备战高考化学易错题专题训练化学反应速率与化学平衡练习题含答案.docx
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备战高考化学易错题专题训练化学反应速率与化学平衡练习题含答案
2020-2021备战高考化学易错题专题训练-化学反应速率与化学平衡练习题含答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：
步骤1：
取8mL0.1
的KI溶液于试管,滴加0.1
的FeCl3溶液5～6滴,振荡；
请写出步骤1中发生的离子反应方程式：
_________________
步骤2:
在上述试管中加入2mLCCl4，充分振荡、静置；
步骤3：
取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.1
的KSCN溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。
探究的目的是通过检验Fe3+，来验证是否有Fe3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。
针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：
KI溶液过量，Fe3+完全转化为Fe2+，溶液无Fe3+
猜想二：
Fe3+大部分转化为Fe2+，使生成Fe（SCN）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
信息一：
乙醚比水轻且微溶于水，Fe（SCN）3在乙醚中的溶解度比在水中大。
信息二：
Fe3+可与
反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。
结合新信息，请你完成以下实验：
各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A、B中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处：
实验操作
预期现象
结论
实验1：
在试管A加入少量乙醚，充分振荡，静置
_____________
____________
实验2：
__________________________
若产生蓝色沉淀
则“猜想二”成立
【答案】
若液体分层，上层液体呈血红色。
则“猜想一”不成立在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡
【解析】
【分析】
【详解】
（1）KI溶液与FeCl3溶液离子反应方程式
；
（2）①由信息信息一可得：
取萃取后的上层清液滴加2-3滴K4[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：
往探究活动III溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色，
实验操作
预期现象
结论
若液体分层，上层液体呈血红色。
则“猜想一”不成立
实验2：
在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡
2．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：
已知：
Cr2O72-（橙色）+H2O
2CrO42-（黄色）+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。
（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是_____________________。
（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。
甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c（H+）增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c（H+）增大对平衡的影响。
你认为是否需要再设计实验证明？
__________（“是”或“否”），理由是____________________________________________________。
（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知pH增大
_____（选填“增大”，“减小”，“不变”）；
（4）分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。
（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。
实验
ⅰ
ⅱ
ⅲ
ⅳ
是否加入Fe2（SO4）3
否
否
加入5g
否
是否加入H2SO4
否
加入1mL
加入1mL
加入1mL
电极材料
阴、阳极均为石墨
阴、阳极均为石墨
阴、阳极均为石墨
阴极为石墨，阳极为铁
Cr2O72-的去除率/%
0.922
12.7
20.8
57.3
①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。
②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。
【答案】溶液变黄色否Cr2O72-（橙色）+H2O
CrO42-（黄色）+2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。
而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c（H+）平衡逆向移动的结果减小大于Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2OCr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率
【解析】
【分析】
根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。
【详解】
（1）由Cr2O72-（橙色）+H2O
2CrO42-（黄色）+2H+及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c和b（只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c的现象是：
溶液变为黄色。
（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。
甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c（H+）增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c（H+）增大对平衡的影响。
我认为不需要再设计实验证明，故填否。
理由是：
Cr2O72-（橙色）+H2O
CrO42-（黄色）+2H+正向是吸热反应，浓H2SO4溶于水会放出大量的热量而使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。
但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方向移动的，橙色加深只能是因为增大了c（H+）的结果。
（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知随着溶液的pH增大，上述平衡向正反应方向移动，
减小，而
增大，故
减小。
（4）向试管c继续滴加KI溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H2SO4后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO42-转化为Cr2O72-，Cr2O72-可以在酸性条件下将I-氧化，而在碱性条件下，CrO42-不能将I-氧化，说明+6价铬盐氧化性强弱为：
Cr2O72-大于CrO42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。
（5）①实验ⅱ中，Cr2O72-在阴极上放电被还原为Cr3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O。
②由实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理示意图可知，加入Fe2（SO4）3溶于水电离出Fe3+，在直流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe2+，Fe2+在酸性条件下把Cr2O72-还原为Cr3+。
如此循环往复，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率。
由此可知，实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因是：
阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，故在阴阳两极附近均在大量的Fe2+，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率。
【点睛】
本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。
3．某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大。
小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ：
此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；
猜想Ⅱ：
……。
（实验目的）探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因
（实验用品）仪器：
试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；
试剂：
0.1mol/LH2C2O4溶液、0.05mol/LKMnO4（硫酸酸化）溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容。
（1）草酸（H2C2O4，弱酸）与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为
（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是
（3）猜想Ⅱ可是:
___________________
要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是
（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。
试管A
试管B
加入试剂
实验现象（褪色时间）
结论
猜想Ⅱ正确
【答案】
（1）5H2C2O4+2MnO42—+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
（2）温度计（3）生成的Mn2+对该反应有催化作用，加快反应速率；MnSO4（s）和秒表
（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。
试管A
试管B
加入试剂
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4，少量MnSO4（s）
实验现象（褪色时间）
褪色较慢
褪色较快
结论
猜想Ⅱ正确
（加入试剂时只要A试管与B试管所加的0.1mol/LH2C2O4溶液、0.05mol/L酸性KMnO4体积相等即给分。
）
【解析】
试题分析：
猜想II：
影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂，而草酸与高锰酸钾溶液发生反应：
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大，反应物是溶液，无气体，故不能是反应物的浓度和压强对反应速率产生的影响，则只能是生成的产物又做了此反应的催化剂，加快了反应速率，故答案为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率；
（1）草酸中的碳元素被在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为CO2，高锰酸根能被还原为Mn2+，根据得失电子数守恒来配平可得离子方程式为：
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O；
（2）由于猜想I是认为可能是由于反应放热导致体系温度升高而加快了反应速率，故应测量反应前和反应开始后一段时间的温度变化，则还缺少温度计；
（3）猜想II是认为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，由于Cl-也能使高锰酸钾溶液褪色，故为了避免Cl-的干扰，故应补充MnSO4固体，通过测量溶液褪色的时间的长短来验证猜想，则还需的仪器是秒表；
（4）要通过对比实验来验证猜想Ⅱ，则实验B和实验A的试剂的选择应除了MnSO4固体不同，其他均应相同，故试管B内加入的试剂是在试管A试剂的基础上多加了MnSO4（s），由于结论是猜想II成立，则试管B的褪色时间应该比试管A的更快，故答案为
试管A
试管B
加入试剂
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、1mL0.05mol/L酸性KMnO4，少量MnSO4（s）
实验现象（褪色时间）
褪色较慢
褪色较快
结论
猜想Ⅱ正确
4．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，是工业上重要的还原性漂白剂，也是重要的食品抗氧化剂。
某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。
已知：
Na2S2O4是白色固体，还原性比Na2SO3强，易与酸反应（2S2O42-+4H+＝3SO2↑+S↓+2H2O）。
（一）锌粉法
步骤1：
按如图方式，温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，停止通入SO2，反应后得到ZnS2O4溶液。
步骤2：
将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中，过滤，滤渣为Zn（OH）2，向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体。
步骤3：
，经过滤，用乙醇洗涤，用120～140℃的热风干燥得到Na2S2O4。
（二）甲酸钠法
步骤4：
按上图方式，将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na2CO3溶液和乙醇。
温度控制在70～83℃，持续通入SO2，维持溶液pH在4～6，经5～8小时充分反应后迅速降温45～55℃，立即析出无水Na2S2O4。
步骤5：
经过滤，用乙醇洗涤，干燥得到Na2S2O4。
回答下列问题：
（1）步骤1容器中发生反应的化学方程式是______；容器中多孔球泡的作用是______。
（2）步骤2中“向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体”的原理是（用必要的化学用语和文字说明）______。
（3）两种方法中控制温度的加热方式是______。
（4）根据上述实验过程判断，Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为：
______。
（5）甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。
（6）两种方法相比较，锌粉法产品纯度高，可能的原因是______。
（7）限用以下给出的试剂，设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4。
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液______。
【答案】H2O+SO2=H2SO3，Zn+2H2SO3
ZnS2O4+2H2O或Zn+2SO2
ZnS2O4增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率溶液中存在：
Na2S2O4（s）
Na2S2O4（aq）
2Na+（aq）+
（aq）[或Na2S2O4（s）
2Na+（aq）+
（aq）]，增大c（Na+），平衡向逆反应方向移动水浴加热Na2S2O4在水中溶解度较大，在酒精中溶解度较小2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2Zn（OH）2难溶于水，易与Na2S2O4分离取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na2SO4
【解析】
【分析】
合成保险粉的反应物为Zn、SO2、H2O，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，停止通入SO2，反应后得到ZnS2O4溶液，据此分析解答。
【详解】
（1）合成保险粉的反应物有Zn、SO2、H2O，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，说明发生了：
H2O+SO2=H2SO3反应，最后反应得到ZnS2O4溶液，说明又发生了：
Zn+2H2SO3
ZnS2O4+2H2O反应，总过程也可以写成：
Zn+2SO2
ZnS2O4，多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积，加快气体的吸收速率；
（2）溶液中存在：
Na2S2O4（s）
Na2S2O4（aq）
2Na+（aq）+
（aq）[或Na2S2O4（s）
2Na+（aq）+
（aq）]，增大c（Na+），平衡向逆反应方向移动，所以向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体；
（3）根据温度控制在40～45℃可知需要控制温度的加热方式一般是水浴加热；
（4）根据步骤2中将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中，过滤，滤渣为Zn（OH）2，向滤液中加入食盐，才析出Na2S2O4•2H2O晶体，可知Na2S2O4在水中溶解度较大；根据步骤5析出的晶体用无水乙醇洗涤的目的是使晶体迅速干燥，避免溶解而减少损耗，可知其在酒精中溶解度较小；
（5）由题意可知甲酸钠、二氧化硫、碳酸钠反应生成Na2S2O4，同时生成二氧化碳，反应的方程式为2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2；
（6）锌粉法产品纯度高，可能的原因是Zn（OH）2难溶于水，易与Na2S2O4分离；
（7）设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4，要避免Na2S2O4干扰，所以取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na2SO4。
5．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。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
（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下图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.___________________。
【答案】探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率相同时间内产生O2的体积生成相同体积O2所需要的时间随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢0.11mol·L－1MnO2的质量有没有改变MnO2的化学性质有没有改变
【解析】
【详解】
I.
（1）实验①和②中H2O2的浓度不同，其它条件相同，故实验目的是探究浓度对反应速率的影响；实验时没有观察到明显现象是因为反应太慢，那么就要采取措施加快反应，可以向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。
（2）从图可以看出产生O2的最终体积相等，但溶液的酸碱性不同，反应速率不同，在碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
II.
（1）通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢时可以看相同时间内产生O2的体积，或生成相同体积O2所需要的时间。
（2）从图可以看出，反应开始后，在相同的时间内生成的O2的体积逐渐减小，反应速率变慢，那么造成反应变慢的原因是随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；反应在进行到4min时O2的体积不再改变，说明反应完全，生成O2的物质的量为：
60×10-3L÷22.4L/mol=2.7×10-3mol，根据反应2H2O2＝2H2O＋O2↑,生成2.7×10-3molO2，需要消耗H2O2的物质的量为5.4×10-3mol，则H2O2的物质的量浓度为：
5.4×10-3mol÷0.05L=0.11mol·L－1；要探究MnO2是不是起到催化作用，根据催化剂在反应中的特点：
反应前后质量和性质没有发生改变，所以需要补做实验来确定MnO2的质量有没有改变、MnO2的化学性质有没有改变。
6．某小组研究了铜片与
反应的速率，实现现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡，溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡，溶液蓝色明显变深，液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素，小组进行如下实验。
实验I：
监测上述反应过程中溶液温度的变化，所得曲线如下图。
实验II：
②-④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、
。
结果显示：
对
和
反应速率的影响均不明显，
能明显加快该反应的速率。
实验III：
在试管中加入铜片和
，当产生气泡较快时，取少量反应液于试管中，检验后发现其中含有
。
（1）根据表格中的现象，描述该反应的速率随时间的变化情况：
____________。
（2）实验
的结论：
温度升高___________（填“是”或“不是”）反应速率加快的主要原因。
（3）实验II的目的是：
__________。
（4）小组同学查阅资料后推测：
该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。
请结合实验II、III，在下图方框内填入相应的微粒符号①____②_____，以补全催化机理。
（5）为验证（4）中猜想，还需补充一个实验：
__________（请写出操作和现象）。
【答案】反应速率先变快后变慢不是检验
能否加快铜和硝酸反应的速率
在试管
中均加入相同的铜片和等体积的
硝酸，向
中加入
固体，产生气泡的速率
比
快。
【解析】
【分析】
（1）表格中的现象变化：
极少气泡→较多气泡→大量气泡→较少气泡；
（2）5—30min，温度不变，但是15—30min，反应速率加快；
（3）实验II结论：
对
和
反应速率的影响均不明显，
能明显加快该反应的速率；
（4）结合实验II与实验III，实验II：
可知
能明显加快该反应的速率。
实验III：
发现其中含有
。
再根据化合价的升降可判断；
（5）中间产物为
；
【详解】
（1）根据表格中的气泡多少的现象，可知该反应的速率随时间的变化情况：
反应速率先变快后变慢；
（2）由分析可知，温度不变时反应速率却加快，故温度升高不是反应速率加快的主要原因；
（3）由分析可知，实验II的目的是：
检验
能否加快铜和硝酸反应的速率；
（4）Cu→Cu2+，化合价升高，则①→②的化合价降低，故①为
，②为
；
（5）验证中间产物
加快了反应速率，则可以在试管
中均加入相同的铜片和等体积的
硝酸，向
中加入
固体，产生气泡的速率
比
快。
7．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。
设计实验方案如下（实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4）：
甲组：
通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。
某同学进行实验，其中A、B的成分见表：
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