的物质的量为2m,则起始时A、B的物质的量浓度为m mol/L.根据反应变化的A 浓度为0.75 mol/L和反应方程式中A、B的系数关系可知反应变化的B浓度为0.25 mol/L。所以平衡浓度C(A)="(m-0.75)" mol/L ,C(B)=" (m-0.25)" mol/L. 因为C(A): C(B)=1:2所以(m-0.75) :(m-0.25) =1:2,解得m="1.25." 所以A的平衡浓度为:C(A)="(m-0.75)" mol/L="(1." 25-0.75) mol/L="0." 5mol/L。(3)开始时A、B气体的物质的量为2.5 mol,气体的总物质的量为5 mol。平衡时各种气体的物质的量为n(A)=" 0." 5mol/L×2L="1mol;" n (B)=" (m-0.25)" mol/L×2L=" (1.25-0.25)" mol/L×2L ="2mol;n(C)=" 0.25 mol/L×2L ="0." 5mol/L ;n(D)=" 0.5mol/L×2L" =1mol.平衡时气体的总物质的量为(1+2+0. 5+1)mol=4.5mol所以n(平衡):n(开始)= 4.5:5=9:10.根据阿伏伽德罗定律的推论在相同温相同体积的密闭容器中,气体的压强比等于它们的物质的量之比。所以P(平衡):P(开始)= n(平衡):n(开始)= 9:10.(4)①可逆反应在平衡时正反应、逆反应的速率相等。有图可知平衡时间段为:t0—t1 t2—t3 t3—t4 t5 --t6 ②在t1时,正反应、逆反应的速率都增大,且V(逆)大于V(正),说明反应速率加快,平衡逆向移动,可能是升高温度。选A。在t3时正反应、逆反应的速率都增大且V(逆)等于V(正),说明反应速率加快,平衡不移动,可能是加入催化剂。选项为:C 。t4时正反应、逆反应的速率都减小,且V(逆)大于V(正)说明反应速率减慢,平衡逆向移动,可能的变化是减小压强。选项为E。③若使A的体积分数最高,则平衡逆向移动最大才符合要求。t0—t1平衡状态; t2—t3平衡逆向移动达到新的平衡,A含量比前一段高; t3—t4平衡没移动,与t2—t3段相同; t5 --t6平衡逆向移动,达到新的平衡。故A含量最高的为t5 --t6选项为:D。
已知:2NO2(g)N2O4(g);△H<0。在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图⑴所示。请回答:
(1)a点时,v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”),X线、Y线中代表N2O4的是 ;
(2)反应在第10 min达到平衡,则前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)= mol·L-1·min-1。该温度下,反应的平衡常数K= (可用分数表示);
(3)在第25分钟,进行的操作是 ;
(4)a、b、c、d四点对应的时刻,NO2物质的量浓度由小到大的顺序是 ,再次平衡时的d点NO2的体积分数比b点时 (填“大”、“小”或“相等”);
(5)假如在第35分钟从容器中移去0.4mol N2O4,并加入适当催化剂使反应在第40分钟达到平衡,请在图⑴中画出从第35分钟以后两种物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系,并标注所画线条对应的物质。
正确答案
(1)< (1分) Y线;(1分)(2)0.04(2分) 10/9(或1.1)(2分);(3)充入0.8mol NO2;(2分)(4)a<b<d<c (2分) 小(2分)
(5)(2分)
试题分析:(1)由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线;(2)平衡常数指达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,根据图读出平衡时各组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算;(3)25min时,c(NO2)瞬间增大,比平衡状态增加了(1-0.6)×2=0.8mol 增大c(NO2),平衡向生成N2O4方向移动(4)从a到b,c(NO2)增大,c点和d点分别是增大c(NO2)后未达到平衡的点和平衡时的点,所以c点c(NO2)大于d点,二氧化氮浓度越大颜色越深,故颜色由深到浅的顺序是cdba;由图可知,10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,d点NO2的体积分数比b点时小,(5)如图。
看懂图象:①看面(即弄清纵坐标与横坐标的意义);②看线(即弄清线的走向和变化趋势);③看点(即弄清起点、拐点、交点、终点的意义);④看是否要作辅助线(如等温线、等压线);⑤看定量图
象中有关量的多少.(2)联想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律.
(12分)如图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中.试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是
(2)产生上述现象的原因是
(3)写出有关反应的离子方程式:
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量.
正确答案
(1)①镁片上有大量气泡产生;②镁片逐渐溶解;③烧杯中析出晶体
(2)镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体。(3)Mg+2H+===Mg2++H2↑ (4)小于
由于镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,所以析出Ca(OH)2晶体。反应放热,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,反应的方程式为Mg+2H+===Mg2++H2↑。
如图表示在密闭容器中气体反应:2SO2+O2⇌2SO3△H<O达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,ab过程中改变的条件可能是______;bc过程中改变的条件可能是______;若增大压强时,反应速度变化情况画在c-d处.
正确答案
a时逆反应速率大于正反应速率,且正逆反应速率都增大,说明平衡应向逆反应方向移动,该反应的正反应放热,应为升高温度的结果,b时正反应速率不变,逆反应速率减小,在此基础上逐渐减小,应为减小生成物的原因,若增大压强时,平衡向正反应方向移动,则正逆反应速率都增大,且正反应速率大于逆反应速率,图象应为,
故答案为:升高温度;减小SO3浓度;
.
废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是___________(填字母)。
A.热裂解形成燃油 B.露天焚烧 C.作为有机复合建筑材料的原料 D.直接填埋
(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)====Cu2+(aq) +H2(g) △H=+64.39kJ/mol
2H2O2(l)====2H2O(l)+O2(g) △H=-196.46kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) △H=-285.84kJ/mol
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化方程式为________________________。
(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10﹪H2O2和3.0mol·L-1 H2SO4的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是___________________。
(4)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是_____________________。
正确答案
(1)BD
(2)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)==Cu2+(aq)+2H2O(l)△H=-319.68J·mol-1
(3)H2O2分解速率加快
(4)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+
“碘钟”实验中,3I-+S2O=I
+2SO
的反应速率可以用I
与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大.某探究性学习小组在20℃时进行实验,得到的数据如下表:
回答下列问题:
(1)该实验的目的是为了探究______因素对化学反应速率的影响.
(2)显色时间t2=______.
(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.<22.0s B.22.0~44.0s C.>44.0s 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)图表中的物理量是反应物浓度与时间,分析可知,反应物的浓度与时间成反比,浓度的变化量与时间的比值为速率,所以得出反应物浓度与反应速率的关系,
故答案为:应物I-与S2O82-的浓度;
(2)通过分析各组数据知,反应物起始浓度乘积与时间成反比,由①、⑤列比例式,
(0.040 mol•L-1×0.040mol•L-1):(0.160 mol•L-1×0.040mol•L-1)=t1:88.0s,解得t1=22 s
故答案为:22;
(3)温度升高,化学反应速率加快,所用时间越短,故选A;
(4)通过分析知,反应物的浓度乘积与时间成反比,浓度的变化量与时间的比值为速率,
故答案为: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).
(1)某化学课外研究小组,设计实验探究KI溶液和FeCl3溶液反应存在一定的限度.请完成相关的实验步骤和现象.
可选试剂:①0.1mol•L-1KI溶液;②0.1mol•L-1 FeCl3溶液;③FeCl2溶液;④盐酸;⑤KSCN溶液;⑥CCl4.
实验步骤:
①取5mL 0.1mol•L-1 KI溶液,再滴加5~6滴0.1mol•L-1FeCl3溶液
②充分反应后,将溶液分成三份
③取其中一份,滴加试剂CCl4,用力振荡一段时间,CCl4层出现紫红色,说明反应生成碘.
④另取一份,滴加试剂______,现象______,说明______.
(2)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图甲、乙所示的实验.请回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察______,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:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略.实验中需要测量的数据是______.
正确答案
(1)④向含Fe3+的溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色,这是Fe3+的特殊反应,所以可滴加KSCN溶液,溶液显血红色,就说明Fe3+没有反应完(或KI和FeCl3的反应有一定的限度).
故答案为:KSCN溶液; 溶液显血红色; Fe3+没有反应完(或KI和FeCl3的反应有一定的限度).
(2)①2H2O2 =2H2O+O2 ↑,根据反应物和生成物的状态,可观察到的现象是气泡产生的快慢;为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,如果分别加入CuSO4和FeCl3,它们的阴阳离子都不同,所以无法判断是阴离子还是阳离子的影响,而Fe2(SO4)3 和CuSO4的阴离子相同,排除了阴离子的影响,所以能比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果.
故答案为:溶液中气泡产生的速率;排除氯离子的干扰(其它合理答案也给分);
②根据反应速率越大,单位时间内收集的气体越多,所以可测的物理量有气体的体积和时间.
故答案为:收集40mL气体所需的时间.
用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答
(1)实验过程如下图所示,分析判断:________段化学反应速率最快,_______段收集的二氧化碳气体最多。
(2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是____________
A.蒸馏水 B.氯化钠固体 C.氯化钠溶液 D.浓盐酸
(3)除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率?(至少回答两种)
________________________________。
正确答案
(1)EF;EF
(2)AC
(3)改用较大块的碳酸钙固体,用与盐酸不反应的东西将碳酸钙部分包住(或加入醋酸钠溶液等,答案合理即可)
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