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课时作业(十九)
一、选择题
1．已知化学反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下用不同的物质的浓度变化表示的反应速率分别如下，其中反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.01 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝12 mol·L－1·h－1
答案 C
解析 化学反应速率大小的比较需要换算成同一物质表示才可。B项v(A)＝＝0.125 mol·L－1·min－1，C项v(A)＝＝×0.01 mol·L－1·s－1×60 s·min－1＝0.2 mol·L－1·min－1，D项，v(A)＝＝×12 mol·L－1·h－1÷60 min·h－1＝0.1 mol·L－1·min－1。
2．设C＋CO22CO ΔH>0，反应速率为v1；N2＋3H22NH3 ΔH<0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高，v1和v2的变化情况为( )
A．同时减小 B．同时增大
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
答案 B
3．(2010·滨州模拟)在A(g)＋pB(g)===qC(g)的反应中，经t秒后C的浓度增加m mol·L－1，则用B浓度的变化来表示的反应速率是( )
A.mol·L－1·s－1 B.mol·L－1·s－1
C.mol·L－1·s－1 D.mol·L－1·s－1
答案 C
解析 生成物C的反应速率为：mol·L－1·s－1，而v(B)＝v(C)。
4．如图曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)＋N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是( )
A．升高温度 B．加大X的投入量
C．加催化剂 D．增大体积
答案 C
解析 升温，平衡左移X的转化率减小，A错；加大X的投入量X的转化率减小，B错；加催化剂，反应速率加快但平衡不移动，C正确；增大体积，即减小压强，X的转化率不变，但反应速率减慢。
5．(2010·衢州期考)在密闭容器中进行反应2SO2＋O22SO3(g) ΔH<0。如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是( )
A．催化剂失效
B．减小生成物的浓度
C．降低体系温度
D．增大容器的体积
答案 C
解析 降低温度，正反应和逆反应速率都降低，且因为该反应正反应方向为放热反应，所以降低温度平衡正向移动，故选项C正确。
6．如图为某化学反应速率—时间图像，在t1时刻升高温度或增大压强，都符合如图所示变化的反应是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0
B．4NH2(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0
C．H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH>0
D．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0
答案 B
7．(2011·黄冈联考)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于容积为2 L的容器中，使其发生反应3X(g)＋Y(g)===nZ(g)＋2W(g)。5 min末生成0.2 mol W，若测知0～5 min内以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol/(L·min)，则n的值为( )
A．1 B．2
C．3 D．4
答案 A
解析 根据题给信息，0～5 min内，v(W)＝＝0.02 mol/(L·min)，再根据速率之比等于反应方程式中的计量数之比，即Z的系数为1，故选A。
8．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
答案 C
解析 平衡时各物质的物质的量的变化n(B)∶n(D)∶n(A)∶n(C)＝0.6 mol∶0.4 mol∶1.2 mol∶0.8 mol＝3∶2∶6∶4，而方程式化学计量数比为3∶4∶6∶2，反应方程式为3B＋4C6A＋2D，A错；反应进行到1 s时，v(A)∶v(D)＝3∶1，B错，反应到6 s时，v(B)＝＝0.05 mol/(L·s)，C正确；6 s时，达平衡状态，各物质的反应速率之比＝方程式系数之比，错误。
9．在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4(s)时刻测得各物质的浓度如下表。据此下列结论正确的是( )
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/mol·L－1
6
3
2
2
c(B)/mol·L－1
5
3.5
3
3
c(C)/mol·L－1
1
2.5
3
3
A.在t3时刻反应已经停止
B．A的转化率比B的转化率低
C．在容器中发生的反应为：2A＋BC
D．在t2～t3内A的平均反应速率为[1/(t3－t2)]mol/(L·s)
答案 CD
解析 t3时刻可逆反应到达平衡，反应并未停止，A错；t3时刻A、B、C浓度变化比为4∶2∶2＝2∶1∶1，故发生反应2A＋BC，C正确；平衡时α(A)＝×100%，α(B)＝×100%，故α(A)>α(B)，B错；D正确。
10．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如下图：下列说法正确的是( )
A．t1时升高了温度 B．t2时使用了催化剂
C．t3时增大了压强 D．t4时降低了温度
答案 B
二、非选择题
11．某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
(1)根据下表中数据，画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线；
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
(2)体系中发生反应的化学方程式是________；
(3)列式计算该反应在0～3 min 时间内产物 Z 的平均反应速率：________；
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________；
(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到 Z 随时间变化的曲线①、②、③(如图所示)，则曲线①、②、③所对应的实验条件改变是______________________________。
答案 (1)
(2)X＋2Y2Z
(3)＝0.083 mol·L－1·min－1
(4)45%
(5)升高温度 加入催化剂 增大压强
解析 本题考查化学平衡图表及计算。(1)根据表格数据描点画图，纵坐标表示X、Y、Z的物质的量，横坐标表示反应时间。
(2)1 min 时，X、Y、Z 的反应速率之比为(1.00－0.90) mol∶(1.00－0.80) mol∶0.20 mol＝1∶2∶2。根据化学反应中，各物质化学计量数之比等于化学反应速率之比，得出化学方程式为X＋2Y2Z。(3)v(Z)＝＝0.083 mol·L－1·min－1。
(4)根据表格数据知，达到平衡时，α(X)＝×100%＝45%
(5)依题意，该反应是气体分子数减小的放热反应。由图象知，曲线①、曲线②、曲线③达到平衡的时间都小于9 min，说明改变的条件都使化学反应速率加快。由曲线①知，平衡时，Z为0.6 mol＜0.90 mol，表明改变条件，平衡向左移动，故改变的条件是“升高温度”；由曲线②知，平衡时，Z为0.90 mol，表明化学平衡没有移动，只是化学反应速率加快，缩短了达到化学平衡的时间，故改变的条件是“加入催化剂”；由曲线③知，平衡时Z的物质的量为0.95 mol，表明化学平衡向正方向移动，故改变的条件是“增大压强”。
12．(2010全国名校冲刺卷)一定温度下(T1)，在2 L密闭容器中，充入10 mol SO2和13.5 mol O2进行如下如应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其能量变化如图1所示，其中n(SO3)随时间的变化曲线如图2所示，在4 min时反应达到平衡：
(1)图1中a、b两条曲线不同的原因可能是_______________________________；
(2)用O2表示0～4 min内该反应的平均速率为______；
(3)该反应的平衡常数为________；
(4)其他条件不变，在图2中用虚线画出在T2(T2>T1)时n(SO3)随时间的变化曲线。
答案 (1)a没有使用催化剂，而b使用了催化剂
(2)0.5625 mol/(L·min) (3)18
(4)如图所示
解析 (1)催化剂能降低反应的活化能，两条曲线相比，b的活化能低，显然是使用了催化剂。当然还有其他情况，如二者都用了催化剂，b的催化效率高等。
(2)v(O2)＝9 mol÷2÷2 L÷4 min＝0.5626 mol/(L·min)。
(3)达到平衡时，c(SO2)＝0.5 mol/L，c(O2)＝4.5 mol/L，c(SO3)＝4.5 mol/L.因而平衡常数为：(4.5mol/L)2÷[(0.5 mol/L)2×4.5mol/L]＝18 L/mol。
(4)该反应放热，反应速率加快，SO3的产率降低。
13．“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－===I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82－)/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________。
(2)显色时间t1＝_______________________________________________________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为________(填字母)。
A．＜22.0 s B．22.0～44.0 s
C．＞44.0 s D．数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是___________________________________
答案 (1)研究反应物I－与S2O82－的浓度分别对反应速率的影响
(2)29.3 s (3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成正比)。
14．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组进行了如下探究，请回答有关问题。
(1)①甲同学计划用图一装置，按下表所列条件探究影响Na2SO3与H2SO4反应速率的因素，则Na2SO3与H2SO4反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
实验编号
锥形瓶中的物质
分液漏斗中的物质
n(Na2SO3) /mol
Na2SO3状态
c(H2SO4) /mol·L－1
V(H2SO4) /mL
a
0.1
颗粒状固体
2
50
b
0.1
粉末状固体
2
50
c
0.1
2 mol·L－150mL
2
50
d
0.1
2 mol·L－150mL
5
20
e
0.1
4 mol·L－125mL
5
20
②乙同学研究了甲的方案后认为，要得出正确的结论，还需控制一定的实验条件，乙同学所指的需要控制的实验条件是________________________________________________。
③在正确的实验条件下，甲、乙同学要测定的实验数据应该是________或________。
(2)丙同学用图一所示装置，分别制得了相同条件下等体积的SO2与CO2；再用图二所示装置，以相同速率分别向澄清石灰水中通入SO2或CO2，结果通SO2时产生浑浊、澄清的现象比通CO2时快，其原因是__________________________________________。
(3)丁同学用另一装置将高锰酸钾酸性溶液滴入草酸中(已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑)，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。
①针对上述实验现象，丁同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应，放热导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是________的影响。
②若要用实验证明你的猜想，请简述你设计的实验方案、实验现象及由此得出的实验结论________________________________________________________________________。
答案 (1)①SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O
②温度、溶液滴加速率
③在相同的时间里注射器内收集的气体体积 注射器内收集相同体积的气体所需要的时间
(2)相同条件下，SO2气体的溶解度比CO2大
(3)①催化剂(Mn2＋)
②在反应开始时，向混合溶液中滴加少量MnSO4溶液，观察溶液的颜色变化，若能观察到溶液马上褪色，可推出Mn2＋的催化作用存在，猜想成立；若不能观察到溶液马上褪色，可推出Mn2＋的催化作用不存在，猜想不成立。
解析 (1)本题难点在于实验条件与为达到实验目的，如何进行实验数据的测定，要准确对比得出反应速率快慢，应该还要控制反应温度和溶液滴加速率。③中可以测定在相同的时间里注射器内收集的气体体积或注射器内收集相同体积的气体所需的时间。(2)SO2与CO2的性质差异是导致实验现象不同的关键，这样不难推出原因。在第(3)题中，开始一段时间，反应速率较慢，后“突然褪色”，从而推测出反应过程中产生的新物质对反应可能有影响，起到了催化剂的作用，由此进行实验设计就比较容易了。
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