新教材高考化学选择性考试一轮总复习课时跟踪练第七章第一讲化学反应速率

课时跟踪练21一、选择题1．在一定容积的密闭容器中进行下列反应：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up15(高温、高压),\s\do20(催化剂))2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1。则N2、H2、NH3的起始浓度不可能存在的数据是()A．N2为0.2mol·L－1，H2为0.6mol·L－1B．N2为0.15mol·L－1C．N2、H2均为0.18mol·L－1D．NH3为0.4mol·L－1解析：N2的起始浓度可能为0.2mol·L－1，H2的起始浓度可能为－1，N2为0.15mol·L－1，在该范围内，B项不符合题意；N2和H2的物质的量浓度之比始终满足1∶3，二者化学计量数为1∶3，所以不可能均为0.18mol·L－1，C项符合题意；NH3的物质的量浓度范围是0～0.4mol·L－1，NH3起始浓度可能为0.4mol·L－1，D项不符合题意。答案：C2．在通过实验测量化学反应速率时，不可以利用的相关性质为()A．气体的体积和体系的压强B．颜色的深浅C．物质的浓度(或质量)D．元素的化合价解析：考查了解化学反应速率的测定方法。体积大、压强小，化学反应速率减小，故气体的体积和体系的压强可以用来测定化学反应速率；颜色越深，说明浓度越大，反应速率越大，故颜色的深浅可以用来测定化学反应速率；物质的浓度越大，反应速率越大，故物质的浓度可以用来测定化学反应速率；元素的化合价在实验中难以测量，且元素化合价与化学反应速率没有必然的联系，故元素化合价不能用来测定化学反应速率，答案选D。答案：D3．100mL浓度为2mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为增大反应速率，又不影响生成的氢气总量，可采用的方法是()A．加入少量浓盐酸B．加入几滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液解析：加入适量浓度较大的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率增大，但稀盐酸物质的量增大，所以生成的氢气总量增多，故A项不符合题意；加入氯化铜溶液，Zn置换出Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池而增大反应速率，且稀盐酸物质的量不变，所以生成的氢气总量不变，故B项符合题意；加入适量蒸馏水，氢离子浓度减小，反应速率减小，故C项不符合题意；加入适量的氯化钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，故D项不符合题意。答案：B4．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是()A．反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小C．反应在2～4min内平均反应速率最大D．反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06mol·L－1·s－1解析：随着反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率减小。由图象可知，开始生成的二氧化碳的反应速率是增大，说明反应为放热反应，即反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大，选项A正确；一段时间后，由图可知反应速率先增大后又减小，反应速率减小的原因是c(H＋)减小，选项B正确；由图可知0～2min、2～4min、4～6min时间内，生成的CO2物质的量分别是0.1mol、0.3mol－0.1mol＝0.2mol、0.35mol－0.3mol＝0.05mol，所以反应开始2～4min内平均反应速率最大，选项C正确；反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝eq\f(0.2mol,2min)＝0.1mol·min－1，没有体积，选项D不正确。答案：D5．(2020·河北石家庄二中月考)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2→CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需时间来确定，在一定温度下，获得如下实验数据。分析实验数据所得出的结论不正确的是()实验序号初始浓度c/(mol·L－1)溴的颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①0.0010290②0.0010145③0.0010145④0.0020580A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B．增大c(Br2)，v(Br2)增大C．增大c(HCl)，v(Br2)增大D．实验②和③的v(Br2)相等解析：实验①、②进行比较，②相当于将①中c(CH3COCH3)增大为原来的两倍，反应时间变为原来的一半，则表明v(Br2)增大，A项正确；实验①、④进行比较，④相当于将①中c(Br2)增大为原来的两倍，反应时间也变为原来的两倍，则表明v(Br2)不变，B项错误；实验①、③进行比较，③相当于将①中c(HCl)增大为原来的两倍，反应时间变为原来的一半，则表明v(Br2)增大，C项正确；从表中数据可以看出，实验②和③中反应所需的时间相同，则v(Br2)相等，D项正确。答案：B6．(2020·河北唐山一中期末考试)为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响，某同学设计如下方案(见下表)。下列推断合理的是()编号纯锌粉质量0.2mol·L－1硫酸体积温度硫酸铜固体质量Ⅰ2.0g10.0mL25℃0gⅡ2.0g10.0mLT℃0gⅢ2.0g10.0mL35℃0.2gⅣ2.0g10.0mL35℃4.0gA．选择Ⅱ和Ⅲ探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制T＝25℃B．根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞ⅣC．根据该方案，还可以探究硫酸浓度对反应速率的影响D．待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需的时间，时间越长，反应越快解析：选择Ⅱ和Ⅲ探究硫酸铜对反应速率的影响，要控制变量，所以必须控制T＝35℃，A选项推断不合理；根据该实验方案，Ⅲ和Ⅱ比较，Ⅲ可以形成原电池，增大了负极的反应速率：Ⅲ＞Ⅱ，Ⅱ和Ⅰ比较，Ⅱ的温度更高，反应速率更大：Ⅱ＞Ⅰ，Ⅳ中硫酸铜过量，导致锌粒几乎不与硫酸反应，得出反应速率的大小是Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ，B选项推断合理；在该方案中，硫酸浓度均相同，没有探究硫酸浓度对反应速率的影响，C选项推断不合理；待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需的时间，时间越长，反应越慢，D选项推断不合理。答案：B7．已知分解1molH2O2放出热量98kJ。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解机理如下，下列说法正确的是()①H2O2＋I－=H2O＋IO－(慢)；②H2O2＋IO－=H2O＋O2＋I－(快)A．IO－是该反应的催化剂B．反应的速率与I－浓度有关C．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)D．反应活化能等于98kJ·mol－1－只是中间产物，故A项错误；根据分解机理可知碘离子的浓度影响慢反应的速率，从而影响整个反应速率，故B项正确；因为反应是在含少量I－的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故C项错误；1mol过氧化氢分解的ΔH＝－98kJ·mol－1，由ΔH不能判断反应的活化能，故D项错误。答案：B8．反应：3Fe(s)＋4H2O(g)=Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎没有影响的是()A．将容器的体积缩小一半B．增加Fe的用量C．保持体积不变，充入H2O(g)使体系压强增大D．保持压强不变，充入稀有气体使容器体积增大解析：将容器的体积缩小一半，即加压一倍，其反应速率增大，A项不符合题意；固体Fe的量的改变对其反应速率几乎无影响，B项符合题意；充入H2O(g)能增大反应物浓度，其反应速率增大，C项不符合题意；保持压强不变，充入稀有气体相当于减压，各组分的浓度均减小，其反应速率减小，D项不符合题意。答案：B二、非选择题9．CH4CO2催化重整反应：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)中，催化剂活性会因积炭反应而降低，同时存在的消炭反应则使积炭量减少。相关数据如下表所示：项目积炭反应CH4(g)=C(s)＋2H2(g)消炭反应CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)75172活化能/(kJ·mol－1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂：X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是________________________________________________________________________________________________________。解析：本题考查催化剂可以改变反应历程。根据表中数据可知相对于催化剂X，催化剂Y积炭反应的活化能大，积炭反应的速率小；而消炭反应活化能相对小，消炭反应速率大，所以催化剂：X劣于Y。答案：劣于相对于催化剂X，催化剂Y积炭反应的活化能大，积炭反应速率小，而消炭反应活化能相对小，消炭反应速率大10．某化学兴趣小组研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。资料：2O为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成Cu和Cu2＋；b．CuO2为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成Cu2＋和H2O2；c．H2O2有弱酸性：H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)。实验编号实验操作实验现象Ⅰ向1mLpH＝2的1mol·L－1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液出现少量气泡Ⅱ向1mLpH＝3的1mol·L－1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液立即产生少量棕褐色沉淀，出现较明显气泡Ⅲ向1mLpH＝5的1mol·L－1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡请回答下列问题：(1)经检验生成的气体均为O2，Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________。(2)该小组同学对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出两种假设：ⅰ.CuO2；ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。为验证上述假设，进行实验Ⅳ：过滤Ⅲ中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，其反应的离子方程式是_____________________________________________________；②依据Ⅳ中沉淀完全溶解，甲同学认为假设ⅱ不成立，乙同学不同意甲同学的观点，理由是_____________________________________________________________________________________；③为探究沉淀中是否存在Cu2O，设计如下实验：将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后，取ag固体溶于过量稀硫酸，充分加热。冷却后调节溶液pH，以PAN为指示剂，向溶液中滴加cmol·L－1EDTA溶液至滴定终点，消耗EDTA溶液VmL。V＝________mL，可知沉淀中不含＝96g·mol－1，M(Cu2O)＝144g·mol－1)(3)结合方程式，运用化学反应原理解释实验Ⅲ中生成的沉淀多于实验Ⅱ中的原因：_____________________________________________________________________________________________。(4)该小组同学继续研究实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。进行实验Ⅴ：在试管中分别取1mLpH＝2、3、5的1mol·L－1Na2SO4溶液，向其中各加入0.5mL30%H2O2溶液，三支试管中均无明显现象。实验Ⅵ：_____________________________________________________________________________________________________(填实验操作和现象)，说明CuO2能够催化H2O2分解。(5)综合上述实验，试写出实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因：___________________________________________________________________________________________。解析：(1)由题意可知，在硫酸铜作催化剂作用下，过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2eq\o(=,\s\up15(CuSO4))O2↑＋2H2O。(2)①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2，说明过氧化氢与铜离子反应生成过氧化铜和水，反应的离子方程式为H2O2＋Cu2＋=CuO2↓＋2H＋；②由题意可知，过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu；③若假设ⅰ成立，则ag固体为CuO2，agCuO2的物质的量为eq\f(ag,96g·mol－1)，由题中离子方程式可得如下关系：CuO2～Cu2＋～EDTA，则有eq\f(ag,96g·mol－1)＝cmol·L－1×V×10－3L，解得V＝eq\f(1000a,96c)mL。(3)由题意可知，过氧化氢溶液中存在如下电离平衡：H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)、HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)，溶液pH增大，氢离子浓度减小，两个平衡均正向移动，c(Oeq\o\al(2－,2))增大，使得CuO2沉淀量增大。(4)若要验证过氧化铜能够催化过氧化氢分解，使过氧化氢分解速率增大，则需要验证催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化，具体实验操作和现象为将实验Ⅲ中沉淀过滤、洗涤、干燥，称取少量于试管中，加入30%H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变。(5)由以上实验可知，当溶液pH增大时，H2O2溶液中c(Oeq\o\al(2－,2))增大，使得CuO2沉淀量增大，CuO2的催化能力强于Cu2＋，使H2O2的分解速率增大，故答案为CuO2的催化能力强于Cu2＋；随pH增大，Cu2＋与H2O2反应生成CuO2增多。答案：(1)2H2O2eq\o(=,\s\up15(CuSO4))O2↑＋2H2O(2)①H2O2＋Cu2＋=CuO2↓＋2H＋②CuO2与H＋反应产生的H2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu，无法观察到红色沉淀Cu③eq\f(1000a,96c)(3)溶液中存在：H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)，溶液pH增大，两个平衡均正向移动，c(Oeq\o\al(2－,2))增大，使得CuO2沉淀量增大(4)将实验Ⅲ中沉淀过滤、洗涤、干燥，称取少量于试管中，加入30%H2O2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变(5)CuO2的催化能力强于Cu2＋；随pH增大，Cu2＋与H2O2反应生成CuO2增多11．(2020·北京市通州区第一次模拟)某化学小组同学向一定量加入少量淀粉的NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色。(1)查阅资料知，NaHSO3与过量KIO3的反应分两步进行，第一步为IOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋＋I－，则第二步反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________。(2)通过测定溶液变蓝所用时间探究浓度和温度对该反应的化学反应速率的影响。调节反应物浓度和温度进行对比实验。记录如下表：实验编号0.02mol·L－1NaHSO3溶液/mL0.02mol·L－1KIO3溶液/mLH2O/mL反应温度/℃溶液变蓝的时间/s①15201015t1②a30015t2③15bc30t3实验①、②是探究________对化学反应速率的影响，表中a＝________mL；实验①、③是探究温度对化学反应速率的影响，则表中b＝________mL，c＝________mL。(3)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段化学反应速率逐渐增大，一段时间后化学反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段化学反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设三：假设一：反应生成的SOeq\o\al(2－,4)对反应起催化作用，SOeq\o\al(2－,4)浓度越大化学反应速率越大；假设二：反应生成的H＋对反应起催化作用，H＋浓度越大化学反应速率越大；假设三：__________________________________________________________________________________________________；……(4)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容(化学反应速率可用速率检测仪测定)。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论解析：(1)NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间后，=3SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋＋I－，且KIO3溶液过量，所以能产生碘单质的反应为IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O。(2)实验①、②是探究KIO3溶液的浓度对化学反应速率的影响，根据表格，可知溶液的体积均应为45mL，故a＝15mL；实验①、③是探究温度对化学反应速率的影响，所以此时两个实验中的浓度都应当相等，所以b＝20mL，c＝10mL。(3)根据影响反应速率的外界因素：浓度、温度、催化剂等加以假设，而在本实验中可能的原因为反应生成的I－对反应起催化作用，I－浓度越大反应速率越大(或反应生成的I2对反应起催化作用，I2浓度越大反应速率越大或者是反应放热，随着反应的进行，温度升高，反应速率增大)。(4)通过对比实验进行验证，具体步骤是在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合，用速率检测仪测定其起始时的反应速率v(甲)；在烧杯乙中预先加入少量Na2SO4(或K2SO4)粉末，其他条件与甲完全相同，进行同一反应，用速率检测仪测定其起始阶段相同时间内的反应速率v(乙)，若v(甲)＝v(乙)，则假设一不成立，若v(甲)＜v(乙)，则假设一成立。答案：(1)IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O(2)KIO3溶液的浓度152010(3)反应生成的I－对反应起催化作用，I－浓度越大化学反应速率越大(或反应生成的I2对反应起催化作用，I2浓度越大化学反应速率越大或该反应是放热反应，温度升高导致化学反应速率增大)(4)实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定其起始时的化学反应速率v(甲)；在烧杯乙中进行同一反应，不同的是烧杯乙中预先加入少量Na2SO4(或K2SO4)粉末，其他反应条件均完全相同，测定其起始阶段的相同时间内的化学反应速率v(乙)若化学反应速率v(甲)＝v(乙)，则假设一不成立；若v(甲)＜v(乙)，则假设一成立12.某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。[初步探究]示意图序号温度试剂A现象①0℃0.5mol·L－1稀硫酸4min左右出现蓝色②20℃1min左右出现蓝色③20℃0.1mol·L－1稀硫酸15min左右出现蓝色④20℃蒸馏水30min左右出现蓝色(1)为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为________________。(2)写出实验③中I－反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。(3)对比实验②、③、④，可以得出的结论：____________________________________________________________________。[继续探究]溶液的pH对反应速率的影响。查阅资料：ⅰ时，I－能被O2氧化为I2；ⅱ时，I2发生歧化反应：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O，pH越大，歧化速率越大。(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行如下表实验，装置如图1所示。序号⑤⑥⑦⑧试管中溶液的pH891011放置10小时内的现象出现蓝色颜色无明显变化分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因是_________________________________________________________________________。(5)甲同学利用原电池原理设计实验验证：pH＝10的条件下确实可以发生I－被O2氧化为I2的反应，如图2所示，请写出选用的试剂和实验现象：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[深入探究]较高温度对反应速率的影响。小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了下表中实验⑨和⑩。序号温度试剂现象⑨敞口试管水浴70℃5mL1mol·L－1KI溶液、5mL0.5mol·L－1稀硫酸20min内仍保持无色，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色⑩密闭试管溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色(6)对比实验⑨和⑩的现象差异，该小组同学经过讨论对实验⑨中的现象提出两种假设，请你补充假设1。假设1：___________________________________________________________________________________________________。假设2：45℃以上I2易升华，70℃水浴时，c(I2)太小难以显现黄色。(7)针对假设2有两种不同观点。你若认为假设2成立，请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因：_________________________________________________(任写一条)。你若认为假设2不成立，请设计实验方案证明：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)若探究温度对反应速率的影响，则实验①、②中试剂A应相同，即应用0.5mol·L－1稀硫酸。(2)实验③中在酸性条件下I－被O2氧化为I2，反应的离子方程式为4