2021版高考化学一轮复习核心素养测评二十四化学反应速率含解析新人教版

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化学反应速率 一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)‎ ‎1.(2020·运城模拟)在2A(g)+B(s)3C(g)+4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是 (　　)‎ A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1‎ B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1‎ C.v(C)=12 mol·L-1·min-1‎ D.v(D)=6 mol·L-1·min-1‎ ‎【解析】选A。不同条件下不同物质表示的同一反应速率比较要先统一单位，然后除以该物质的化学计量数再进行比较，比值越大，表示反应速率越快。A.v=v(A)=0.25 mol·L-1·s-1；B.B为固体，其浓度为常数，不用B的浓度变化表示反应速率；C.v=v(C)=4 mol·L-1·min-1=0.067 mol·L-1·s-1；D.v=v(D)=‎ ‎1.5 mol·L-1·min-1=0.025 mol·L-1·s-1，故表示该反应速率最快的是A项。‎ ‎2.(双选)中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是 (　　)‎ A.使用光催化剂不改变反应速率 B.使用光催化剂不能改变NO的转化率 C.升高温度能加快反应速率 D.改变压强对反应速率无影响 ‎【解析】选B、C。催化剂可以改变反应速率，但不影响反应的转化率，A错误、B正确；升高温度，可以加快反应速率，C正确；对气体参加的反应，改变压强可以改变反应速率，D错误。‎ ‎3.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ - 11 -‎ A.盐酸的浓度越大，腐蚀速率越快 B.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时，腐蚀速率最小 C.碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大，说明反应速率不与c(H+)成正比 D.对比盐酸和硫酸两条曲线，可知Cl-也会影响碳素钢的腐蚀速率 ‎【解析】选C。由图可知，盐酸的浓度越大，腐蚀速率越快，A正确；由图可知，曲线的最低点腐蚀速率最小，则钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时，腐蚀速率最小，B正确；浓硫酸有强氧化性，能使金属表面形成致密的氧化膜保护层，则硫酸浓度较大时不能说明速率与氢离子的关系，C错误；碳素钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，可知Cl-有利于碳素钢的腐蚀，S不利于碳素钢的腐蚀，D正确。‎ ‎4.(2018·浙江4月选考)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：‎ 压强/‎ ‎(×‎ ‎105 Pa)‎ 温度 ‎/℃‎ NO达到所列转化率需要时间/s ‎50%‎ ‎90%‎ ‎98%‎ ‎1.0‎ ‎30‎ ‎12‎ ‎250‎ ‎2 830‎ ‎90‎ ‎25‎ ‎510‎ ‎5 760‎ ‎8.0‎ ‎30‎ ‎0.2‎ ‎3.9‎ ‎36‎ ‎90‎ ‎0.6‎ ‎7.9‎ ‎74‎ 根据表中数据，下列说法正确的是 (　　)‎ A.升高温度，反应速率加快 B.增大压强，反应速率变慢 C.在1.0×105 Pa、90 ℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡 - 11 -‎ D.若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v=表示，则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为 mol·s-1‎ ‎【解析】选D。A选项，两组压强相同的实验中，当NO转化率相同时，温度高时需要时间长，因此由表中数据可知，升高温度，反应速率减慢，错误；B选项，当温度均为30 ℃或90 ℃，且NO转化率相同时，压强大时需要时间短，因此增大压强，反应速率变快，错误；C选项，从题给数据无法判断当转化率为98%时，反应是否已达到平衡状态，错误；D选项，起始时NO的物质的量为 mol，NO的转化率从50%增至90%时，NO转化的物质的量为 mol×(90%-50%)=‎ ‎ mol，需要时间为3.7 s，因此反应速率为 mol·s-1，正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题，共26分)‎ ‎5.(12分)化学反应速率是化学反应原理的重要组成部分。请回答下列问题：‎ ‎(1)已知一定条件下发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施(改变的条件)。‎ t1  ‎ t2  ‎ t3  ‎ t4  ‎ ‎(2)探究反应条件对0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应速率的影响。其设计与测定结果如下：‎ 编号 反应 温度/℃‎ Na2S2O3‎ 溶液/mL 甲 ‎0.1 mol·L-1‎ H2SO4溶液/mL 乙 - 11 -‎ ‎①‎ ‎25 ℃‎ ‎10.0‎ ‎0‎ ‎10.0‎ ‎②‎ ‎25 ℃‎ ‎5.0‎ a ‎10.0‎ ‎③‎ ‎45 ℃‎ ‎10.0‎ ‎0‎ ‎10.0‎ 上述实验①③是探究________对化学反应速率的影响；若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响，则表格中“甲”为________，a为________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”为________。 ‎ ‎(3)已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在开始一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显增大。‎ ‎①针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是________的影响。 ‎ ‎②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加入________(填字母序号)。 ‎ A.硫酸钾　　　　　　　　B.氯化锰 C.硫酸锰 D.水 ‎【解析】(1)分析图象知，t1时刻，v正瞬时增大，后逐渐减小，则改变条件反应速率加快，平衡正向移动，对于反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0而言，改变的条件是加压或增大反应物浓度(充入SO2或O2)；t2时刻，v正瞬时增大，后保持不变，说明改变条件反应速率加快而平衡不移动，改变的条件为加入催化剂；t3时刻，v正瞬时减小，后逐渐增大，则改变条件反应速率减慢，平衡逆向移动，对于反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0而言，改变的条件是减压或减小反应物浓度(分离移除SO2或O2)；t4时刻，v正瞬时不变，后逐渐减小，则改变条件正反应速率瞬时不变，平衡正向移动，对于反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0而言，改变的条件是减小生成物浓度(分离移除SO3)。‎ ‎(2)分析表中①③两组数据知除温度外的其他反应条件相同，故实验①③是探究温度对化学反应速率的影响；若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响，必须保证其他条件相同，则表格中“甲”为水/mL，a为5.0；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”为出现浑浊的时间/s。‎ ‎(3)①根据影响化学反应速率的外界条件分析，还可能是催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用)的影响。②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加入硫酸锰，选C。‎ - 11 -‎ 答案：(1)t1：加压或增大反应物浓度(充入SO2或O2)　t2：加入催化剂　t3：减压或减小反应物浓度(分离移除SO2或O2)　t4：减小生成物浓度(分离移除SO3)‎ ‎(2)温度　水/mL　5.0‎ 出现浑浊的时间/s(填“岀现浑浊的时间”也可)‎ ‎(3)①催化剂(或硫酸锰或Mn2+的催化作用)　②C ‎6.(14分)(2020·潍坊模拟)现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素(仅一个条件改变)。甲小组有如下实验设计方案。 ‎ 实验编号 温度 催化剂 浓度 甲组实验Ⅰ ‎25 ℃‎ 三氧化二铁 ‎10 mL 5% H2O2‎ 甲组实验Ⅱ ‎25 ℃‎ 二氧化锰 ‎10 mL 5% H2O2‎ 甲、乙两小组得出如图数据。‎ ‎(1)甲小组实验得出的结论是__________________。 ‎ ‎(2)由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析，相同条件下H2O2在________(填“酸”或“碱”)性环境下放出气体速率较快；由此，乙组提出可以用BaO2固体与硫酸溶液反应制H2O2，其反应的离子方程式为___________ _____________________；支持这一方案的理由是______________________ ___________________。 ‎ ‎(3)已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸：H2O2H++H(Ka1=2.4×10-12)。当稀H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H2O2+OH-H+H2O，该反应中，正反应速率为v正=k正·c(H2O2)·c(OH-)，逆反应速率为v逆=k逆·c(H2O)·c(H)，其中k正、k逆为速率常数，则k正与k逆的比值为________(保留3位有效数字)。 ‎ ‎【解析】(1)甲组实验Ⅱ与Ⅰ所用的H2O2浓度相同，催化剂不同，根据图象判断Ⅱ反应速度要快于Ⅰ，甲小组得出结论：H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高。‎ - 11 -‎ ‎(2)比较乙组的图象可知，相同条件下，H2O2在碱性环境下放出气体速率较快；根据题意可知，反应物为BaO2固体与硫酸溶液，生成物为H2O2和BaSO4，离子方程式为BaO2+2H++SBaSO4+H2O2。该方案产物中有BaSO4，有利于平衡右移。结合H2O2在酸性环境下分解较慢这一事实可判断该方案成立。‎ ‎(3)根据H2O2H++H，有Ka1==2.4×10-12，反应达平衡时，v(正)=v(逆)，v(正)=k正·c(H2O2)·c(OH-)，v(逆)=k逆·c(H2O)·c(H)，‎ k正·c(H2O2)·c(OH-)=k逆·c(H2O)·c(H)，则==‎ ‎======1.33×104。‎ 答案：(1)H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高 ‎(2)碱　BaO2+2H++SBaSO4+H2O2　BaSO4的生成使平衡右移，有利于H2O2的生成，酸性环境有利于H2O2的存在(等其他合理原因)　(3)1.33×104‎ 一、选择题(本题包括3小题，每题10分，共30分)‎ ‎1.(2020·芜湖模拟)已知臭氧第二步分解过程的机理为①O3+ClO2+ClO　②ClO+OO2+Cl。下列说法错误的是 (　　)‎ A.该过程的化学方程式为O3+O2O2‎ B.若改变催化剂，反应的ΔH不变 - 11 -‎ C.催化剂可以加快反应速率，使反应的平衡常数增大 D.氯原子可以降低反应的活化能，增加活化分子的数目 ‎【解析】选C。根据臭氧第二步分解过程的机理可知，Cl为催化剂，ClO为中间产物，将①、②反应相加可得总反应为O3+O2O2，A项正确；改变催化剂，能够改变反应的活化能，但反应热ΔH不变，B项正确；催化剂可以加快反应速率，但不能使平衡发生移动，且平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变，C项错误；氯原子在该反应中作催化剂，可以降低反应的活化能，使一部分普通分子变为活化分子，使活化分子数目增加，D项正确。‎ ‎2.(2020·南阳模拟)实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图(其他条件相同)，则下列有关说法正确的是 (　　)‎ A.若增大压强，该反应的反应速率一定增大 B.pH=6.8时，随着反应的进行反应速率逐渐增大 C.一定pH范围内，溶液中H+浓度越小，反应速率越快 D.可采用调节pH的方法使反应停止 ‎【解析】选D。无法确定反应有没有气体参加，A项错误；图象中表示反应速率的是曲线的斜率，曲线斜率逐渐减小，反应速率逐渐减小，B项错误；pH越小，H+浓度越大，反应速率越快，C项错误；pH=8.8时，反应速率接近0，D项正确。‎ ‎3.(双选)(2020·海淀区模拟改编)一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示：‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ v(O2)/mL ‎0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ 资料显示，反应分两步进行：①2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+；②H2O2+2Fe2++2H+2H2O+2Fe3+。反应过程中能量变化如图所示：‎ - 11 -‎ 下列说法不正确的是 (　　)‎ A.0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)=3.33×10-2 mol·L-1·min-1‎ B.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率 C.反应①是放热反应，反应②是吸热反应 D.反应2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)的ΔH=E1-E2<0‎ ‎【解析】选C、D。A项，依据题意知，0～6 min生成O2的体积为22.4 mL，则消耗n(H2O2)=2×10-3 mol，v(H2O2)===3.33×10-2 mol·L-1·min-1；B项，Fe3+在过氧化氢分解过程中起催化作用，能够增大过氧化氢的分解速率；C项，观察反应过程中的能量变化图知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应；D项，观察反应过程中的能量变化图知，反应2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)为放热反应，但ΔH≠E1-E2。‎ 二、非选择题(本题包括1小题，共20分)‎ ‎4.(2020·唐山模拟)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。某科学小组进行O3与含I-溶液反应相关研究。‎ ‎(1)O3将I-氧化生成I2的过程由3步反应组成：‎ ‎①I-(aq)+O3(g)IO-(aq)+O2(g)　ΔH1‎ ‎②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)　ΔH2‎ ‎③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)　ΔH3‎ 用热化学方程式表示O3氧化I-生成I2的反应_________________________ _______。 ‎ ‎(2)O3在水中易分解，在一定条件下，O3的浓度减少一半时所需的时间(t)如下表所示。已知O3的起始浓度为0.021 6 mol·L-1。‎ - 11 -‎ ‎①在30 ℃、pH=4.0条件下，O3的分解速率为________ mol·L-1·min-1。 ‎ ‎②pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是______________ __________。 ‎ ‎③根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。 ‎ a.40 ℃、pH=3.0‎ b.10 ℃、pH=4.0‎ c.30 ℃、pH=7.0‎ ‎【解析】(1)将所给的三个反应相加，即①+②+③可得总反应：2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)I2(aq)+O2(g)+H2O(l)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。‎ ‎(2)①v===1.00×10-4 mol·L-1·min-1；②pH增大，则OH-浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH-；③由表中数据可知，40 ℃、pH=3.0时，所需时间在31～158 min之间；10 ℃、pH=4.0时，所需时间>231 min；30 ℃、pH=7.0时，所需时间<15 min，则分解速率依次增大的顺序为b、a、c。‎ 答案：(1)O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)I2(aq)+H2O(l)+O2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3‎ ‎(2)①1.00×10-4　②OH-　③bac ‎【加固训练】‎ ‎　　(2020·深圳模拟)甲、乙两个小组利用酸性KMnO4与H2C2O4溶液反应，设计实验探究影响反应速率的因素(2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O)‎ 甲组：利用如图装置，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(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4)。‎ - 11 -‎ 序号 A溶液 B溶液 ‎①‎ ‎2 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 ‎4 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 ‎②‎ ‎2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 ‎4 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 ‎③‎ ‎2 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 ‎4 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液和少量MnSO4‎ ‎(1)该实验的目的是探究________________________对化学反应速率的影响。 ‎ ‎(2)分液漏斗中A溶液应该  加入(填“一次性”或“逐滴滴加”)。‎ ‎(3)实验结束后，读数前为了使两个量气管的压强相等，避免产生压强差，影响测定结果，需要进行的操作是________________。 ‎ 乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率，为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验 实验编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 水/mL ‎10‎ ‎5‎ ‎0‎ x ‎0.5 mol·L-1‎ H2C2O4/mL ‎5‎ ‎10‎ ‎10‎ ‎5‎ ‎0.2 mol·L-1‎ KMnO4/mL ‎5‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎10‎ 时间/s ‎40‎ ‎20‎ ‎10‎ ‎(4)x=________。 ‎ A.5　　　B.10　　　C.15　　　D.20‎ ‎4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是_______________。 ‎ - 11 -‎ ‎【解析】(1)根据表中数据可知，实验①②探究的是浓度对反应速率的影响，实验①③探究的是催化剂对反应速率的影响，所以实验目的是探究草酸浓度和催化剂对化学反应速率的影响；(2)为了避免实验误差，实验过程中分液漏斗中的溶液A必须一次性加入，不能逐滴加入；(3)实验结束后读数前需要移动量气管，使两个量气管的液面相平，其作用是使两个量气管的压强相等，避免产生压强差，影响测定结果；(4)为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，实验1～4中溶液的总体积应该为20，则x=20-10-5=5；根据反应2Mn+5H2C2O4+ 6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，10 mL酸性高锰酸钾需要消耗10 mL草酸溶液，所以实验4中高锰酸钾过量，导致溶液没有褪色。‎ 答案：(1)草酸浓度和催化剂　(2)一次性 ‎(3)移动量气管，使两个量气管的液面相平 ‎(4)A　KMnO4溶液过量 - 11 -‎