2020-2021备战高考化学专题复习分类练习化学反应速率与化学平衡综合解答题及答案解析

1、2020-2021 备战高考化学专题复习分类练习化学反应速率与化学平衡综合解答题及答案解析一、化学反应速率与化学平衡1 资料显示 “O 2 的氧化性随溶液 pH 的增大逐渐减弱 ”。某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究 O 2 与 KI 溶液发生反应的条件。供选试剂： 0.1mol / L H 2SO4 溶液、 MnO 2 固体、 KMnO 4 固体。该小组同学设计 、 两组实验，记录如下：实验操作实验现象向试管中加入KMnO 4固体，连接装置、，点燃试管中有气泡冒出，溶液不变蓝酒精灯向试管中加入KMnO 4固体，试管中有气泡冒出， 试管中加入适量0.1mol / LH 2SO4 溶液

2、，连接装置溶液变蓝、，点燃酒精灯（ 1）选择装置用 KMnO 4 固体制取 O 2 ，为避免 KMnO 4 固体随 O 2 进入试管对实验造成干扰，应进行的改进是 _， 组实验中 O 2 与 KI 溶液反应的离子方程式是_。（2）对比 、 两组实验可知，O2 与 KI 溶液发生反应的适宜条件是_。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是_。（3）为进一步探究碱性条件下KI 与 O2 能否反应，用上图中的装置继续进行实验：实验操作实验现象向试管中加入KMnO 4 固体，试管中滴加KOH 溶液控制 pH8 ，溶液略变蓝连接装置、，点燃酒精灯向试管中加入KMnO 4 固体，试管中滴加K

3、OH 溶液控制无明显变pH 10 ， 连接装置、，点燃酒精灯化对于实验 的现象，小明同学提出猜想“pH 10 时 O 2 不能氧化 I ”，设计了下列装置进行实验，验证猜想。（ i ）烧杯 a 中的溶液为 _。（ii ）实验结果表明，此猜想不成立。支持该结论的实验现象是通入O 2 后 _。（iii ）小刚同学向 pH10 的 KOH溶液 ( 含淀粉 ) 中滴加碘水，溶液先变蓝后迅速褪色。经检测褪色后的溶液中含有IO 3 ，褪色的原因是 _ ( 用离子方程式表示 ) 。（4）该小组同学对实验过程进行了反思：实验 的现象产生的原因可能是_。【答案】在装置试管口放置棉花球4IO 2 4H2I 22H

4、 2O 酸性环境使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验pH10 的 KOH 溶液电流表指针偏转，烧杯b 的溶液颜色变深 3I 2 6OHIO 35I3H 2O在 pH 10的 KOH溶液中 I 被氧化生成 I 2 ，而 I 2 迅速发生歧化反应变为IO 3 和 I 。【解析】【分析】（ 1） KMnO 4 是粉末状的，会随氧气进入试管对实验造成干扰，可以在试管口放置一棉花球；酸性环境下 O2 与 KI 溶液反应生成 I2，根据电子守恒写出反应的离子方程式。（2）对比 、 两组实验可知，酸性溶液中O 2 与 KI 溶液更容易发生反应。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可使用不同浓度的硫酸溶液做对照实

5、验。（3）（ i）要证明 pH10 的溶液中 O 2 不能氧化 I ，烧杯 a 中的溶液应为 pH10 的碱溶液。（ii ）若有电流产生，则猜想不成立。（iii ）向 pH10 的 KOH溶液 ( 含淀粉 ) 中滴加碘水，溶液先变蓝说明生成了I2，后迅速褪色说明生成的I2 又迅速被反应掉。 I2 反应后生成了 IO 3 ，根据电子守恒写出反应的用离子方程式。（4）所以实验 的现象产生的原因不是没有反应，而是生成的I2 立刻发生了歧化反应。【详解】（1）为避免 KMnO 4 固体粉末随 O2 进入试管，在装置试管口放置棉花球， 组实验中反应离子方程式为 4IO2 4H2I 22H 2O ，故答案

6、为：在装置试管口放置棉花球； 4I O 24H2I 2 2H 2 O；（2）对比 、 两组实验可知：O2 与 KI 溶液发生反应的适宜条件是酸性环境，进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验；故答案为：酸性环境；使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验；（3）（ i）实验目的是探究在pH 10 的 KOH溶液中 O2 能否得电子氧化I ，所以烧杯 a中的溶液为 pH 10 的 KOH溶液，故答案为： pH 10 的 KOH 溶液；（ii ）如果能构成原电池，说明pH 10 时 O 2 能氧化 I ，所以电流表指针偏转，烧杯b 的溶液颜色变深，说明pH 10时

7、 O2 能氧化 I ，故答案为：电流表指针偏转，烧杯b 的溶液颜色变深；（iii ）变蓝后迅速褪色，褪色后溶液中含有IO 3 ，说明生成的 I 2与溶液中 KOH反应生成了IO 3 离子，根据氧化还原反应化合价升降规律可知溶液中还有I，所以反应离子方程式为： 3I 26OHIO 3 5I3H 2O ，故答案为： 3I 26OHIO 35I3H 2 O ；（4）实验 的现象产生的原因可能是在pH 10 的 KOH溶液中 I 被氧化生成 I 2，而 I 2 迅速发生歧化反应变为IO 3 和 I，从而无法看到溶液变蓝，故答案为：在pH10的 KOH溶液中 I-被氧化生成 I2 ，而 I 2 迅速发生

8、歧化反应变为IO 3 和 I 。2 某小组同学以不同方案探究Cu 粉与 FeCl3 溶液的反应。（ 1）甲同学向 FeCl3 溶液中加入 Cu 粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了反应，其离子方程式是 _。（ 2）乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生：将Cu 粉加入到滴有少量 KSCN的FeCl3 溶液中，观察到溶液红色褪去，有白色沉淀A 产生。针对白色沉淀A，查阅资料：A 可能为CuCl 和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2 价 )中的一种或两种。实验过程如下：请回答：.根据白色沉淀B 是 _(填化学式 )，判断沉淀 A 中一定存在 CuSCN。.仅根据白色沉淀A 与过量浓

9、 HNO3 反应产生的实验现象，不能判断白色沉淀A 中一定存在 CuSCN，从氧化还原角度说明理由：_。.向滤液中加入a 溶液后无明显现象，说明A 不含 CuCl，则 a 是 _(填化学式 )。根据以上实验，证明 A 仅为 CuSCN。进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因，将该反应的方程式补充完整：2+-Cu + SCN?= CuSCN+ (SCN)2_结合上述过程以及 Fe(SCN)3+-的平衡，分析（ 2）中溶液红色褪去的原因：3Fe +3SCN?_。（ 3）已知 (SCN)2 称为拟卤素，其氧化性与 Br2 相近。将 KSCN溶液滴入（ 1）所得的溶液中，观察到溶液变红色，则溶液变

10、红的可能原因是_或 _。【答案】 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+BaSO4+1 价铜也可将浓HNO3 还原AgNO3 2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)23+反应生成2+3+2+-CuSCN沉Cu 和 FeCu 使c(Fe )减小； Cu 和SCN反应生成-Fe(SCN)3 浓度减小，溶液红色褪去3+淀使 c(SCN)减小，均使该平衡正向移动，导致Fe 有剩余 空气中的 O2将 Fe2+氧化； (SCN)2将 Fe2+氧化【解析】【分析】（ 1）铁离子具有氧化性，能够把铜氧化为铜离子；（ 2） I 不溶于稀硝酸的白的沉淀为硫酸钡； . 亚铜离子具有还原性，也能被硝酸氧化；

11、. 检验氯离子，应加入硝酸银溶液；据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，写出反应的方程式；根据浓度对平衡移动规律进行分析；（ 3）亚铁离子具有强还原性，空气中氧气、溶液中（SCN） 2 都有可能把亚铁离子氧化为铁离子。【详解】1 甲同学向 FeCl 3 溶液中加入 Cu 粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了氧化还原反应，生成 Cu2 ，其离子方程式是 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+；故答案为： Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+；2 A 可能为 CuCl 和 CuSCN(其中硫元素的化合价为2 价 ) 中的一种或两种，白色沉淀与过量浓硝酸反应生成红棕色的NO 2 和含 Cu 2的蓝

12、色溶液，向蓝色溶液中加入过量硝酸钡溶液，生成不溶于硝酸的钡盐沉淀，则白色沉淀B 是 BaSO4 ；故答案为： BaSO4 ；价铜也可将浓HNO 3 还原，故仅根据白色沉淀A 与过量浓 HNO 3 反应产生的实验现1象，不能判断白色沉淀A 中一定存在 CuSCN，故答案为：1价铜也可将浓 HNO 3 还原； 检验氯离子，应加入硝酸银溶液，则a 是 AgNO 3 ，故答案为： AgNO 3 ； 据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，该反应的方程式为2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)2，故答案为： 2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)2； Cu 和 Fe3 反应生成 Cu 2 使

13、 c Fe3减小； Cu 2 和 SCN 反应生成 CuSCN沉淀使c SCN 减小，均使该平衡正向移动，导致Fe(SCN) 3 浓度减小，溶液红色褪去，故答案为： Cu 和 Fe3+反应生成Cu2+使 c(Fe3+)减小； Cu2+和 SCN-反应生成CuSCN沉淀使-Fe(SCN)3 浓度减小，溶液红色褪去；c(SCN)减小，均使该平衡正向移动，导致3 将 KSCN溶液滴入 1 所得的溶液中，观察到溶液变红色，则溶液含Fe3，溶液变红的可能原因是 Fe3 有剩余；空气中的O 2 将 Fe2 氧化； (SCN) 2 将 Fe2氧化，故答案为： Fe3+有剩余；空气中的O2 将 Fe2+氧化；

14、 (SCN)2 将 Fe2+氧化。3 硫代硫酸钠俗称保险粉，实验室用SO2 通入Na2S和Na2CO3 的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。(1)用图 2 所示装置制取Na S O ，其中盛放 Na SO 固体的玻璃仪器名称是_，22323三颈烧瓶中发生反应的化学方程式_。(2)保险粉样品中Na S O 5H O 的纯度 (质量分数 )可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方2232程式为 2Na2 2 322 46W g 样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶S O I 2NaI Na S O 。准确称取解，并滴加淀粉溶液作指示剂。用1 碘的标准溶液进行滴定。请回答：0.1000 mol L到达滴定终点的标志

15、_。滴定起始和终点的液面位置如图3，则消耗碘的标准溶液体积为_mL，产品的纯度为_(设 Na2S2O35H2O 相对分子质量为M)。若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O35H2O 的纯度的测量结果 _(填 “偏高 ”、 “偏低 ”或 “不变 ”)。(3)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响，设计实验如下：下列有关说法不正确的是_A 该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法B 实验和探究其他条件不变时Na2S2O3 浓度对相关反应速率的影响C 实验和溶液变浑浊的时间相同D 其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验和【

16、答案】蒸馏烧瓶2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2溶液变为蓝色，且30s 内不恢复原色 18.100.326M%或 3.62?10 -3?M偏低 CDWW【解析】【分析】(1)根据仪器的结构和性能确定盛放Na2 SO3 固体的玻璃仪器名称；三颈烧瓶中发生的反应是SO2 通入 Na2S 和 Na2CO3 的混合溶液中生成硫代硫酸钠；(2)用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，利用碘单质遇淀粉变蓝指示反应终点；终点读数与起点读数之差为消耗碘的标准溶液体积，根据方程式计算；局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积偏小，测定结果偏低；(3)A采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影

17、响；B实验、的温度相等，c(H2SO4)相等， c(Na2S2O3 )不相等，故实验、是探究浓度对化学反应速率的影响；C实验、的温度相等， c(Na2S2O3)相等， c(H2SO4)不相等，反应速率不相等；D实验、温度不相等， c(H2SO4)和 c(Na2S2O3)也均不相等。【详解】(1) 盛放 Na2SO3 固体的玻璃仪器是蒸馏烧瓶，三颈烧瓶中SO2 通入 Na2S 和 Na2CO3 的混合溶液中生成硫代硫酸钠时发生反应的化学方程式为2Na2S+Na2 CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2；(2)用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，滴入最后一滴碘的标准溶液，溶液变为蓝色，且30s 内不

18、恢复原色，说明反应到达终点；终点读数为18.10mL，起点读数为0.00mL，故消耗碘的标准溶液体积为18.10mL，设 Na2S2O3?5H2 O 的纯度为 x，则：2Na2 S2O3?5H2O 2Na2S2O3 I22Mg1molWxg18.10-3-1L 0.10010mol?L-3-10.362M故 2Mg： Wxg=1mol，解得 x=%；：18.10 10L 0.1000mol?LW局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积偏小，会使样品中Na2 2 32S O ?5H O 的纯度的测量结果偏低；(3)A采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影响，故A 正确，B实验、的温度相等，

19、 c(H2SO4)相等， c(Na2S2O3 )不相等，故实验、是探究浓度对化学反应速率的影响，故 B 正确；C 实验、的温度相等， c(Na2S2O3)相等， c(H2SO4 )不相等，中 c(H2SO4)较大，反应速率较快，变浑浊时间较短，故 C 错误；D 探究温度对化学反应速率的影响，应保证物质的浓度相等，而实验、温度不相等，c(H SO )和 c(Na S O )也均不相等，实验、中c(HSO )和 c(Na S O)均相等，但温度不2422324223等，故实验、是探究温度对化学反应速率的影响，故D 错误；故答案为 CD。4 某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的

20、因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，甲同学设计实验如下表：实验编号1)铁的状态温度 /C盐酸浓度 (mol L12.00块状2022.00粉末2031.00块状2042.00块状40请回答：(1)若四组实验均以收集到测定的数据是 _。500mL( 已转化为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要(2)实验 _和 _是研究铁的状态对该反应速率的影响(填实验编号，下同)；实验_和 _是研究温度对该反应速率的影响。(3)测定在不同时间t 产生氢气体积V 的数据，根据数据绘制得到图，则曲线c、 d分别对应的实验组别可能是_、 _。(4)乙同学设计了下列一组实验：所用铁块的形状、质量均相

21、同，所用酸的体积相同，其浓度如下，你认为产生氢气速率最快的是_。1 1 11A 18.4mol L 硫酸B 5.0mol L 硝酸C 3.0mol L盐酸D 2.0mol L硫酸【答案】收集500 mL 氢气所需的时间1 2 1 41 3D【解析】【分析】该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素，由表格数据可知，实验1 和2 铁的状态不同，目的是研究铁的状态对该反应速率的影响；实验1 和3 盐酸的浓度不同，目的是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响；实验1 和4 反应温度不同，目的是研究反应温度对该反应速率的影响。【详解】（1）该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应

22、速率的因素，要比较反应速率的快慢，还需要测定收集到标准状况下500mL 氢气所需的时间，故答案为：收集500 mL氢气所需的时间；（2）由表格数据可知，实验1 和 2 铁的状态不同，目的是研究铁的状态对该反应速率的影响；实验 1 和 4 反应温度不同，目的是研究反应温度对该反应速率的影响，故答案为：1；2；1； 4；（3）由图可知，曲线c、 d 的反应速率较慢，固体表面积越大，反应速率越快，则1 和 2相比， 1 的反应速率较慢；酸的浓度越大，反应速率越快，则1 和 3 相比， 3的反应速率较慢；温度越高，反应速率越快，则1 和 4 相比， 1 的反应速率较慢，所以曲线c、d 分别对应的实验组

23、别可能是1 和 3，故答案为： 1； 3；1 硫酸中钝化，无氢气生成；铁与（4）铁在 18.4mol L5.0mol L 1 硝酸反应生成一氧化氮，无氢气生成；铁与3.0mol L1 盐酸和 2.0mol L 1 硫酸反应生成氢气， 3.0mol L 1 盐酸中 11硫酸中氢离子浓度为 1氢离子浓度为 3.0mol L ， 2.0molL4.0mol L ，氢离子浓度越大，反应速率越快，则产生氢气速率最快的是1 硫酸，故答案为： D。2.0mol L【点睛】探究实验设计的关键是变量唯一化，分析表格数据时，注意分析各实验的数据，找出不同数据是分析的关键，也是突破口。5 三草酸合铁酸钾K3Fe(

24、C2O4) 3?xH2O 晶体是一种亮绿色的晶体，是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一种有机反应良好的催化剂。已知M（ K32 43Fe( C O) ） =437g/mol 。本实验以 ( NH4 24 2222 4) Fe( SO ) ?6H O（硫酸亚铁铵晶体）为原料，加入草酸（H C O ）制得草酸亚铁（FeC2-2O4）后，在过量的草酸根（C2O4 ）部分实验过程如下：（1）在沉淀 A 中加入饱和 K2 24溶液，并用 40左右水浴加热，再向其中慢慢滴加足量C O的 30%H2 O2 溶液，不断搅拌。此过程需保持温度在40左右，可能的原因是： _（2）某兴趣小组为知道晶体中x 的

25、数值，称取1.637g 纯三草酸合铁酸钾（K3Fe( C2O4) 3?xH2O）晶体配成100ml 溶液，取25.00mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀 H2SO4，用浓度为0.05000mol?L -1 的 KMnO4 标准溶液进行滴定。其中，最合理的是_（选填 a、 b）。由如图KMnO4 滴定前后数据，可求得x=_。【答案】适当提高温度以加快反应速率，若温度太高则H2O2 分解b3【解析】【分析】由制备流程可知，硫酸亚铁加入稀硫酸抑制Fe2水解，然后与草酸发生(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O+H2C2O4 FeC2 O4 +(NH4)2SO4+H2SO4+6H2O，用过氧化氢

26、将草酸亚铁氧化为 K3Fe(C2 O4)3 ，发生 2FeCO4+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4 2K3Fe(C2O4)3 +2H2O，溶液 C 含K3Fe(C2O4)3，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体。【详解】（1）在沉淀A 中加入饱和K2C2O4 溶液，并用40 左右水浴加热，再向其中慢慢滴加足量的 30%H2 O2 溶液，不断搅拌，此过程需保持温度在40 左右，可能的原因是适当提高温度以加快反应速率，若温度太高则H2O2 分解；（2） KMnO4 标准溶液具有强氧化性，可氧化橡胶，应选酸式滴定管，只有图b 合理；图中消耗高锰酸钾的体积为20.80mL-0.80mL=20.00mL ，

27、由 2MnO-2-4+5C2O4+16H+=2Mn 2+10CO2 +8H2OK3Fe C2O4 3?xH2O5可知，物质的量为0.02L 0.05mol/L ()210011.637 g=496g/mol ，则 39 3+（ 56+280 3）+18x=496，解得25 =0.0033mol ， M=30.0033molx=3。6 二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿（有效成分为MnCO 3 ）为原料，通过热解法进行生产。（1）碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行：i.MnCO3 s 僩 MnO sCO2 gH1a kJ mol 1ii.2MnO s O2 g 僩 2MnO

28、2sH 2b kJ mol 1反应 i 的化学平衡常数表达式K_。焙烧 MnCO 3 制取 MnO2 的热化学方程式是_。（2）焙烧（装置如图1）时持续通入空气，并不断抽气的目的是_。（ 3）在其他条件不变时，某科研团队对影响 MnCO 3 转化率的生产条件进行了研究，结果如图 2、图 3 所示。图 2是在常压（ 0.1 MPa ）下的研究结果，请在图2 中用虚线画出 10 MPa 下 MnCO 3转化率与反应温度的关系图 _。常压下，要提高MnCO 3 的转化率，应选择的生产条件是_焙烧 6 : 8 h 。图 3中，焙烧8 h 时， MnCO 3 的转化率：干空气K 的原因 _ 。【答案】

29、草酸的浓度 (b-20)/25.2 32+是反应的催化剂 反应放热10产物 Mnmol/L224+2+242+244前一步电离出的H对后面的电离有抑制作H C OH + HC OHC OH + C O用【解析】试题分析：本题考查设计实验方案探究外界条件对化学反应速率的影响，化学反应速率的计算以及外界条件对化学反应速率的影响，多元弱酸的电离平衡。（1）分析实验和实验，所用KMnO4 溶液是等体积、等浓度，所用H2C2O4 溶液体积相同、浓度不同，所以该实验的目的是探究H2C2O4 的浓度对化学反应速率的影响。由于实验中 H2C2O4 溶液的浓度比实验中低，实验的反应速率比实验慢，相同时间内针筒中

30、所得 CO2 的体积大小关系是。（2）实验向锥形瓶中加入20mL 的 H2C2O4 溶液，活塞会向右移动20mL，在 2min 末注射器的活塞向右移动到了b mL 的位置，则收集到CO2 的体积为（ b-20） mL，则这段时间的反应速率可表示为(CO2)=（ b-20 ） mL 2min=(b-20)/ 2mL/min 。若实验在t min 收集了-32（标准状况下），2-310-4mol ，根据离子方4.48 10L COn（ CO ） =4.48 10L 22.4L/mol=2程式反应消耗的n（ MnO 4-） =410-5 mol ， tmin末 c(MnO 4-)=(0.01mol/L0.03L-4 10-5mol)(0.02L+0.03L)=0.0052mol/L 。（3）随着时间的推移，反应物浓度减小，化学反应速率会变慢，t1 t2 时间内速率变快不是浓度引起的；