高一化学反应速率与限度素质能力提高竞赛综合测试

高一化学反应速率与限度素质能力提高竞赛综合测试第I卷（选择题）一、单选题1．在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：，下列叙述能说明反应一定达到平衡的是A．各物质的浓度相等 B．各物质在体系中的百分含量相等C．单位时间内消耗量 D．体系内正反应速率：【答案】C【详解】A．各物质的浓度在某一时刻恒定不变，说明达到平衡，A错误；B．与A选项同理，各物质在体系中的百分含量不变时反应达到平衡，B错误；C．单位时间内消耗的量表示正反应速率，单位时间内消耗的量表示逆反应速率，，说明反应达到平衡，C正确；D．无论反应是否达到平衡，体系内正反应速率：，D错误；故选C。2．检验的反应有如下两种途径。下列说法正确的是A．反应①中被还原B．乙醚与中的铬元素形成共价键，有利于蓝色现象的观察C．反应②为：D．反应③中溶液的越小，反应速率越慢【答案】B【详解】A．反应①、CrO5中Cr元素化合价均为+6，此反应不是氧化还原反应，A错误；B．由题中信息乙醚与中的铬元素形成共价键，蓝色可稳定几分钟，有利于蓝色现象的观察，B正确；C．由信息反应②为：，C错误；D．反应③+8H++3H2O2=3O2↑+2Cr3++7H2O，中溶液的越小，H+浓度越大，反应速率越快，D错误；故答案选B。3．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO22NO+O2(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)；v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)；k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是容器编号物质的起始浓度(mol·L-1)物质的平衡浓度(mol·L-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ00ⅡⅢ0A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2>T1【答案】D【分析】由容器Ⅰ中反应可以求出平衡常数，平衡时气体的总物质的量为0.8mol，其中NO占50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，因此k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2)，进一步求出。【详解】A．容器Ⅱ的起始投料与容器Ⅰ相比，增大了反应物浓度，平衡将向正反应方向移动，所以容器Ⅱ在达到平衡时，气体的总物质的量应大于1mol，因此容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于4∶5，A错误；B．若容器Ⅱ在某一时刻，由反应因为，计算可得，此时浓度商，所以容器Ⅱ达到平衡时一定，B错误；C．若容器Ⅲ在某一时刻NO的体积分数为50%，由反应由计算得：x=0.05，求出此时浓度商，说明此时反应未达到平衡，当反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，最终NO的体积分数将小于50%，C错误；D．温度为T2时，，因为正反应是吸热反应，因此T2>T1，D正确。因此本题选D。4．以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有个Ⅰ.①

②1个键断裂的同时，有6个键断裂Ⅱ.③恒温恒容时，气体的压强不再改变④恒温恒压时，气体的密度不再改变Ⅲ.⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变Ⅳ.⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变⑧恒温恒压时，的体积分数不再改变Ⅴ.⑨⑩恒容绝热时，压强不再改变⑪恒容绝热时，平衡常数不再改变A．6 B．7 C．8 D．9【答案】B【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。利用物理量判断反应是否平衡的依据是“变量不变则平衡”。【详解】Ⅰ．①反应任意时刻均存在，因此时，正逆反应速率不等，反应未达到平衡。②1个键断裂的同时，一定有6个N-H键形成，若同时有6个键断裂，则说明正逆反应速率相等，反应处于平衡状态。Ⅱ．③该反应为气体非等体积变化，反应正向进行过程中，气体的物质的量将减小，恒温恒容时，气体的物质的量之比等于气体的压强之比，当气体的压强不再改变时，说明气体的物质的量不变，反应处于平衡状态。④参加反应的物质均为气体，因此反应过程中气体的总质量不变。恒温恒压时，气体的物质的量之比等于容器体积之比，因此该反应正向进行过程中，容器体积将减小，当气体的密度()不再改变时，说明反应处于平衡状态。Ⅲ．⑤反应物中有固体参与，因此反应正向进行过程中，气体的质量将增大，恒温恒容时，当气体的密度()不再改变时，说明反应处于平衡状态。⑥设起始加入1mol水蒸气和足量固体碳，则起始气体摩尔质量为18g/mol，设水蒸气的转化量为xmol，则反应过程中气体的平均相对分子质量=，因此恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应处于平衡状态。Ⅳ．⑦产物中CO2与NH3的比例固定，因此气体的平均相对分子质量固定，不能说明反应处于平衡状态。⑧反应过程中，的体积分数始终为，因此无法根据的体积分数判断反应是否处于平衡状态。Ⅴ．⑨反应物的起始量及转化率未知，因此无法根据物质的浓度之比判断反应是否处于平衡状态。⑩恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，温度变化会引起压强变化，因此当压强不再改变时，反应处于平衡状态。⑪恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，平衡常数只受温度影响，当平衡常数不再改变时，说明温度不变，反应处于平衡状态。综上所述，可证明可逆反应达到平衡状态的有②③④⑤⑥⑩⑪，故答案为B。5．为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的CO2体积与反应时间的关系图(0-t1、t1-t2、t2-t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是A．0-t1时间段，CO2的化学反应速率v=mol/(L·min)B．t1-t2与0-t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的CO2气体增多C．t2-t4时间段，反应速率逐渐减慢的原因可能是盐酸浓度减小D．在t4后，收集到的气体的体积不再增加说明碳酸钙消耗完全【答案】C【详解】A.0～t1内，CO2的化学反应速率为v==mol/min，故A错误；B．t1～t2比0～t1反应速率快的原因是反应放热加快反应速率，故B错误；C．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率下降，故C正确；D．气体体积不再增加也可能是盐酸被消耗完，故D错误；故选：C。6．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速度，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的①NaOH固体；②；③固体；④NaNO3固体；⑤KCl溶液；⑥溶液A．①②⑥ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②③④【答案】B【详解】Fe与盐酸反应的实质为Fe+2H+═Fe2++H2↑，为了减缓反应速度，且不影响生成氢气的总量，则可减小氢离子的浓度，但不改变氢离子的物质的量；①加入NaOH固体，氢离子的物质的量及浓度均减小，故①错误；②加入H2O，减小氢离子的浓度，但不改变氢离子的物质的量，故②正确；③加入CH3COONa固体与盐酸反应生成弱酸，减小氢离子的浓度，但不改变氢离子的物质的量，故③正确；④加入NaNO3固体，氢离子的浓度、氢离子的物质的量都没有变化，且酸性条件下发生氧化还原反应不生成氢气，故④错误；⑤加入KCl溶液，减小氢离子的浓度，但不改变氢离子的物质的量，故⑤正确；⑥CuSO4溶液，铁单质与铜离子发生置换反应，生成的铜与铁、稀盐酸形成原电池，加快反应速率，故⑥错误；②③⑤正确，故选B。7．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是A．Y2 B．Y2 C．X2 【答案】B【详解】若反应向正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：

X2（g）+Y2（g）⇌2Z（g），

平衡（mol/L）：0

0.4若反应逆正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则：

X2（g）+Y2（g）⇌2Z（g），

0由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c（X2）<0.2，0.2<c（Y2）<0.4，0<c（Z）<0.4，选项B正确，选项ACD错误。答案选B。8．一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入(g)和(g)，发生合成氨反应。10min末，测得的物质的量为1.5mol。在铁触媒催化剂的表面上合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在铁触媒表面上的物质用·标注。下列说法错误的是A．催化剂能改变反应历程和活化能，影响化学反应速率B．对总反应速率影响最小的步骤的活化能为C．10min时，D．内，【答案】D【详解】A.由图可知，加入反应历程和能量均发生变化，故催化剂能改变反应历程和活化能，影响化学反应速率，A正确；B.由图可知，对总反应速率影响最小的步骤的为活化能最小的步骤，其活化能为100kJ/mol，B正确；C.由题意，知，10min时，N2的浓度为，C正确；D.0-10min内，H2的反应速率为，D错误；故选D。9．下列操作中，实验现象与得出的结论不一致的是选项实验目的操作及现象结论A验证Mn2+在KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应中的催化作用取两支洁净的试管各加入5mL硫酸酸化的0.1mol·L-1KMnO4溶液，在两支试管中分别再加入：①10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液与2mLMnSO4溶液；②10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液与2mL蒸馏水。加入①的试管紫色先消失证明Mn2+能降低该反应的活化能B判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时白色沉淀转化为黄色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)C判断CH3COO-与水解常数的大小相同温度下，分别测定浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH，后者大于前者水解常数：Kh(CH3COO-)<Kh()D判断某FeCl3溶液样品中是否含有Fe2+向某FeCl3溶液样品中加入硫酸酸化的KMnO4溶液，紫色褪去该样品中一定含有Fe2+A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．实验控制高锰酸钾溶液、草酸溶液浓度相同，加入硫酸锰溶液的那支试管反应速率更快，说明锰离子由催化高锰酸钾与草酸反应的作用，催化剂通过降低反应活化能的方法加快反应速率，A正确；B．加入碘化钠溶液时，悬浊液中的白色氯化银沉淀转化为黄色的碘化银沉淀，沉淀溶解平衡向生成更难溶的物质方向反应，证明碘化银的沉淀溶解平衡常数小于氯化银的，B正确；C．实验控制两种盐溶液的浓度相同，在温度相同的情况下，盐所对应的弱电解质电离能力越弱，盐水解能力越强。乙酸酸性强于碳酸，则碳酸钠水解程度强于乙酸钠，C正确；D．酸性高锰酸钾可与溶液中的氯离子反应生成锰离子，现象也为紫色褪去，不能证明溶液中一定有亚铁离子，D错误；故选D。10．氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为。生产硝酸的尾气中主要含有、等大气污染物，可用石灰乳等碱性溶液吸收处理，并得到、等化工产品。对于反应，下列有关说法正确的是A．在恒温恒容条件下，若反应体系压强不再改变，说明该反应达到平衡状态B．反应中生成时，转移电子C．断裂键的同时，形成键，说明该反应达到平衡状态D．若与足量的充分反应，则可以生成【答案】A【详解】A．该反应前后气体的物质的量改变，在恒温恒容条件下，若反应体系压强不再改变，说明该反应达到平衡状态，A项正确；B．没有标明标准状况，无法计算转移电子数，B项错误；C．断裂1molN-H键的同时断裂1molO-H键，说明正反应速率等于逆反应速率，C项错误；D．若与足量的充分反应，则可以生成，则又会和氧气反应生成，D项错误；答案选A。11．在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：2A(g)+B(s)C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是①容器内温度不变②混合气体的密度不变③混合气体的平均相对分子质量不变④B的质量不变⑤容器内C、D两种气体的浓度相等A．②③④ B．①②③④ C．①②④⑤ D．②③④⑤【答案】B【详解】①该反应中温度是变量，当容器内温度不变时，表明正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，①项符合题意；②该反应中混合气体总质量是变量，容器容积为定值，则混合气体的密度是变量，混合气体的密度不变，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，②项符合题意；③混合气体总质量为变量，混合气体的物质的量为定值，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不变时，表明达到平衡状态，③项符合题意；④该反应中B的质量是变量，当B的质量不变时，表明正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，④项符合题意；⑤由反应2A(g)+B(s)C(g)+D(g)可知，开始只加入A和B，则反应后C、D两种气体的浓度始终相等，不能根据C、D两种气体的浓度相等，判断平衡状态，⑤项不符合题意；由上分析①②③④符合题意，答案选B。12．利用铜-铈氧化物(，Ce是活泼金属)催化氧化除去中少量CO的可能机理如图所示。下列说法正确的是A．反应(iii)中Cu、Ce化合价均未改变B．反应一段时间后催化剂活性下降，可能是CuO被还原成Cu所致C．若用参与反应，一段时间后，不可能出现在铜-铈氧化物中D．铜-铈氧化物减小了反应的反应热【答案】B【详解】A．反应(iii)中放出二氧化碳，碳元素化合价变化，故Cu、Ce化合价不可能都未改变，A项错误；B．氧化铜可能被一氧化碳还原为铜，则该催化剂的活性就会下降，B项正确；C．若用参与反应，一段时间后，会有一个出现在铜-铈氧化物中，C项错误；D．催化剂能改变反应速率，但不影响反应热，D项错误。故选B。13．下列说法正确的是：A．对于反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间改变，说明反应已达平衡状态B．绝热体系中，对于反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)

ΔH=-115.6kJ·mol-1，若反应体系的温度不变，说明该反应达到平衡状态C．对于有气体参加的可逆反应，若气体的百分含量不随时间改变，说明该反应已达平衡状态D．恒温恒容下进行的可逆反应：CO2＋3H2CH3OH＋H2O，当3v逆(H2)=v正(H2O)，反应达到平衡状态【答案】B【详解】A．对于反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应前后气体体积不变，则压强始终不变，不能判断反应是否已达平衡状态，A项错误；B．该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，B项正确；C．对于有气体参加的可逆反应，若各组分气体的百分含量不随时间改变，说明该反应已达平衡状态，C项错误；D．3v逆(H2)=v正(H2O)，此时正逆反应速率不相等(反应速率之比等于化学计量数之比时，速率相等)，说明未达到平衡状态，D项错误；答案选B。14．下列说法正确的是A．反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率一定增大B．等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧，后者放出热量多C．△H<0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行D．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e-=Fe3+，继而形成铁锈【答案】C【详解】A．固体或纯液体用量的增加不会影响反应速率，故A错误；B．硫蒸气变化为硫固体为放热过程，则等物质的量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧，硫蒸气放出热量多，故B错误；C．反应自发进行的判断根据△H-

T△S<0分析，△H<0、△S>0的反应在任何温度下都能自发进行，故C正确；D．铜铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-2e-=Fe2+，故D错误；15．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是A．氧分子的活化包括键的断裂与键的生成C．水可使氧分子活化反应的活化能降低D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂【答案】B【详解】A．由图象可知，氧分子活化过程O-O断裂，生成C-O键，所以氧分子的活化是O-O键断裂与键的生成过程，故A不选；B．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29eV的能量，故B选；C．根据图象分析，整个反应的活化能较大者，没有水加入的活化能为E=0.75eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低，故C不选；D．活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，故D不选；故选：B。16．已知反应，若往该溶液中加入含的某溶液，反应机理：①②下列说法错误的是A．是该反应的催化剂，加入后降低了该反应的活化能B．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深C．步骤①中和的总能量低于和的总能量D．增大浓度或浓度，反应①、反应②的反应速率均加快【答案】B【详解】A.从反应过程中铁离子参与反应，最后又生成铁离子，所以铁离子为该反应的催化剂，加入铁离子后反应的活化能降低，故A正确，不符合题意；B.该反应生成碘单质，所以滴加淀粉显蓝色，该反应为放热反应，所以加热使平衡逆反应方向移动，碘单质浓度减小，蓝色变浅，故B错误，符合题意；C.从图分析，步骤①中和的总能量低于和的总能量，故C正确，不符合题意；D.增大浓度，反应①速率加快，生成的亚铁离子浓度增大，使反应②的速率加快，若增大浓度反应，反应②的反应速率加快，生成的铁离子浓度增大，使反应①的速率加快，故D正确，不符合题意。故选B。17．下列装置图或曲线图与对应的叙述相符的是（

）A．如图1所示，用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸，其中实线表示的是滴定盐酸的曲线B．某温度下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如图2所示，纵坐标c(M2+)代表Fe2+或Cu2+的浓度，横坐标c(S2-)代表S2-的浓度。在物质的量浓度相等的Fe2+和Cu2+的溶液中滴加硫化钠溶液，首先沉淀的离子为Fe2+C．图3表示N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的v逆随时间变化曲线，由图知t1时刻可能减小了容器内的压强D．图4表示温度为T℃，体积不等的恒容密闭容器中发生反应：2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，相同时间测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系，图中c点所示条件下，v正=v逆【答案】C【分析】图1滴定曲线，醋酸为弱酸，与强酸在同浓度时溶液中电离的氢离子偏小；在同金属离子环境下，判断沉淀曲线位置，Ksp越小，越先沉淀；图3为平衡图象，根据勒夏特列原理进行判断。【详解】A.如图1所示，用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定相同物质的量浓度、相同体积的盐酸和醋酸，盐酸为强酸，醋酸为弱酸，在同浓度时盐酸电离出的氢离子浓度大，即其中实线表示的是滴定醋酸的曲线，A错误；B.某温度下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如图2所示，纵坐标代表金属离子的浓度，在物质的量浓度相等的Fe2+和Cu2+的溶液中滴加硫化钠溶液，由图象可知，硫化铜先到Ksp曲线，铜离子先沉淀，B错误；C.若t1时刻减小容器内的压强，根据有效碰撞理论可知，逆反应速率下降，C正确；D.根据反应方程可知，增大体积，反应向着气体体积增大的方向移动，二氧化氮转化率增大，故相同时间测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图中c点所示，小于b点时转化率，说明该条件下，反应还未到达平衡，v正>v逆，D错误。答案为C。第II卷（非选择题）二、实验题18．某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液H2C2O4反应测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。(已知草酸H2C2O4是一种弱酸)设计实验方案如表：实验序号A溶液B溶液①2C2O4溶液4溶液②2C2O4溶液4溶液(1)图1装置中盛放A溶液的仪器名称是_______。

图1(2)硫酸酸化的KMnO4与草酸H2C2O4反应的离子方程式为_______。2(标准状况下)则在40s内v()=_______(忽略溶液混合前后体积的变化)。(4)小组同学将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先_______，再_______，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，还可以将量气管中的水换成_______。(5)除了通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定_______来比较化学反应速率。(6)同学们在实验中发现反应速率总是如图3所示，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂；②_______。

图3【答案】(1)分液漏斗(2)2MnO＋5H2C2O4＋6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O(3)

浓度

2×10−4mol/(L•s)(4)

将气体冷却至室温

调节量气管高度使两液面相平(或向下移动量气管使两端液面相平)

饱和碳酸氢钠溶液(或四氯化碳等合理答案)(5)收集相同体积CO2所需要的时间(或KMnO4溶液完全褪色的时间)(6)该反应放热【分析】探究反应速率的影响因素，两组实验中酸性高锰酸钾的体积和浓度相同，草酸的体积相同，但草酸的浓度不同，探究变量是遵循的原则是控制单一变量。【详解】（1）盛放A溶液的仪器名称为：分液漏斗。（2）硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。2(标准状况下)的物质的量为：=0.002mol，反应的化学方程式为：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，则△n(KMnO4)=0.002mol=0.0004mol，所以v()===0.0002mol/(L•s)=2×10−4mol/(L•s)。（4）小组同学将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先将气体冷却至室温，防止因温度升高导致气体体积偏大，然后调节量气管高度使两液面相平(或向下移动量气管使两端液面相平)，防止读出的体积不准确，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，还可以将量气管中的水换成饱和碳酸氢钠溶液(或四氯化碳)，此时二氧化碳的损失量更小。（5）实验中，除了可以通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定收集相同体积CO2所需要的时间来比较反应速率，高锰酸钾完全反应时紫色褪去，因此还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色的时间来比较反应速率。（6）在实验中发现反应速率加快，则速率变快的主要原因可能是：①产物锰离子有催化作用，溶液中钾离子和硫酸根离子浓度几乎不变，所以硫酸钾对反应速率无影响，②该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率。19．浓度、催化剂、溶液酸碱性等条件均可能对反应速率产生影响。某实验小组以5%H2O2分解为例进行研究，在常温下按照以下方案完成实验。已知：FeCl3溶液、NaOH溶液和HCl溶液的浓度均为0.1mol/L。实验编号V(H2O2)mLV(FeCl3)mLV(NaOH)mLV(HCl)mLV(H2O)mL110000028000238100a48b0c5810(1)实验1和2的目的是_______，实验2和3的目的是研究催化剂的影响，则a=_______。(2)实验4、5的目的是研究溶液酸碱性对H2O2分解速率的影响，则b=_______，c=_______。(3)实验3、4、5中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析图能够得出的实验结论是_______。2粉末于50mLH2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。计算2min~3min时间内的平均反应速率v(H2O2)=_______。【答案】(1)

探究H2O2溶液浓度的变化对分解速率的影响

1(3)FeCl3对H2O2的分解有催化作用，碱性条件比酸性条件催化效果好(4)0.02mol·L-1·min-1【解析】（1）实验1和2的浓度不同，则该实验的目的为探究H2O2溶液浓度的变化对分解速率的影响；实验2和3的目的是研究催化剂的影响，则需要保证溶液体积相同，则a=2-1=1。（2）实验4、5的目的是研究溶液酸碱性对H2O2分解速率的影响，则需要控制变量，浓度、催化剂等因素相同，则b=1，同时根据实验1中总体积为10，则c=10-8-1-0.5=0.5。（3）由图可知，实验5的反应速率最大，实验4的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率，则实验结论为FeCl3对H2O2的分解有催化作用，碱性条件比酸性条件催化效果好。（4）根据图示信息，2min～3min时间内产生氧气的体积是50mL-38.8mL=11.2mL，产生氧气的物质的量是=5×10-4mol，根据反应：2H2O22H2O+O2↑，消耗H2O2的物质的量是1×10-3mol，2min～3min时间内的平均v（H2O2）===0.02mol/（L•min）。20．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O转化为Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL①4601030②56010___________③560___________20测得实验①和②溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后草酸被氧化的离子方程式为___________。(3)实验①和②的结果表明___________；(4)实验①中O～t1时间段反应速率v(Cr3＋)=___________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。(5)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：Fe2＋起催化作用：假设二：___________；假设三：___________；……【答案】(1)

30

20(2)(3)溶液pH对该反应的速率有影响(4)(5)

Al3＋起催化作用

SO起催化作用【分析】研究反应速率的影响因素时应注意保证其他条件不变，改变单一变量，故在设计实验时：若探究pH值对反应速率的影响，保证其他条件相同，探究草酸浓度对反应速率的影响，保证其他条件不变。探究铁明矾在反应中起催化作用，可从其成分入手。【详解】（1）①、②对比相同草酸浓度、不同pH下草酸的反应速率，②、③对比相同pH、不同草酸浓度下草酸的反应速率，为不使体积改变导致浓度变化，则总体的和为100mL，②中蒸馏水的体积为30mL，③草酸的体积为20mL；（2）根据题目信息，草酸与在酸性条件下反应生成Cr3+、二氧化碳和水，则离子反应式为；（3）根据图象信息，实验①和②为不同pH值下的反应速率的图象，其他条件相同时，pH值不同，反应速率不同，故结论为：溶液pH对该反应的速率有影响；（4）反应时间为t1时，反应的物质的量浓度为(c0-c1)mol/L，根据反应的方程式，则Cr3+生成的物质的量浓度为2(c0-c1)mol/L，；（5）已知铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]在反应中起催化作用，其成分为Al3+、Fe2+、SO42-，假设一为Fe2+起催化作用，则假设二可能为Al3+起催化作用，假设三为SO42-起催化作用。21．某化学课外小组的同学准备通过实验探究，加深对化学反应速率和化学反应限度的认识。实验一：探究温度和浓度对反应速率的影响实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。实验序号3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL2SO3溶液的体积/mL水的体积/mL实验温度/℃出现蓝色的时间/s①55V10②554025③5V23525(1)上述表格中：V1=____mL，V2=____mL。实验二：探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。实验步骤：3溶液，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙两等份；4，充分振荡；iii.向乙中滴加KSCN。请回答下列问题：(2)KI和FeCl3在溶液中反应的离子方程式为：2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+，写出该反应的平衡常数K的表达式___。(3)步骤和iii中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度，则步骤ii中的实验现象是____，且步骤iii中的实验现象是____。实验三：对铝片与相同H+浓度的盐酸和硫酸在同温同压下反应时，铝和盐酸反应速率更快的原因探究。填写下列空白：①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：原因I：Cl-对反应具有促进作用，而SO对反应没有影响；原因II：Cl-对反应没有影响，而SO对反应具有阻碍作用；(4)原因III：____；原因IV：Cl-、SO均对反应具有促进作用，但Cl-影响更大；(5)原因V：_____。②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中：a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；2SO4或K2SO4固体，观察反应速率是否变化。(6)若原因I是正确的，则应观察到的现象是：实验a中____，实验b中____。【答案】(1)

40

10(2)(3)

溶液分层，下层呈现紫红色

溶液变红(4)Cl-对反应具有促进作用，而SO对反应具有阻碍作用(5)Cl-、SO均对反应具有促进作用，但SO影响更大(6)

反应速率加快

反应速率减慢【解析】(1)从②可以看出混合溶液的总体积为50mL,故表格中：V1=40mL，V2=10mL；(2)反应2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+的平衡常数K的表达式：；(3)计算可知碘离子过量，若反应有限度，则Fe3+不会完全转化为Fe2+，有I2生成，加入CCl4后碘单质被萃取到有机层，下层溶液为紫红色，故实验ii中观察到的现象是：溶液分层，下层呈现紫红色；反应有限度，则Fe3+有剩余，实验iii中加KSCN溶液会观察到溶液变红；(4)铝片与相同氢离子浓度的盐酸和硫酸反应，溶液中阴离子为：Cl-、SO，猜想速率不同的原因为单