高考化学专题复习化学反应速率与化学平衡的综合题附详细答案.docx
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高考化学专题复习化学反应速率与化学平衡的综合题附详细答案
2020-2021高考化学专题复习化学反应速率与化学平衡的综合题附详细答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。
（1）用三支试管各取5.0mL、0.01mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1mol·L－1H2C2O4溶液，实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V＝_________mL。
（2）小组同学在进行
（1）中各组实验时，均发现该反应开始时很慢，一段时间后速率会突然加快。
对此该小组的同学展开讨论：
①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热，温度升高，速率加快。
②乙同学认为随着反应的进行，因_________，故速率加快。
（3）为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题：
①装置乙中仪器A的名称为_________。
②定性分析：
如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是____________________________________。
③定量分析：
如图乙所示，实验时以收集到40mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同，排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间
【解析】
【分析】
（1）①、②作对比实验分析，其他条件相同时，只有一个条件的改变对反应速率的影响；
（2）探究反应过程中反应速率加快的原因，一般我们从反应放热，温度升高，另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用；
（3）比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，阳离子不同，尽量让阴离子相同，减少阴离子不同造成的差别，催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体，所需时间的长短入手。
【详解】
（1）①实验1、3反应物物质的量浓度，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响；
②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响，此时反应温度相同，KMnO4的浓度相同，故表中V＝4.0mL
（2）随着反应的进行，生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加，生成的Mn2+可能对反应有催化作用；
（3）①由仪器的构造，可知仪器A为分液漏斗；
②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，必须保证在其他的条件相同，所以将CuSO4改为CuCl2更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；
③如图乙所示，实验时以收集到40mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。
【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。
2．根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿（主要成分为FeS2）作为原料。
完成下列填空：
（1）将0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）充入一个2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）+Q。
经2分钟反应达到平衡，测得n（SO3）=0.040mol，则O2的平均反应速率为______
（2）在容积不变时，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______（选填编号）
a.移出氧气b.降低温度
c.减小压强d.再充入0.050molSO2（g）和0.030molO2（g）
（3）在起始温度T1（673K）时SO2的转化率随反应时间（t）的变化如图，请在图中画出其他条件不变情况下，起始温度为T2（723K）时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___
（4）黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4
①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。
酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是______
②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，本身被氧化为SO42﹣。
写出有关的离子方程式______。
有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______
【答案】0.005mol/（L•min）bd
抑制Fe3+与Fe2+的水解，并防止Fe2+被氧化成Fe3+FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+14NA
【解析】
【分析】
（1）根据v＝
求出氧气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算；
（2）反应放热，为提高SO2平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，可降低温度，体积不变，不能从压强的角度考虑，催化剂不影响平衡移动，移出氧气，平衡向逆反应方向移动，不利于提高SO2平衡转化率，由此分析解答；
（3）反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但达到平衡所需要的时间缩短，据此画出曲线；
（4）①Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋；
②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式，结合方程计算转移电子数。
【详解】
（1）v（SO3）＝
＝
＝0.01mol/（L•min），所以v（O2）＝
v（SO3）＝0.005mol/（L•min），故答案为：
0.005mol/（L•min）；
（2）a．移出氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
b．降低温度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
c．减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
d．再充入0.050molSO2（g）和0.030molO2（g），相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
故答案为：
bd；
（3）反应：
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H＜0，SO2的转化率在起始温度T1＝673K下随反应时间（t）的变化如图，其他条件不变，仅改变起始温度为T2＝723K，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示
；故答案为：
；
（4）①Fe2O3（或Fe3O4等）溶于H2SO4后，生成的Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，故答案为：
抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；
②−2价的硫离子具有还原性，FeS2可以将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为硫酸根离子，有关的离子方程式为：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+，氧化产物是硫酸根离子，有2mol硫酸根生成时转移的电子数为14NA，故答案为：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+；14NA。
【点睛】
注意（3）温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，此为解题的关键。
3．某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
（1）设计如下实验研究2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2的反应。
①振荡静置后C中观察到的现象是_______________________；为证明该反应存在一定限度，还应补做实验为：
取C中分液后的上层溶液，然后______________（写出实验操作和现象）。
②测定上述KI溶液的浓度，进行以下操作：
I用移液管移取20.00mLKI溶液至锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量H2O2溶液，充分反应。
II小心加热除去过量的H2O2。
III用淀粉做指示剂，用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定，反应原理为：
2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6。
步骤II是否可省略?
____________（答“可以”或“不可以”）
步骤III达到滴定终点的现象是___________________________。
巳知I2浓度很高时，会与淀粉形成稳定的包合物不易解离，为避免引起实验误差，加指示剂的最佳时机是________。
（2）探究Mn2＋对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响。
反应原理（化学方程式）为________；
仪器及药品：
试管（两支）、0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/LH2C2O4溶液、一粒黄豆大的MnSO4固体；
实验方案：
请仿照教材（或同教材）设计一个实验用表格，在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。
______________
【答案】溶液分层，上层水层为黄绿色，下层四氯化碳层为紫色滴加KSCN溶液，溶液变红不能；；当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加淀粉指示剂，再继续滴加标准溶液2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
【解析】
【分析】
（1）①由题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在Fe3＋；
②由步骤I可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应；当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色；为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉；
（2）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。
【详解】
（1）①由题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液，溶液的颜色为黄绿色，下层为碘的四氯化碳溶液，溶液的颜色为紫色；为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在Fe3＋，还应补做实验为：
取C中分液后的上层溶液，然后滴加KSCN溶液，溶液变红色，故答案为：
溶液分层，上层水层为黄绿色，下层四氯化碳层为紫色；滴加KSCN溶液，溶液变红；
②由步骤I可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应，导致Na2S2O3标准溶液体积偏大，所测结果偏高，故不能省略；当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原；由I2浓度很高时，会与淀粉形成稳定的包合物不易解离，为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉，故答案为：
不能；当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原；用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加淀粉指示剂，再继续滴加标准溶液；
（2）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；据题给条件，设计探究Mn2＋对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响的实验，应用取两份等体积的0.01mol/LKMnO4酸性溶液，一份加入0.1mol/L的H2C2O4溶液，另一份加入等体积的0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体，测定溶液由紫色退为无色所需要的时间，实验用表格如下：
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
故答案为：
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
【点睛】
当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色，为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉是解答关键，也是难点和易错点。
4．某课外活动小组对“外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响”作了如下探究．
（1）现有以下仪器和用品：
橡胶管、秒表、温度计、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下图中仪器．
①写出本实验的化学方程式，并标出电子转方向和数目：
__________________________．
②设计实验方案：
在_________________下，测定________________________________．
③在答卷的图中将A、B、C、D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已画出）_______________．
④测定前，为避免NO被氧化为NO2，要用CO2排出锥形瓶和橡胶管中的空气：
在锥形瓶中加入铜片后松开K2弹簧夹，从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，此时K1处应进行的操作是____________，则空气已排尽．
（2）注入稀硝酸后，在给定条件下设计实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响：
温度25℃、50℃；时间t1、t2、t3；收集气体体积V1、V2．请完成下表：
____________
实验
编号
稀硝酸的浓度/（mol/L）
稀硝酸的体积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①
a
V
25
t1
V1
②
V
③
V
【答案】
相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）
松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止
实验
编号
稀硝酸的浓度/（mol/L）
稀硝酸的体积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①
a
V
25
t1
V1
②
b
V
25
t1（或t2）
V2（或V1）
③
a（或b）
V
50
t2（或t1）
V1（或V2）
（只要组合体现唯一变量、时间同则气体体积不同；时间不同则气体体积相同，均给分）
【解析】
【详解】
（1）①因铜失去电子，HNO3得到电子，铜作还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原为NO，化学方程式为：
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；电子转移方向和数目用单线桥表示为
；
②从所给的药品和仪器可知，本实验可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影响，而要探究一个影响因素，则必须保持其他影响因素一致，故若探究硝酸浓度对反应速率的影响，则温度相同，反之，若温度不同，则硝酸浓度相同；测定反应速率的快慢，可以通过测定相同时间内产生气体体积或产生相同体积的气体所需的时间来进行，故答案为：
相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）；相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）；
③根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而D为反应的发生装置，生成的气体通过软管进入量气管，将其中的水排出，即量气管起排水量气的作用，排出的水进入贮水管，而贮水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应D接C接B接A，故图为：
；
④由于量气管起到收集NO的作用，故要将锥形瓶到量气管间的空气排干净，从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，松开K1弹簧夹，在K1处接盛有澄清石灰水的烧杯，直到石灰水变浑浊时为止，故答案为：
松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止；
（2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因素一致，故若②的稀硝酸的浓度为b，则应保持温度与①的相同即25℃，而由于稀硝酸的浓度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2；既然①②对比试验探究的是浓度的不同对反应速率的影响，则①③探究的是温度的不同对反应速率的影响，故③中温度应为50℃，则稀硝酸的浓度应为a，而由于温度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2，故答案为：
实验
编号
稀硝酸的浓度/（mol/L）
稀硝酸的体积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①
a
V
25
t1
V1
②
b
V
25
t1（或t2）
V2（或V1）
③
a（或b）
V
50
t2（或t1）
V1（或V2）
。
5．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Na2S2O3，其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是____________，三颈烧瓶中发生反应的化学方程式______________。
（2）保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度（质量分数）可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方程式为2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6。
准确称取Wg样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂。
用0.1000mol·L－1碘的标准溶液进行滴定。
请回答：
①到达滴定终点的标志_______________。
②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Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M）。
③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Na2S2O3·5H2O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①和②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①和③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③和⑤
【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18.10
偏低CD
【解析】
【分析】
（1）根据仪器的结构和性能确定盛放Na2SO3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）①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；
②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；
③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响；
B．实验①、②的温度相等，c（H2SO4）相等，c（Na2S2O3）不相等，故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响；
C．实验①、③的温度相等，c（Na2S2O3）相等，c（H2SO4）不相等，反应速率不相等；
D．实验③、⑤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+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2；
（2）①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内不恢复原色，说明反应到达终点；
②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•5H2O的纯度为x，则：
2Na2S2O3•5H2O～2Na2S2O3～I2
2Mg1mol
Wxg18.10×10-3L×0.1000mol•L-1
故2Mg：
Wxg=1mol：
18.10×10-3L×0.1000mol•L-1，解得x=
%；
③局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积偏小，会使样品中Na2S2O3•5H2O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①、②的温度相等，c（H2SO4）相等，c（Na2S2O3）不相等，故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响，故B正确；
C实验①、③的温度相等，c（Na2S2O3）相等，c（H2SO4）不相等，③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③、⑤温度不相等，c（H2SO4）和c（Na2S2O3）也均不相等，实验②、④中c（H2SO4）和c（Na2S2O3）均相等，但温度不等，故实验②、④是探究温度对化学反应速率的影响，故D错误；
故答案为CD。
6．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：
（不考虑溶液混合所引起的体积缩小）
实验
序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
KMnO4溶液（含硫酸）
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t1
（1）通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1＝_________，T1＝_______；通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
（2）C组实验中溶液褪色时间t1______（填“＞”或“＜”）8s,C组实验的反应速率v（KMnO4）=_________________。
（用含有t1的式子表示）
（3）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n（Mn2＋）随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n（Mn2+）突变的可能的原因是：
______________。
【答案】1293B、C＜0.02/3t1mol·L－1·s－1生成的Mn2＋对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n（Mn2＋）突增
【解析】
【分析】
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