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- 2021-05-20 发布
跟踪检测(三十四) 点点突破——反应速率及影响因素
1.在实验或生活中为了控制反应速率,下列做法不正确的是( )
A.用氯酸钾制取氧气时可加入少量的高锰酸钾以加快反应速率
B.为加快制取氢气的速率用粗锌粒代替纯锌粒
C.为降低硫酸与Cu反应制备SO2的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸
D.为了延长食品的保质期在食品包装袋中加入硅胶、硫酸亚铁
解析:选C 高锰酸钾分解生成的二氧化锰可起到催化剂的作用;粗锌产生原电池加速反应;稀硫酸不与Cu反应;硅胶具有干燥的功能,硫酸亚铁具有还原性。
2.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A.通入大量O2 B.增大容器容积
C.移去部分SO3 D.降低体系温度
解析:选A 通入大量O2反应物浓度增大,反应速率增大,故A正确;增大容器容积,反应物浓度减小,反应速率减小,故B错误;移去部分SO3正逆反应速率都减小,故C错误;降低体系温度,反应速率减小,故D错误。
3.(2016·北京高考)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.抗氧化剂 B.调味剂
C.着色剂 D.增稠剂
解析:选A 食品中添加抗氧化剂,目的是减慢食品的变质速率,与反应速率有关;调味剂的主要作用是补充、增强或增加食品的味道,与反应速率无关;着色剂又称食品色素,是以食品着色为主要目的,丰富和改善食品色泽的物质,与反应速率无关;增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变特性,改变食品的质构和外观,将液体、浆状食品形成特定形态,并使其稳定、均匀,提高食品质量,以使食品具有黏滑适口的感觉,与反应速率无关。
4.对于化学反应3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
解析:选C 对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3。v(W)=v(Z),A错误;3v(X)=2v(Z),B错误;2v(X)=v(Y),C正确;2v(W)=3v(X),D错误。
5.(2016·浙江4月选考)X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中,反应10 min,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是( )
A.10 min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
B.第10 min时,X的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
C.10 min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z
D.10 min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
解析:选C 反应10 min,测得Y的物质的量为2.4 mol,则消耗0.6 mol Y,可知消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z,C项正确。
6.化合物A在一定条件下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如图所示。则化合物A在4~8 min间的平均反应速率为( )
A.0.20 mol·L-1·min-1
B.0.25 mol·L-1·min-1
C.0.30 mol·L-1·min-1
D.0.50 mol·L-1·min-1
解析:选B 由图可知,4~8 min期间,化合物A浓度变化为(2-1)mol·L-1=1 mol·L-1,所以4~8 min期间,反应速率为=0.25 mol·L-1·min-1。
7.将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中发生如下反应:4A(g)+B(g)2C(g),反应进行到4 s末,测得A、B、C的物质的量分别为0.5 mol、0.4 mol、0.2 mol。则用反应物B表示该反应的速率为( )
A.0.025 mol·L-1·s-1 B.0.012 5 mol·L-1·s-1
C.0.05 mol·L-1·s-1 D.0.1 mol·L-1·s-1
解析:选B 容积为2 L,发生反应4A(g)+B(g)2C (g),根据生成C的物质的量为0.2 mol,可以求出消耗B的物质的量为0.1 mol,Δc(B)=0.05 mol·L-1,v(B)==0.012 5 mol·L-1·s-1。
8.足量的锌块与一定量的稀硫酸反应,为了减慢反应速率,但不减少氢气的产量,可采取的措施是( )
A.加入CaCO3固体 B.加入NaOH固体
C.加水 D.改为锌粉
解析:选C 足量的锌粉与一定量的硫酸反应,为了减慢反应速率,但不减少氢气的产量,只要保证硫酸的总量不变,浓度变稀就可以达到目的。A项,CaCO3固体与硫酸反应,减少氢气的产量,错误; B项,加入NaOH固体与硫酸中和,减少氢气的产量,错误;C项,加水稀释,硫酸浓度变稀,但是总量不变,正确;D项,锌块改为锌粉加快反应速率,错误。
9.在恒温恒容的容器中进行反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若氮气浓度由 0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1需要的反应时间为( )
A.等于1.8 s B.等于1.2 s
C.大于1.8 s D.小于1.8 s
解析:选C 浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1的平均反应速率v=0.02 mol·L-1·s-1,若以此速率进行反应,浓度由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1所需时间为 s=1.8 s,但随反应进行,反应物浓度变小,反应速率减小,所需时间大于1.8 s。
10.a、b、c三个容器,分别发生合成氨反应,经过相同的一段时间后,测得数据如下表所示:
容器
a
b
c
反应速率/ (mol·L-1·min-1)
v(H2)=3
v(N2)=3
v(NH3)=4
则三个容器中合成氨的反应速率的比较中正确的是( )
A.v(a)>v(b)>v(c) B.v(b)>v(c)>v(a)
C.v(c)>v(a)>v(b) D.v(b)>v(a)>v(c)
解析:选B 合成氨的反应方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。可换成同一物质来表示,才能比较反应速率大小,都换成N2的反应速率比较,容器a中v(N2)=1 mol·L-1·min-1,容器b中,v(N2)=3 mol·L-1·min-1,容器c中v(N2)=2 mol·L-1·min-1,可知B正确。
11.10 mL浓度为1 mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A.K2O B.CH3COONa
C.CuSO4 D.Na2CO3
解析:选B Zn与稀盐酸发生反应:Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑,若加入物质使反应速率降低,则c(H+)减小,但是不影响产生氢气的物质的量,说明最终电离产生的n(H+)不变。A.K2O与水反应生成KOH,与盐酸反应消耗H+,速率降低,产生氢气的物质的量减小,不符合题意;B.CH3COONa溶液与HCl发生反应:CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl,使溶液中c(H+)减小,反应速率降低,当反应进行到一定程度,会发生反应:2CH3COOH+Zn===(CH3COO)2Zn+H2↑,因此最终不会影响产生氢气的物质的量,符合题意;C.加入CuSO4溶液会与Zn发生置换反应:CuSO4+Zn===Cu+ZnSO4,产生的Cu与Zn和盐酸构成原电池,会加快反应速率,不符合题意;D.若加入Na2CO3溶液,会与盐酸发生反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,使溶液中的c(H+)减小,但由于逸出了CO2气体,因此使n(H+)也减小,产生氢气的物质的量减小,不符合题意。
12.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
H2O2+I-―→H2O+IO- 慢
H2O2+IO-―→H2O+O2+I- 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.反应速率与I-浓度有关
B.IO-也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98 kJ·mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
解析:选A H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I-浓度越大,反应速率越快,A项正确;根据总反应可确定该反应的催化剂为I-,而IO-为中间产物,B项错误;根据所给信息无法确定反应活化能,C项错误;反应速率关系为v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D项错误。
13.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0在一密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能够成立的是( )
A.其他条件不变,仅将容器的体积缩小一半,v正减小而v逆增大
B.其他条件不变,升高温度,v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大
C.保持容器体积不变,充入少量He使体系压强增大,v正、v逆均增大
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量,v正增大而v逆减小
解析:选B 其他条件不变,仅将容器的体积缩小一半,反应混合气体的浓度增大,则v正、v逆均增大,A不成立。其他条件不变,升高温度,v正、v逆均增大;该反应的ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,则H2O(g)转化率增大,B成立。保持容器体积不变,充入少量He使体系压强增大,反应混合气体的浓度不变,则v正、v逆均不变,C不成立。其他条件不变,适当增加C(s)的质量,v正、v逆均不变,D不成立。
14.在50 mL过氧化氢溶液中加入1 g MnO2粉末,标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.标准状况下,实验放出一半气体所需的时间为1 min
B.A、B、C、D各点中反应速率A点最慢,D点最快
C.0~2 min内产生O2的平均反应速率为22.5 mL·min-1
D.本实验中影响反应速率的因素只有催化剂和H2O2的浓度
解析:选D 由题图可知,放出一半气体,即V(O2)=30 mL时,t=1 min,A项正确;随着反应的进行,c(H2O2)逐渐降低,所以反应逐渐变慢,即反应速率:D>C>B>A,B项正确;0~2 min内产生O2的体积是45 mL,平均反应速率为45 mL÷2 min=22.5 mL·min-1,C项正确;影响反应速率的因素还有温度,D项错误。
15.一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6 min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
B.6~10 min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
解析:选C 根据题目信息可知,0~6 min,生成22.4 mL(标准状况)氧气,消耗0.002 mol H2O2,则v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1,A项正确;随反应物浓度的减小,反应速率逐渐降低,B项正确;反应至6 min时,剩余0.002 mol H2O2,此时c(H2O2)=0.20 mol·L-1,C项错误;反应至6 min时,消耗0.002 mol H2O2,转化率为50%,D项正确。
16.(2017·浙江4月选考)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ中大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ中快
解析:选D 由表中数据分析可知,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ中慢,D错误。
17.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为________,Y的转化率为__________。
(2)该反应的化学方程式为______________________________。
(3)10 s后的某一时刻(t1
)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是__________。
A.t1时刻,增大了X的浓度
B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积
D.t1时刻,使用了催化剂
解析:(1)由图可知,Z的生成量Δn(Z)=1.58 mol,Δc(Z)==0.79 mol·L-1,v(Z)==0.079 mol·L-1·s-1;起始Y的物质的量n(Y)=1.00 mol,反应消耗Δn(Y)=(1.00-0.21)mol=0.79 mol,Y的转化率为×100%=79%。(2)由图可知,反应物为X、Y,生成物为Z,10 s时,反应达到平衡X、Y、Z的消耗量分别为0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol,三者物质的量的变化量之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2,反应的化学方程式为X+Y2Z。(3)t1时刻,增大了X的浓度,平衡正向移动,A错误;t1时刻,升高了体系温度,平衡向吸热反应方向移动,B错误;因反应前后气体的体积不变,t1时刻,缩小了容器体积,平衡不移动,C正确;催化剂改变反应速率,但不改变平衡移动的方向,t1时刻,使用了催化剂平衡不移动,D正确。
答案:(1)0.079 mol·L-1·s-1 79%
(2)X+Y2Z (3)CD
18.某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,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、K2SO4四种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________,V9=________。
解析: (1)由于Zn与CuSO4
溶液反应生成的Cu及稀硫酸形成了Cu-Zn原电池,大大加快了生成氢气的反应速率。
(2)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池,都可以加快生成氢气的反应速率,故在所给的物质中只有Ag2SO4溶液符合题意。
(3)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响,故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,则硫酸溶液的体积均取30 mL,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7=20 mL,V8=19.5 mL,V9=17.5 mL,V10=15 mL,实验E中加入的硫酸铜溶液的体积V6=10 mL。
答案:(1)CuSO4溶液与Zn反应生成的Cu与Zn形成Cu-Zn原电池,加快了氢气生成的速率
(2)Ag2SO4溶液 (3)30 10 17.5