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1、2022年高考化學一輪總復習 第八章 化學反應(yīng)速率和化學平衡真題實戰(zhàn)1(含解析)
1. [xx·課標全國卷Ⅰ]已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為:
H2O2+I-―→H2O+IO-' 慢
H2O2+IO-―→H2O+O2+I-' 快
下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是( )
A. 反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān)
B. IO-也是該反應(yīng)的催化劑
C. 反應(yīng)活化能等于98 kJ·mol-1
D. v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
答案:A
解析:本題考查化學反應(yīng)速率與反應(yīng)熱等知識,意在考查考生接受和處理信息的能力與推理能力。
2、H2O2的分解反應(yīng)主要是由第一個反應(yīng)決定的,I-濃度越大,反應(yīng)速率越快,A項正確;根據(jù)總反應(yīng)可確定該反應(yīng)的催化劑為I-,而IO-為中間產(chǎn)物,B項錯誤;根據(jù)所給信息無法確定反應(yīng)活化能,C項錯誤;反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項錯誤。
2. [xx·北京高考]一定溫度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)
3、( )
A. 0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·(L·min)-1
B. 6~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol·(L·min)-1
C. 反應(yīng)至6 min時,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D. 反應(yīng)至6 min時,H2O2分解了50%
答案:C
解析:本題考查反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率等,意在考查考生提取信息的能力和靈活應(yīng)用所學知識的能力。根據(jù)題目信息可知,0~6 min,生成22.4 mL(標準狀況)氧氣,消耗0.002 mol H2O2,則v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·(L·min)-1,
4、A項正確;隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率逐漸降低,B項正確;反應(yīng)至6 min時,剩余0.002 mol H2O2,此時c(H2O2)=0.20 mol·L-1,C項錯誤;反應(yīng)至6 min時,消耗0.002 mol H2O2,轉(zhuǎn)化率為50%,D項正確。
3.[xx·福建高考]NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化,當NaHSO3完全消耗即有I2析出,依據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合,記錄10~55 ℃間溶液變藍時間,55 ℃時未觀察到溶液
5、變藍,實驗結(jié)果如圖。據(jù)圖分析,下列判斷不正確的是( )
A. 40 ℃之前與40 ℃之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反
B. 圖中b、c兩點對應(yīng)的NaHSO3的反應(yīng)速率相等
C. 圖中a點對應(yīng)的NaHSO3的反應(yīng)速率為5.0×10-5 mol·(L·s)-1
D. 溫度高于40 ℃時,淀粉不宜用作該實驗的指示劑
答案:B
解析:依據(jù)圖可知,40 ℃之前,溶液變藍的時間隨溫度的升高而縮短;40 ℃之后溶液變藍的時間隨溫度的升高而延長,A項正確;溫度升高,反應(yīng)速率加快,b、c兩點對應(yīng)的溫度不同,反應(yīng)速率不相等,B項不正確;根據(jù)反應(yīng)速率公式,圖中a點對應(yīng)的NaHSO3速率反應(yīng)v
6、=0.020 mol·L-1×10.0 mL÷(10.0 mL+40.0 mL)÷80 s=5.0×10-5 mol·L-1·s-1,C項正確;KIO3遇熱會分解,溫度高于40 ℃時,淀粉不宜作該實驗的指示劑,D項正確。
4.[xx·福建高考]一定條件下,溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如圖所示。下列判斷正確的是( )
A. 在0~50 min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相等
B. 溶液酸性越強,R的降解速率越小
C. R的起始濃度越小,降解速率越大
D. 在20~25 min之間,pH=10時R的平均降解速率為 0.04 mol·L-1·min-1
7、
答案:A
解析:A項,由圖可知,在0~50 min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相同;B項,溶液酸性越強,R的降解速率越大;C項,無法確定R的起始濃度對其降解速率的影響;D項,20~25 min之間,pH=10時R的平均降解速率為:=0.4×10-5 mol·L-1·min-1。
5. [xx·大綱全國卷]化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5?;卮鹣铝袉栴}:
(1)已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學方程式為_______
8、______________________。
(2)反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進行,反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
①列式計算實驗a從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)=________。
②圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序為________(填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是:b______________________、c______________________。
③用p0表示開始時總壓
9、強,p表示平衡時總壓強,α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則α的表達式為______________;
實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率:αa為________、αc為________。
答案:(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1
(2)①=1.7×10-4 mol·L-1·min-1
②bca 加入催化劑。反應(yīng)速率加快,但平衡沒有改變 溫度升高。反應(yīng)速率加快,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變,但起始總壓強增大)
③α=2(1-) 50% 40%
解析:本題考查化學反應(yīng)速率和化學平衡以及熱化學方程式的書寫,意在考查考生利用
10、化學原理解決問題的能力。
(1)由題目信息可知,常溫時AX3為液體,AX5為固體,從而可寫出該反應(yīng)的熱化學方程式為:AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1。
(2)①開始時n0=0.4 mol,總壓強為160 kPa,平衡時總壓強為120 kPa,則n為:=,n=0.40 mol×=0.30 mol,
AX3(g)+X2(g)AX5(g)
起始時n0/mol: 0.20 0.20 0
平衡時n/mol: 0.20-x 0.20-x x
(0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30
x=0.10
v(AX
11、5)==1.7×10-4 mol·L-1·min-1。
②由圖象可以看出3組實驗達平衡時a所用時間最長,b所用時間最短,故其反應(yīng)速率由大到小的順序為bca。
③開始時n0=0.40 mol,總壓強為p0,平衡時總壓強為p,則n為:
=,n=0.40 mol×,
AX3(g)+X2(g)AX5(g)
起始時n0/mol: 0.20 0.20 0
平衡時n/mol: 0.20-x 0.20-x x
[(0.20-x)+(0.20-x)+x] mol=n=0.40 mol×,則x=0.40-0.40×,則α==2(1-),代入數(shù)據(jù)可分別計算出αa=50%,
12、αc=40%。
6.[xx·安徽高考]某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對該反應(yīng)起催化作用。為進一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗,完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。
實驗編號
初始pH
廢水樣品
體積/mL
草酸溶液
體積/mL
蒸餾水
體積/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
13、
10
30
③
5
60
測得實驗①和②溶液中的Cr2O濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示。
(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為________(填化學式)。
(3)實驗①和②的結(jié)果表明____________________________;實驗①中0~t1時間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=________mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。
(4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:Fe2+起催化作用;
假設(shè)二:____________________________________
14、______;
假設(shè)三:________________________________________;
……
(5)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。
[除了上述實驗提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測定]
實驗方案(不要求寫具體操作過程)
預期實驗結(jié)果和結(jié)論
答案:(1)
實驗編號
初始pH
廢水樣品
體積/mL
草酸溶液
體積/mL
蒸餾水
體積/mL
③
20
20
(2)CO2
(3)溶液pH對該反應(yīng)的速
15、率有影響
(4)Al3+起催化作用 SO起催化作用
(5)
實驗方案(不要求
寫具體操作過程)
預期實驗結(jié)果和結(jié)論
用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實驗①中的鐵明礬,控制其他條件與實驗①相同,進行對比實驗
反應(yīng)進行相同時間后,若溶液中c(Cr2O)大于實驗①中的c(Cr2O),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2O)相同,則假設(shè)一不成立
(本題屬于開放性試題,合理答案均可)
解析:(1)要保證其他量不變,草酸用量為唯一變量,必須保證溶液的體積為100 mL,所以加入草酸和水的體積之和應(yīng)為40 mL,兩者的具體體積沒有要求,只需與②中數(shù)據(jù)不同即
16、可。(2)此反應(yīng)中鉻的化合價由+6價變?yōu)椋?價,化合價降低,所以碳的化合價應(yīng)升高,草酸中碳的化合價為+3價,反應(yīng)后只能變?yōu)椋?價,即生成CO2。(3)通過圖象可以明顯看到,實驗①的反應(yīng)速率比實驗②的快,故pH越小,反應(yīng)速率越快,說明溶液pH對該反應(yīng)的速率有影響;在0~t1時間段,Cr2O的濃度改變了(c0-c1)mol·L-1,其反應(yīng)速率為(c0-c1)/t1 mol·L-1·min-1,所以v(Cr3+)=2(c0-c1)/t1 mol·L-1·min-1。(4)鐵明礬中除結(jié)晶水外,共有三種離子,均可能起催化作用,除Fe2+外,還有Al3+和SO。(5)要想驗證假設(shè)一正確,必須確定Al3+和SO不起催化作用,所以可選擇K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,為了確保Al3+和SO的濃度與原來的相同,所以取和鐵明礬相同物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。