备战高考化学压轴题专题复习化学反应的速率与限度的推断题综合Word文件下载.docx

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【分析】

（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；

锌与盐酸反应放热；

②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是

，消耗盐酸的物质的量0.4mol；

（2）根据影响反应速率的因素分析；

（3）双氧水分解有气泡产生；

根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；

【详解】

（1）根据表格数据，2min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；

锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；

，消耗盐酸的物质的量0.04mol，

=0.2mol·

min-1；

（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；

B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；

C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；

（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；

根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理。

【点睛】

本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。

2．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

（1）某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，在400mL稀硫酸中加入足量的锌粉，标况下用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

①哪一时间段反应速率最大_______min（填“0～1”、“1～2”、“2～3”、“3～4”、“4～5”），原因是________。

②求3～4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变）。

（2）该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：

①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。

②实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是_______。

③要减慢上述实验中气体产生速率，可采取的合力措施有_______、_______（答两种）。

（3）某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是_______。

②该反应达到平衡状态的标志是_______（填字母）

A．Y的体积分数在混合气体中保持不变B．X、Y的反应速率比为3：

1

C．容器内气体压强保持不变D．容器内气体的总质量保持不变E．生成1molY的同时消耗2molZ

③2min内Y的转化率为_______。

【答案】2~3因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快.0.025mol·

min-1CuSO4与Zn反应生成的Cu附着在Zn表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率；

Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积；

升高温度等（答两种即可）3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）AC10%

（1）①相同时间内收集的气体体积越多，该反应速率越快；

温度越高化学反应速率越快；

②先计算生成氢气物质的量，再根据关系式计算消耗n（HCl），利用v=

计算盐酸反应速率；

（2）Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原电池，原电池反应比化学反应速率快；

②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag；

③从影响反应速率的因素分析；

（3）①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n（X）=（1.0-0.4）mol=0.6mol、△n（Y）=（1.0-0.8）mol=0.2mol、△n（Z）=（0.5-0.1）mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，据此确定化学方程式；

②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；

③Y的转化率=

×

100%；

（1）①相同通条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；

由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2∼3min，原因是：

该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；

②3∼4分钟时间段，收集的氢气体积=（576−464）mL=112mL，n（H2）=

=0.005mol，根据氢气和HCl关系式得消耗的n（HCl）=2n（H2）=2×

0.005mol=0.01mol，则v（HCl）=

=0.025mol/（L⋅min）；

（2）Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原电池，而加快化学反应速率；

②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用；

③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑，可采取的合力措施有：

增加锌的表面积；

升高温度或适当增大硫酸的浓度等；

（3）①根据图知,随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n（X）=（1.0−0.4）mol=0.6mol、△n（Y）=（1.0−0.8）mol=0.2mol、△n（Z）=（0.5−0.1）mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:

0.2mol:

0.4mol=3:

1:

2，则该反应方程式为3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）；

②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；

B．X、Y的反应速率比为3:

1时，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不一定达到平衡状态，故B错误；

C．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故C正确；

D．容器内气体的总质量一直保持不变，故D错误；

E．生成1molY的同时消耗2molZ，所描述的为同向反应过程，不能判断反应达到平衡状态，故E错误；

答案选AC；

100%=

100%=10%。

3．能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。

面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。

（1）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关，这是化学学科关注的方面之一。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）:

时间/min

氢气体积/mL（标况）

464

576

620

①哪一段时间内反应速率最大：

__________min（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）。

②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。

他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。

你认为可行的是____________（填字母序号）。

A．KCl溶液B．浓盐酸C．蒸馏水D．CuSO4溶液

（2）如图为原电池装置示意图：

①将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是_______（填字母）。

A．铝片、铜片B．铜片、铝片

C．铝片、铝片D．铜片、铜片

写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式：

_______________。

②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时的总反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

写出B电极反应式：

________；

该电池在工作时，A电极的质量将_____（填“增加”“减小”或“不变”）。

若该电池反应消耗了0.1molFeCl3，则转移电子的数目为_______。

【答案】2～3ACBCu-2e−=Cu2+Fe3++e−=Fe2+减小0.1NA

（1）①先分析各个时间段生成氢气的体积，然后确定反应速率最大的时间段。

②A．加入KCl溶液，相当于加水稀释；

B．加入浓盐酸，增大c（H+）；

C．加入蒸馏水，稀释盐酸；

D．加入CuSO4溶液，先与Zn反应生成Cu，形成原电池。

（2）①将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝发生钝化，铜失电子发生反应；

一组插入烧碱溶液中，铜不反应，铝与电解质发生反应，由此确定两个原电池中的负极。

由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式。

②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时A作负极，B作正极，则B电极，Fe3+得电子生成Fe2+；

该电池在工作时，A电极上Cu失电子生成Cu2+进入溶液。

若该电池反应消耗了0.1molFeCl3，则Fe3+转化为Fe2+，可确定转移电子的数目。

（1）①在1min的时间间隔内，生成氢气的体积分别为140mL、224mL、112mL、44mL，从而确定反应速率最大的时间段为2～3min。

答案为：

2～3；

②A．加入KCl溶液，相当于加水稀释，反应速率减慢但不影响生成氢气的体积，A符合题意；

B．加入浓盐酸，增大c（H+），反应速率加快且生成氢气的体积增多，B不合题意；

C．加入蒸馏水，稀释盐酸，反应速率减慢但不影响生成氢气的体积，C符合题意；

D．加入CuSO4溶液，先与Zn反应生成Cu，形成原电池，反应速率加快但不影响氢气的总量；

故选AC。

AC；

一组插入烧碱溶液中，铜不反应，铝与电解质发生反应，由此确定两个原电池中的负极分别为铜片、铝片，故选B。

由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式为Cu-2e−=Cu2+。

B；

Cu-2e−=Cu2+；

②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时A作负极，B作正极，则B电极上Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e−=Fe2+；

该电池在工作时，A电极上Cu失电子生成Cu2+进入溶液，A电极的质量将减小。

若该电池反应消耗了0.1molFeCl3，则Fe3+转化为Fe2+，可确定转移电子的数目为0.1NA。

减小；

0.1NA。

虽然铝的金属活动性比铜强，但由于在常温下，铝表面形成钝化膜，阻止了铝与浓硝酸的进一步反应，所以铝与浓硝酸的反应不能持续进行，铝作正极，铜作负极。

4．铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

回答下列问题：

（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。

原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。

除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为______________、______________；

高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和______________（填化学式）。

（2）已知：

①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）ΔH=+494kJ·

mol-1

②CO（g）+

O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ·

③C（s）+

O2（g）=CO（g）ΔH=-110kJ·

则反应Fe2O3（s）+3C（s）+

O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH=________kJ·

mol-1。

理论上反应________放出的热量足以供给反应__________所需的热量（填上述方程式序号）

（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的_____部分，主要反应的化学方程式为_________________________；

熔融造气炉相当于高炉的____部分。

（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是________________。

【答案】石灰石CaCO3

CaO+CO2↑CaO+SiO2

CaSiO3CO-355②③①炉身Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2炉腹用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）

（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可以加入石灰石，石灰石分解为氧化钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，方程式为CaCO3

CaO+CO2↑、CaO+SiO2

CaSiO3；

加入焦炭，先生成CO，最后生成CO2所以高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO；

利用盖斯定律将①+②×

3得到Fe2O3（s）+3C（s）+

O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH＝-355kJ·

mol-1，因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应；

（3）高炉炼铁时，炉身部分发生Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O2

2CO以及CaCO3

CaO+CO2↑，CaO+SiO2

CaSiO3反应；

（4）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应。

5．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：

时间/s

n（NO）/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

（1）写出该反应的平衡常数表达式：

K＝________，已知：

K（300℃）＞K（350℃），该反应是________反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）下图中表示NO2的变化的曲线是___，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率v＝__________。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是（______）。

a．v（NO2）＝2v（O2）b．容器内压强保持不变

c．v逆（NO）＝2v正（O2）d．容器内物质的密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（______）。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度

c．增大O2的浓度d．选择高效的催化剂

【答案】c2（NO2）/c2（NO）c（O2）放热b1.5×

10－3mol·

L－1·

s－1bcc

（1）2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）反应的平衡常数K=c2（NO2）/[c2（NO）·

c（O2）],因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知：

K（300℃）＞K（350℃），温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行，则该正反应为放热反应。

故答案为c2（NO2）/c2（NO）c（O2）；

放热；

（2）由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平衡,NO2是产物,随反应进行浓度增大。

平衡时NO浓度的变化量△c（NO）=（0.02mol−0.007mol）/2L=0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b；

2s内用NO表示的平均反应速率v（NO）=△n/V△t=（0.02mol−0.008mol）/（2L

2s）=3.0×

10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v（O2）=1/2v（NO）=1/2×

3.0×

10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×

10−3mol⋅L−1⋅s−1。

故答案为b；

1.5×

10−3mol⋅L−1⋅s−1；

（3）a.未指明正逆速率,若均表示同一方向反应速率,v（NO2）自始至终为v（O2）的2倍，不能说明达到平衡，故a错误；

b.容器体积不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内压强减小，当容器内压强保持不变，说明反应到达平衡，故b正确；

c.不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,V逆（NO）:

V正（O2）=2:

1,即V逆（NO）=2v正（O2），故c正确；

d.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，故d错误。

故答案为bc；

（4）a.及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故a错误；

b.适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故b错误；

c.增大O2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故c正确；

d.选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故d错误。

故答案为c。

6．反应A（g）

B（g）+C（g）在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。

温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。

（1）上述反应是______________（填”吸热反应”或”放热反应”），温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K（T1）_______K（T2）。

（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：

①平衡时体系总的物质的量为___________。

②反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=____________。

（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。

【答案】吸热反应小于小于0.085mol0.007mol/（L∙min）减小不变

由图象中的信息可知，T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；

温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。

（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T1小于T2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K（T1）小于K（T2）。

（2）A的初始浓度为0.050mol/L，则A的起始量为0.05mol。

若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则A的变化量为0.035mol，B和C的变化量同为0.035mol。

①平衡时体系总的物质的量为0.05mol-0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。

②容积为1.0L，则反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=

0.007mol/（L∙min）。

（3）A（g）

B（g）+C（g），该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。

在温度T1时，若增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。

要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。

7．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁，已知：

Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·

mol－1

C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·

mol－1。

则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_________________________________________________。

（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。

写出该电池的负极反应式：

__________________________________________________。

（3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ___________________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器

甲

乙

反应物投入量

1molCO2、3molH2

amolCO2、bmolH2、

cmolCH3OH（g）、cmolH2O（g）

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为______________________。

③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

a．容器中压强不变b．H2的体积分数不变c．c（H2）＝3c（CH3OH）

d．容器中密度不变e．2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：

2CO2（g）+6H2（g）

CH3OCH3（g）+3H2O（g）。

已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n（H2）/n（CO2）]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n（H2）/n（CO2），则K将__________；

该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+