化学反应速率。
a组·全员必做题。
1.据新化网报道,加拿大卡尔加里大学的两位研究者柯蒂斯和西蒙发明了一种新型“电催化剂”,能够非常高效且廉价地将电能转化成化学能。该新型“电催化剂”是一种多孔金属氧化物固体,用于在电解器中催化水分解为氢气与氧气的一种特殊催化剂。
下列说法中不正确的是( )
a.使用电催化剂,加快了水的分解速率。
b.金属氧化物固体的量越多,水分解速率越快。
c.反应一段时间,过滤、洗涤、干燥后发现金属氧化物固体的质量没有发生变化。
d.金属氧化物固体的多孔结构利于提高催化剂的效率。
解析:催化剂的用量对化学反应速率有影响,在一定用量范围内,随着用量增加,反应时间缩短,反应速率加快;但催化剂的用量增加到一定值后,反应时间和反应速率不再改变,故b项错误。
答案:b2.a、b、c三个容器,分别发生合成氨反应,经过相同的一段时间后,测得:
则三个容器中合成氨的反应速率( )
a.v(a)>v(b)>v(c) b.v(b)>v(c)>v(a)
c.v(c)>v(a)>v(b) d.v(b)>v(a)>v(c)
解析:合成氨的反应方程式是3h2(g)+n2(g) 2nh3(g)(条件略)。换算成同一物质来表示该反应的化学反应速率即可进行比较。
根据物质的反应速率之比等于物质的计量数之比,也可以换算成“vk=v(某物质)/该物质的计量数”(单位略):v(a)k=3/3=1、v(b)k=3/1=3、v(c)k=4/2=2,进行比较即可,选b项。
答案:b3.(2016·北京六十六中学期中)升高温度时,化学反应速率加快原因的合理解释是( )
a.该化学反应的过程是吸热的。
b.该化学反应的过程是放热的。
c.分子运动速率加快,使反应物分子的碰撞机会增多。
d.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多。
解析:无论反应是吸热反应还是放热反应,升高温度,化学反应速率均增大,a、b均错误;升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增加,单位体积内活化分子总数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,c错误;d正确。
答案:d4.一定条件下,在体积为10 l的固定容器中发生反应:n2(g)+3h2(g) 2nh3(g) δh<0,反应过程如图。
下列说法正确的是( )
a.t1 min时正逆反应速率相等。
b.x曲线表示nh3的物质的量随时间变化的关系。
c.0~8 min,h2的平均反应速率。
v(h2)=mol·l-1·min-1
d.10 min~12 min,n2的平均反应速率。
v(n2)=0.25 mol·l-1·min-1
解析:t1 min后,x和y的量继续变化,t1 min时,只是x和y的物质的量相等,没有达到平衡状态,说明正逆反应速率不相等;根据图象,在2 min时,x的物质的量增加了0.2 mol,y减少了0.
3 mol,所以y表示h2的物质的量随时间的变化关系,x表示nh3的物质的量随时间的变化关系,0~8 min,h2的平均反应速率v(h2)=mol·l-1·min-1,10 min~12 min,nh3的平均反应速率v(nh3)=0.005 mol·l-1·min-1,则v(n2)=0.002 5 mol·l-1·min-1。
答案:b5.某化学兴趣小组用铝片和稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是( )
用浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉。
增大稀硫酸的体积 ⑤加水 ⑥加入少量硫酸铜。
a.全部 b.②③
cd.②③解析:用浓硫酸代替稀硫酸,铝会发生钝化;增大稀硫酸的体积但不能增大其浓度;加热能够加快该反应的反应速率;用铝粉增大了与稀硫酸的接触面积;加入少量硫酸铜可生成铜单质,铜单质会和铝形成原电池,加快了反应速率。
答案:b6.(2016·湖南六校联考)在2l密闭容器中发生反应xa(g)+yb(g) zc(g)。图甲表示200 ℃时容器中a、b、c物质的量随时间的变化关系,图乙表示不同温度下平衡时c的体积分数随起始n(a)∶n(b)的变化关系。
则下列结论正确的是( )
甲乙。a.200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(b)=0.04mol·l-1·min-1
b.200 ℃时,该反应的平衡常数为25
c.当外界条件由200 ℃降到100 ℃时,原平衡一定被破坏,且正、逆反应速率均增大。
d.由图乙可知,反应xa(g)+yb(g) zc(g)的δh<0,且a=2
解析:根据图甲知,v(b)==
0.02mol·l-1·min-1,a项错误;由图甲知,在该反应中,0-5min,a、b、c的物质的量的变化之比δn(a)∶δn(b)∶δn(c)=0.4∶0.2∶0.
2=2∶1∶1,所以,a、b、c的化学计量数之比x∶y∶z=2∶1∶1,故x=2、y=1、z=1,平衡常数k===25,b项正确;由图乙可以看出,当投料比相同时,降低温度,平衡时c的体积分数减小,说明平衡逆向移动,但降低温度会使正、逆反应速率都减小,c项错误;根据图乙可知,该可逆反应的正反应是吸热反应,即δh>0,按化学计量数之比投料时,相同条件下原料转化率最大,产物的体积分数最大,故a=2,d项错误。
答案:b7.(2016·肇庆一模)根据反应:s2o+2h+==so2↑+s↓+h2o,下表各组实验最快出现浑浊的是( )
解析:在其他条件相同时,浓度越大,速率越快;在浓度相同时,温度越高,速率就越快,因此反应速率最快的是d。
答案:d8.(2016·试题调研)在298 k时,实验测得溶液中的反应h2o2+2hi===2h2o+i2,在反应物为不同浓度时的化学反应速率如表所示:
根据表中数据可推知第5组实验中c(hi)、c(h2o2)不可能为( )
a.0.150 mol·l.200 mol·l-1
b.0.300 mol·l.100 mol·l-1
c.0.200 mol·l.200 mol·l-1
d.0.100 mol·l.300 mol·l-1
解析:分析表中数据可知,反应速率v与c(hi)和c(h2o2)的乘积成正比,以实验1为参照,实验5的反应速率是其反应速率的3倍,故实验5中c(hi)和c(h2o2)的乘积为实验1的3倍,c项符合题意。
答案:c9.在一定条件下,将a2和b2两种气体通入1 l密闭容器中,发生反应:xa2(g)+yb2(g) 2c(g)。
2 s内的反应速率:v(a2)=0.5 mol/(l·s),v(b2)=1.
5 mol/(l·s),v(c)=1 mol/(l·s)。则x和y的值分别为( )
a.2和3 b.3和2
c.3和1 d.1和3
解析:同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,由于v(a2)∶v(b2)∶v(c)=1∶3∶2,因此x∶y∶2=1∶3∶2,则x=1,y=3。
答案:d10.如图所示为800 ℃时a、b、c三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是( )
a.发生的反应可表示为:2a(g) 2b(g)+c(g)
b.前2 min a的分解速率为0.1 mol·l-1·min-1
c.开始时,正逆反应同时开始。
d.2 min时,a、b、c的浓度之比为2∶3∶1
解析:根据图象,反应过程中a的浓度减小,b、c浓度增大,因此a为反应物,b、c为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2a(g) 2b(g)+c(g),a项说法正确。前2 min,v(a)==0.
1 mol·l-1·min-1,b项说法正确。开始时加入的物质为a和b,没有c,c项说法错误。根据图象,2 min时,a、b、c的浓度分别为0.
2 mol·l.3 mol·l.1 mol·l-1,因此d项说法正确。
答案:c11.利用催化剂可使no和co发生反应:2no(g)+2co(g) 2co2(g)+n2(g) δh<0。
已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂和比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
1)请填全表中的各空格;
2)实验ⅰ中,no的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验ⅱ、ⅲ中no的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号。
解析:(1)在其他量相同的情况下,才能判断变量对速率的影响,要验证温度对速率的影响,催化剂的比表面积、反应物的初始浓度等要相同;同理,验证催化剂的比表面积对速率的影响,温度、反应物的初始浓度要相同。
2)ⅰ、的区别是催化剂的比表面积不同,因此ⅱ的反应速率较快,但催化剂不影响平衡的移动。ⅰ、的区别是温度变化,温度升高,化学反应速率加快,达到平衡的时间缩短,no转化率降低,故最终ⅲ中c(no)较ⅰ、ⅱ中c(no)大。
答案:(1)
12.有一化学反应:a+3b 2c,根据影响化学反应速率的因素可得v(c)=kcm(a)cn(b),其中k是与温度有关的速率常数,为测k、m、n的值,在298 k时,将a、b溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:
1)根据上表可求得:mnk
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