化学化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案.docx
《化学化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
化学化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案
【化学】化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。
请回答相关问题。
（1）定性分析：
如图1可通过观察_______，定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为0.05mol/LFe2（SO4）3更为合理，其理由是_______。
（2）定量分析：
如图2所示，实验时均生成40mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。
实验中需要测量的数据是_________。
（3）加入0.10molMnO2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3所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式________________。
②实验时放出气体的总体积是________mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：
___＞___＞___＞___。
解释反应速率变化的原因___________________。
④H2O2的初始物质的量浓度是___________（请保留两位有效数字）。
【答案】产生气泡的快慢消除阴离子不同对实验的干扰产生40mL气体所需的时间2H2O2
2H2O+O2↑60DCBA随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢0.11mol/L
【解析】
【详解】
⑴该反应中产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断；氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，答案为：
两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：
关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=
知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，答案为：
分液漏斗，关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；产生40ml气体所需要的时间。
⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；
①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：
2H2O2
2H2O+O2↑；
②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60mL；
③根据图象结合v=
知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A；
反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，
④设双氧水的物质的量为x，
2H2O2
2H2O+O2↑
2mol22.4L
x0.06L
x=
=0.0054mol，
所以其物质的量浓度=
=0.11mol·L-1，故答案为0.11mol·L-1．
2．某化学探究小组为研究影响化学反应速率的因素，进行了如下探究实验。
根据实验内容完善下列实验报告。
（1）该实验的目的为_________________________。
（2）该实验过程中用到的玻璃仪器有_________________________。
（3）过程体验
实验内容
实验现象
实验结论
（1）将两块一样大小的镁条、铁片分别同时加入等体积的0.5mol.L-1的盐酸中。
①与盐酸反应产生气泡的速率快。
影响化学反应速率大小的内因为___②________。
（2）将等体积等浓度（3mol.L-1）的盐酸两份分别同时加入盛有等质量的块状碳酸钙及粉末状碳酸钙的试管中。
③状CaCO3与盐酸反应产生气泡的速率快。
参加反应的固体物质颗粒④，与其他反应物的接触面积⑤____，化学反应速率越快。
（3）分别将两块同样大小的铁片同时加入等体积不同浓度（3mol.L-1、5mol.L-1、）的盐酸中.
铁片与__⑥__盐酸反应产生气泡的速率快。
反应物的浓度__⑦___，化学反应速率越快。
（4）分别将两块同样大小的铁片放入盛有等体积0.5mol.L-1盐酸的甲乙两试管中，再将甲试管用酒精灯加热，对比观察现象。
⑧（填“甲”或“乙”）试管中产生气泡多且快。
温度____⑨______，化学反应速率越快。
【答案】探究影响化学反应速率的因素试管、胶头滴管镁条反应物本身的性质粉末越小越大5mol/L越大甲越高
【解析】
【分析】
（1）据题干所给信息“某化学探究小组为研究影响化学反应速率的因素”解答；
（2）该实验主要是试管实验，需要试管和胶头滴管；
（3）影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，另外外界的温度、反应物浓度、气体的压强、外加催化剂以及固体的接触面积对反应速率也有影响，据此解答。
【详解】
（1）为研究影响化学反应速率的因素进行的探究实验，所以实验目的为：
探究影响化学反应速率的因素。
故答案为探究影响化学反应速率的因素；
（2）实验在试管中进行，需要胶头滴管滴加液体，所以用到的玻璃仪器有试管、胶头滴管；
（3）实验
（1），镁比铁活泼，与同浓度的盐酸反应，镁反应速率快，得到的实验结论为：
影响化学反应速率大小的内因为反应物本身的性质。
实验
（2）固体的接触面积越大反应速率越快，则粉末状CaCO3与盐酸反应产生气泡的速率快；得到的实验结论为参加反应的固体物质颗粒越小，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越快。
实验（3）反应物浓度越大反应速率越快，则铁片与5mol/L盐酸反应产生气泡的速率快；得到的结论为反应物的浓度越大，化学反应速率越快。
实验（4）温度越高反应速率越快，则甲的反应速率高，得到的结论为温度越高，化学反应速率越快。
【点睛】
控制变量法探究影响化学反应速率的因素：
影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。
变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。
解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。
然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。
然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。
3．二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
）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.
ii.
①反应i的化学平衡常数表达式
___________。
②焙烧
制取
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
转化率的生产条件进行了研究，结果如图2、图3所示。
①图2是在常压（
）下的研究结果，请在图2中用虚线画出
下
转化率与反应温度的关系图______。
②常压下，要提高
的转化率，应选择的生产条件是____________焙烧
。
③图3中，焙烧
时，
的转化率：
干空气<湿空气，原因是______________。
【答案】
保持
的浓度，降低
的浓度，使平衡正向移动，提高碳酸锰的转化率
湿空气中，
左右干空气中没有催化剂，反应速率比湿空气中慢，
时未达到平衡。
【解析】
【分析】
（1）考查平衡常数表达式以及盖斯定律；
（2）焙烧时持续通入空气，并不断抽气的目的可以从
的平衡正向移动入手；
（3）增压
平衡逆向移动。
未达到平衡的某个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。
【详解】
（1）①固体不写进平衡常数表达式，故K=
；
②热化学方程式i扩大倍数2，再加上方程式ii，可得到焙烧
制取
的热化学方程式
；
（2）焙烧时持续通入空气，并不断抽气分离出CO2，
的平衡会正向移动，故答案为保持
的浓度，降低
的浓度，使平衡正向移动，提高碳酸锰的转化率；
（3）①增压
平衡逆向移动，相同温度条件下物质转化率降低，则作图为：
；
②结合图2和图3，湿空气中，
左右，焙烧
的转化率较高；
③8h时干空气中未达到平衡，物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到，故答案为干空气中没有催化剂，反应速率比湿空气中慢，
时未达到平衡。
4．毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2•2H2O的流程如下：
（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是____________________。
实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的______________。
a．烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管
（2）加入NH3•H2O调节pH=8可除去_____（填离子符号），滤渣Ⅱ中含______（填化学式）。
加入H2C2O4时应避免过量，原因是_________________。
已知：
Ksp（BaC2O4）=1.6×10﹣7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10﹣9
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
（3）利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。
已知：
2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2OBa2++CrO42﹣═BaCrO4↓
步骤Ⅰ：
移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol•L﹣1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加的盐酸体积为V0mL。
步骤Ⅱ：
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol•L﹣1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的______________（填“上方”或“下方”）。
BaCl2溶液的浓度为______________mol•L-1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将______________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】增大接触面积从而使反应速率加快acFe3+Mg（OH）2、Ca（OH）2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少上方
偏大
【解析】
【分析】
制备BaCl2•2H2O的流程：
毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），向其中加盐酸溶解，碳酸钡和盐酸反应：
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，然后加入氨水，调节溶液的pH为8，由于Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，此时只有Fe3+完全沉淀，所以滤渣1为Fe（OH）3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，再加入氢氧化钠溶液调节pH=12.5，Ca2+完全沉淀时的pH为13.9，Mg2+完全沉淀时的pH为11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，滤渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，然后再加入H2C2O4，得到CaC2O4沉淀，除去Ca2+，将滤液蒸发浓缩冷却结晶可得到BaCl2•2H2O。
（1）可以通过增大固体反应物的接触面积方法增大反应速率；根据配制物质的量浓度溶液的要求确定需要使用的仪器；
（2）根据流程图和表中数据分析加入NH3•H2O调节pH=8，利用不同金属阳离子形成沉淀的pH的不同，确定沉淀的成分及去除的离子；结合加入H2C2O4的量的多少，分析发生的反应及造成的影响；
（3）根据滴定管的构造分析0刻度在滴定管的位置；利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行，根据反应中物质的相应量的关系，计算出BaCl2溶液的浓度；然后根据操作分析消耗标准溶液的体积多少，判断误差，据此判断。
【详解】
（1）毒重石是固体物质，由于化学反应的速率与反应物的接触面积有关，所以可以将毒重石在用盐酸浸取前充分研磨的方法，增大反应物的接触面积，提高反应速率；在实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，需先计算出浓盐酸的体积和水的体积，用量筒量取；浓盐酸稀释为稀盐酸，需用烧杯作为容器，并用玻璃棒搅拌加速溶解，所以除量筒外还需使用量筒、玻璃棒，选项是ac；
（2）根据流程图和表中数据可知：
Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，加入氨水，调节溶液的pH为8，发生反应：
Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，Fe3+完全沉淀，滤渣1为Fe（OH）3；加入氢氧化钠调节pH=12.5，由于Ca2+完全沉淀时的pH为13.9，Mg2+完全沉淀时的pH为11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，滤渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2，溶液中主要含Ca2+、Ba2+，Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9，易形成CaC2O4沉淀，加入H2C2O4时应避免过量，防止CaC2O4沉淀完全后，过量的H2C2O4会导致生成BaC2O4沉淀，使产品的产量减少；
（3）无论酸式还是碱式滴定管，0刻度都位于滴定管的上方；步骤Ⅱ：
待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol/L盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL，则发生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O的盐酸的物质的量为：
V1×10-3×bmol，步骤Ⅰ：
用bmol/L盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL，加入的总盐酸的物质的量：
V0×10-3×bmol，Ba2++CrO42-═BaCrO4↓，与Ba2+反应的CrO42-的物质的量为V0×10-3×bmol-V1×10-3×bmol=（V0-V1）b×10-3mol，步骤Ⅱ：
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，所以BaCl2溶液的浓度为：
c（BaCl2）=
mol/L=
mol/L；若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则V1减小，使得Ba2+浓度测量值将偏大。
【点睛】
本题考查了实验室利用毒重石制备BaCl2•2H2O的设计方法，侧重考查影响反应速率的因素、实验基本操作、沉淀溶解平衡的应用等知识，实验步骤结合物质的性质分析是解答的关键。
5．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/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
_________
_________
测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为__________________（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明____________________；实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3＋）＝____________mol·L－1·min－1（用代数式表示）。
（4）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：
___________________________；
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2O
的浓度可用仪器测定]
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
_____________
_____________
（6）某化学兴趣小组要完成中和热的测定，实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是___、_____。
（7）他们记录的实验数据如下:
实验用品
溶液温度
中和热
t1
t2
ΔH
①
50mL
0.55mol·L-1
NaOH溶液
50mL
0.5mol·L-1
HCl溶液
20℃
23.3℃
②
50mL
0.55mol·L-1
NaOH溶液
50mL
0.5mol·L-1
HCl溶液
20℃
23.5℃
已知:
Q=cm（t2-t1）,反应后溶液的比热容c为4.18kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1g·cm-3。
计算完成上表中的ΔH_________________________。
（8）若用KOH代替NaOH,对测定结果____（填“有”或“无”）影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果ΔH____（填“偏大”或“偏小”无影响）。
【答案】2020CO2溶液pH对该反应的速率有影响2（c0-c1）/t1Al3＋起催化作用SO42—起催化作用用等物质的量的K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72—）大于实验①中的c（Cr2O72—）则假设一成立，若两溶液中的c（Cr2O72—）相同，则假设一不成立量筒温度计-56.85kJ·mol-1无偏大
【解析】
【分析】
（1）①②中pH不同，是探究pH对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响；
（2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，Cr2O72-转化为Cr3+，根据电子守恒来计算；
（3）实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，根据公式求算；
（4）根据铁明矾的组成分析；
（5）做对比实验：
要证明Fe2+起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe2+存在时的实验，用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验；
（6）根据中和热测定的实验步骤选用需要的仪器，然后判断还缺少的仪器；
（7）先求出2次反应的温度差，根据公式Q=cm△T来求出生成0.025mol的水放出热量，最后根据中和热的概念求出中和热；
（8）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关。
【详解】
（1）①②中pH不同，是探究PH对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响，故答案为
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/mL
③
20
20
（2）草酸中碳元素化合价为+3价，氧化产物为CO2，被氧化为+4价，化合价共升高2价，Cr2O72-转化为Cr3+，化合价共降低了6价，根据电子守恒，参加反应的Cr2O72-与草酸的物质的量之比为是1：
3，离子方程式为：
Cr2O72-+3H2C2O4+8H+=6CO2↑+2Cr3++7H2O，故答案为Cr2O72-+3H2C2O4+8H+=6CO2↑+2Cr3++7H2O；
（3）由实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，所以溶液pH对该反应的速率有影响，v（Cr3+）=2v（Cr2O72-）=2（c0-c1）/t1mol•L-1•min-1，故答案为2（c0-c1）/t1溶液pH对该反应的速率有影响；
（4）根据铁明矾[Al2Fe（SO4）4•24H2O]组成分析，Al3+起催化作用；SO42-起催化作用，故答案为Al3+起催化作用；SO42-起催化作用；
（5）要证明Fe2+起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe2+存在时的实验，所以要选K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O，注意由于需要控制Al3+和SO42-浓度比，不要选用K2SO4和Al2（SO4）3；用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立；故答案为
实验方案
预期实验结果和结论
用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立
（6）中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量温度，所以还缺少量筒、温度计，故答案为量筒、温度计；
（7）第1次反应前后温度差为：
3.3℃，第2次反应前后温度差为：
3.5℃，平均温度差为3.4℃，50mL0.55mol•L-1NaOH溶液与50mL0.5mol•L-1HCl溶液混合，氢氧化钠过量，反应生成了0.025mol水，50mL0.5mol•L-1盐酸、0.55mol•L-1NaOH溶液的质量和为：
m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×100g×3.4℃=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ×1mol/0.025mol=-56.8kJ，即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ•mol-1,故答案为-56.8kJ•mol-1；
（8）KOH代替NaOH对结果无影响，因为二者都是强碱，与HCl反应生成易溶盐和水，所以中和热不变；醋酸电离过程为吸热过程，所以用醋酸代替HCl做实验，反应放出的热量偏小，但△H偏大；故答案为无；偏大。
【点睛】
本题考查了化学实验方案的设计与评价，涉及了探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用和中和热测定，重铬酸根与草酸反应为一比较熟悉的反应，试题考查了从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力等，中和热的测定侧重考查了实验的测定原理。
6．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min）
1
2
3
4
5
氢气体积（mL）（标况下）
50
120
232
290
310
（1）哪一时间段（指①0～1、②1～2、③2～3、④3～4、⑤4～5min，下同）反应速率最大______ （填序号，下同），原因是____________________________________________．
（2）哪一段时段的反应速率最小______，原因是
升级会员 