学年人教版选修4 第2章第1节 化学反应速率 作业 2.docx

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学年人教版选修4第2章第1节化学反应速率作业2

第1节化学反应速率

1.H2O2分解速率受多种因素影响。

实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快

B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快

C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快

D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大

2.可逆反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）的v－t图像如下图，如若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v－t图像如下右图：

①a1＞a2　②a1＜a2　③b1＞b2　④b1＜b2　⑤t1＞t2　⑥t1＝t2　⑦两图中阴影部分面积相等　⑧右图中阴影部分面积更大

以上说法中正确的是（　　）

A．②③⑤⑧

B．①④⑥⑧C．②④⑤⑦

D．①③⑥⑦

3.某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A（g）＋xB（g）

2C（g），达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：

下列说法中正确的是（　　）A．30～40min间该反应使用了催化剂

B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30min时降低温度，40min时升高温度

D．30min时减小压强，40min时升高温度

4.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。

一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0～t1阶段c（B）未画出]。

图乙为t2时刻后改变条件体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同。

已知，t3～t4阶段使用催化剂。

下列说法正确的是（　　）

A．若t1＝15s，生成物C在t0～t1时间段的反应速率为0.004mol·L－1·s－1

B．t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度

C．B的起始物质的量为0.02mol

D．t5～t6阶段可能是增大压强

5.氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式为

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1

当该反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．图中t1时刻引起平衡移动的条件可能是升高温度

B．表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t5～t6C．温度为T℃时，将2amolH2和amolN2充入0.5L密闭容器中，充分反应后N2的转化率为50%，则该温度时反应的平衡常数为16/a2

D．在t2～t3时间段，保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，N2的浓度不变

6.乙酸乙酯能发生如下水解反应：

CH3COOC2H5＋H2O

CH3COOH＋C2H2OH，已知该反应的速率随c（H＋）的增大而加快，CH3COOC2H5的水解速率随时间变化的曲线如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．该反应的平衡常数表达式为K＝

B．反应初期水解速率增大可能是溶液中c（H＋）逐渐增大造成的C．A、B两点表示的c（CH2COOC2H5）相等

D．图中t0时反应达到平衡状态

7.NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。

有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

（1）用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：

2NO2（g）＋H2O（l）===HNO3（aq）＋HNO2（aq）ΔH＝－116.1kJ·mol－1

3HNO2（aq）===HNO3（aq）＋2NO（g）＋H2O（l）ΔH＝75.9kJ·mol－1

反应3NO2（g）＋H2O（l）===2HNO3（aq）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。

写出电解时阳极的电极反应式：

_____________________________________。

（3）用酸性（NH2）2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与（NH2）2CO生成N2和CO2的反应。

写出该反应的化学方程式：

____________________________________。

（4）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。

①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为________mol。

②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图1）。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______________________

________________________________________________________________________；

当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________________。

8.某兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：

0.20mol·L－1与0.40mol·L－1的HCl溶液、0.2mol·L－1与0.40mol·L－1的CH3COOH溶液、0.10mol·L－1CuCl2、锌片（形状、大小、质量相同）、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298K和308K。

（1）酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

（2）若

（1）中实验①锌片消失的时间是20s，则锌片剩余质量与时间关系图如下图。

假设：

该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2。

请你在此图中大致画出“实验②”（用实线）、“实验④中醋酸实验”（用虚线）的锌片质量与时间关系曲线。

（3）某实验小组在做

（1）中实验④时误加少量0.10mol·L－1CuCl2溶液，发现反应速率与

（1）中实验①接近。

该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三。

假设一：

Cu2＋对该反应起催化剂作用

假设二：

Cl－对该反应起催化剂作用

假设三：

________________________________________________________________________

…

（4）请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象。

9.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：

MnO

＋H2C2O4＋H＋―→

Mn2＋＋CO2↑＋H2O（未配平）

用4mL0.001mol·L－1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L－1H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。

改变的条件如下：

（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。

（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验______________和__________（用Ⅰ～Ⅳ表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验__________和__________。

（3）对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究____________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ加入1mL蒸馏水的目的是____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

10.有硫酸酸化的草酸（H2C2O4，二元弱酸）溶液能将KMnO4溶液中的MnO

转化为Mn2＋。

某化学小组研究发现，少量MnSO4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）常温下，控制KMnO4溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。

（2）该反应的离子方程式_________________________________________________________。

（3）若t1＜t2，则根据实验①和②得到的结论是________________________________________。

（4）请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用，完成下表中内容。

（5）化学小组滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度：

取ag草酸晶体（H2C2O4·2H2O，摩尔质量126g·mol－1）溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4酸化，再用KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO4溶液VmL。

滴定到达终点的现象是______________________________________________________________；

实验中所需的定量仪器有__________（填仪器名称）。

该KMnO4溶液的物质的量浓度为______mol·L－1。

11.地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为4Fe＋NO

＋10H＋===4Fe2＋＋NH

＋3H2O。

（1）研究发现：

随着KNO3溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。

课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO3的还原产物可能是___________（写化学式）。

（2）实验发现：

反应一段时间后，反应体系中NH

的浓度在增大，Fe2＋的浓度却没有增大，可能的原因是_____________________________________________________________

（填字母）。

a．生成的Fe2＋水解

b．Fe2＋被氧化生成Fe3＋

c．Fe2＋被还原成Fe

（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。

可能用到的试剂和仪器：

粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2.0mol·L－1KNO3、0.1mol·L－1H2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。

①设计实验方案：

在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定_____________________

（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。

②参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：

数据用字母表示）。

12.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在四支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体所需的时间，实验记录如下：

请回答：

（1）过氧化氢分解的化学方程式是__________________________________________________。

（2）实验①、②是研究__________对反应速率的影响。

（3）实验测得t1>t3，原因是_________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（4）实验①、④的测定过程如下图，曲线a对应的实验序号是__________（填“①”或“④”）。

13.一定温度下，在2L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10s时，用Z表示的反应速率为_______________________________

________，X的物质的量浓度减少了__________________________________________，

Y的转化率为_____________________________________________________________。

（2）该反应的化学方程式为___________________________________________________。

（3）10s后的某一时刻（t1）改变了外界条件，其速率随时间变化的情况如图所示，则下列说法正确的是________（填字母）。

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

14.氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为“绿色氧化剂”，因而受到人们越来越多的关注。

Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。

在常温下按照如下表所示的方案完成实验。

（1）实验①和②的目的是_________________________________________________________。

同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。

资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。

为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________（填一种方法即可）。

（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。

分析该图能够得出的实验结论是___________________________________________

_______________________________________________________________________。

Ⅱ.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。

为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图2所示的实验装置进行实验。

（1）某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量________________________________________________________________________

或______________________________________________________________________来比较。

（2）0.1gMnO2粉末加入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3所示。

请解释化学反应速率变化的原因：

___________________________________。

请计算H2O2的初始物质的量浓度为_________________（保留两位有效数字）。

为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用，需补做下列实验（无需写出具体操作）：

a.__________________________；b.____________________。

15.乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。

实验室制备乙酸乙酯的化学方程式：

CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O，为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸收剂的作用，某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验。

实验开始先用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min。

实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：

（1）实验D的目的是与实验C相对照，证明H＋对酯化反应具有催化作用。

实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是__________mL和__________mol·L－1。

（2）分析实验__________（填实验编号）的数据，可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。

浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是_______________________________

_______________________________________________________________________________。

（3）加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是______________________________________________________________________

________________________________________________________________________（答出两条即可）。

答案解析

1.【答案】D

【解析】A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1mol·L－1的NaOH时H2O2的分解速率比1mol·L－1的NaOH时快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，H2O2分解速率快，正确。

2.【答案】C

【解析】可逆反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）的v－t图像如图，如若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，催化剂加快反应速率，则a1＜a2、b1＜b2；使用催化剂缩小达到化学平衡的时间，则t1＞t2；阴影部分的面积为反应物浓度的变化量，平衡状态没有改变，则阴影部分面积相同；综上所述②④⑤⑦说法正确。

3.【答案】D

【解析】若使用催化剂，则化学反应速率加快，A、B、C的浓度不变，A项不正确；由第一个图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的计量数相同，都为1，由第二个图可知，30min时改变的条件为减压，40min时改变的条件为升温，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B、C项不正确，D项正确。

4.【答案】A

【解析】v（C）＝

＝

＝0.004mol·L－1·s－1，A正确；在t4～t5阶段，平衡没有移动，反应速率减小，则是减小了压强；由图分析可知反应方程式是3A（g）鸠馚（g）＋2C（g），再由化学计量数之比等于Δc之比，求出Δc（B）＝0.03mol·L－1，则起始浓度为0.02mol·L－1，求出容器体积为2L，B和C错误；t5～t6阶段改变的条件应是升高温度，D错误。

5.【答案】D

【解析】该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。

t1时v正和v逆同时增大，且v正＞v逆，说明平衡正向移动，故引起平衡移动的条件应为增大压强，NH3的含量升高，t2～t3处于平衡状态，t3时v正、v逆同时增大，且v正＜v逆，说明平衡逆向移动，故改变的条件应为升高温度，NH3的含量降低，t4～t5处于平衡状态。

t5时v正、v逆同时增大，且v正＝v逆，说明平衡不移动，故改变的条件应为加入催化剂，NH3的含量不变。

由上述分析可知t2～t3时间段内NH3的含量最高，A、B项错误；温度为T℃时，利用“三段式”法可得，平衡时c（N2）＝

＝amol·L－1，c（H2）＝

＝amol·L－1，c（NH3）＝2amol·L－1，故K＝

＝

，C项错误；保持容器容积不变，充入一定量的惰性气体，平衡不移动，N2的浓度不变，D项正确。

6.【答案】B

【解析】由于乙酸乙酯的水解反应中，水不是溶剂而是反应物，因此水也应计入平衡常数表达式中。

K＝

，A错；本题中影响反应速率的因素是反应物浓度和c（H＋），t0前c（H＋）增大对反应速率起主要作用，因此速率加快，t0后反应物浓度减小对反应速率起主要作用，因此速率减慢，B正确；图中纵坐标表示的是反应速率而不是浓度，且随着反应的进行，乙酸乙酯的浓度不断减小，C错；t0时表示反应速率达最大，而非达到平衡状态，D错。

7.【答案】

（1）－136.2　

（2）HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋N

　（3）2HNO2＋（NH2）2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O　（4）①

　②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大　催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO

【解析】

（1）将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③，根据盖斯定律可知，③＝（①×3＋②）/2，则ΔH＝（－116.1kJ·mol－1×3＋75.9kJ·mol－1）/2＝－136.2kJ·mol－1。

（2）由题给信息可知，反应物为HNO2（弱酸），生成物为HNO3，因此阳极反应式为HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋N

。

（3）由题给信息可知，反应物为HNO2、（NH2）2CO，生成物为CO2和N2，根据氧化还原反应方程式的配平方法可写出该反应的化学方程式为2HNO2＋（NH2）2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O。

（4）①NH3中N的化合价为－3，NO2中N的化合价为＋4，N2中N的化合价为0，每生成1molN2，有8/7的N由－3价变为0价，被氧化的N的物质的量为8/7mol，因此每生成1molN2转移的电子数为24/7mol。

②温度升高，反应速率增大，同时催化剂的活性增大也会提高反应效率。

一段时间后催化剂活性增大幅度变小，主要是温度升高使反应速率增大。

当温度超过一定值时，催化剂的活性下降，同时氨气与氧气反应生成NO而使反应速率减小。

8.【答案】

（1）④298　0.20mol·L－1　实验目的a.不同温度　b．不同浓度

（2）

（3）形成Zn—Cu原电池，加快反应速率（其它答案合理亦可）

（4）实验步骤：

①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中

预期现象：

产生氢气的速率②大于①，证明构成原电池后可以大大加快反应速率

【解析】

（1）实验①和②的不同点是实验的温度，所以是探究不同温度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验①和③的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别，所以实验④的温度是298K，醋酸的浓度是0.20mol·L－1。

（2）该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍，温度、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的

，与①比较，②温度升高10℃，反应速率是原来的2倍，所以②反应时间缩短到10s；④的反应速率是①的

，则反应时间是①的2倍，即20s×2＝40s，据此画出图像为

。

（3）Zn置换出Cu，构成Zn—Cu原电池，能够加快反应速率，所以假设3：

形成Zn—Cu原电池，加快反应速率。

（4）设计对照试验，其中一个为原电池，如：

①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，过程中铜电极不反应，锌电极产生氢气；

②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中，可以观察到在铜电极上迅速产生氢气，产生氢气的速率大于①，根据①②可知，Zn—Cu构成原电池后可以大大加快反应速率。

9.【答案】

（1）2∶5　

（2）Ⅰ　Ⅱ　Ⅰ　Ⅲ　（3）氢离子浓度（硫酸溶液的浓度）　确保所有实验中KMnO4、H2C2O4浓度不变和总体积不变

【解析】

10.【答案】

（1）50