高考化学专题化学反应速率和化学平衡

专题7 化学反应速率和化学平衡1【2015湖北省襄阳市期末】一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。

下列判断正确的是A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等B．溶液酸性越强，R的降解速率越小C．R的起始浓度越小，降解速率越大D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 mol·L－1·min－1【答案】A解析：根据图示可知：在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率是相等的，故A正确；溶液酸性越强，即pH越小，线的斜率越大，可以知道R的降解速率越大，故B错误；图中无法比较同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，故C错误；在 20-25min之间，pH=10时R的平均降解速率为（0.6-0.4）/5×10-4=4×10-6mol •L-1•min-1，故D错误。

2．(2015湖南省浏、攸、醴联考)在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g)，图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ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A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)= 0. 02 mol·L－1·min－1B．图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的△H<0，且a=2C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入0.2molB和0.2molC，重新达到平衡前v(正)>v(逆)D．在200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，达到平衡时，A 的体积分数大于0.5 【答案】A【解析】200℃时，反应开始到平衡的平均速率V(B)=(0.4-0.2)mol÷2L÷5min=0.02 mol•L‾1•min‾1A正确；根据平衡移动原理，在其他条件不变时，升温平衡向吸热方向移动，正反应方向是吸热反应，图Ⅱ可知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的△H>0，B 错误；根据图示可知该反应的方程式为：2A(g)+B(g)C(g) 2A(g)+B(g)C(g)起始(mol •L ‾1)0.4 0.2 0 平衡(mol •L ‾1)0.2 0.1 0.1 K =20.10.20.1⨯=25 (mol •L ‾1)-1再向体系中充入0.2molB 和0.2molC ，Q=20.20.20.2⨯=25 (mol •L ‾1)-1=K ,平衡不移动，v(正)=v(逆)，C 错误；原平衡中，A 的体积分数等于0.5， 在200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B ，起始时A 、B 比例与原来相同，根据等效平衡原理，相当于加压，A 的体积分数小于0.5。

3．（2015福建省厦门市期末）（12分）为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。

实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物。

实验装置如右图，气密性已检查。

已知： FeSO 4+NO ＝[Fe(NO)]SO 4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe(NO)]2+时突显明显棕色。

（1）实验开始时先将Y 形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是 。

（2）铜片和稀硝酸反应的化学方程式为 。

（3）本实验A 生成的气体中，若有NO 2，B 的实验现象为 ；若只有NO 生成，B 的实验现象是 。

实验二 探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因经过实验一，测得硝酸的浓度<6 mol •L -1，只有NO 生成。

当铜片与5 mol •L -1硝酸反应时，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。

为探究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究：探究一：研究反应过程的温度变化对反应速率的影响 实验所得曲线和现象记录如下图表。

时间/min 现象0~15 铜表面出现气泡，但速度很慢 25溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快（4）获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。

（5）从上述图表分析可得到的结论是 。

探究二：研究化学反应产物对反应速率的影响设计了如下实验，利用图1装置测定溶液突显明显棕色的时间。

（6）请将上表中将实验1的实验条件填写完整（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续【答案】（1）利用生成的CO 2将整个装置内的空气赶尽，避免NO 和O 2反应生成NO 2对气体产物的观察产生干扰 （2）3Cu +8HNO 3(稀)＝3Cu (NO 3)2+2NO ↑+4H 2O （3）B 瓶溶液出现棕黄色；B 瓶溶液出现棕色 （4）温度计和秒表（或使用pH 传感器）（5）反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素 （6）5；20；0（7）研究NO 对反应速率的影响解析：：（1）实验开始时先将Y 形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，碳酸钙与稀硝酸生成CO 2，将整个装置内的空气赶尽，避免NO 和O 2反应生成NO 2对气体产物的观察产生干扰（2）在常温下，铜片和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式: 3Cu+8HNO 3（稀）=3Cu （NO 3）2+2NO ↑+4H 2O（3）实验A 生成的气体中，若有NO 2，NO 2溶于水生成硝酸，把Fe 2+氧化成Fe 3+，B 瓶溶液出现棕黄色；若只有NO生成，FeSO4+NO═[Fe（NO）]SO4，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe（NO）]2+时突显明显棕色。

（4）图2是铜与稀硝酸反应的温度变化、时间变化的曲线图，需要测定温度与时间（5）由图2曲线和表一可知，反应30min时，反应速率较快，再升高温度，反应速率增大有限，可知反应溶液温度升高不是使反应速率加快的主要因素。

（6）表二，研究化学反应产物硝酸铜对反应速率的影响，实验1作为对照试验，铜片的质量、硝酸的体积应该与试验2、3完全一样，硝酸铜的质量是0。

（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，说明硝酸铜没有催化作用，需要研究另一种产物NO对反应速率是否有影响。

4、(2015·陕西省渭南市一模)NaHSO3可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。

某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。

（1）写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式：。

（2）调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：编号0.02mol/LNaHSO3溶液/mL 0.02mol/LKIO3溶液/mLH2O/mL 反应温度/℃溶液变蓝的时间t/s①10 15 a 10 t1②10 40 0 10 t2③10 b 0 20 t3表中a= ，b 。

（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度（T）与溶液浓度变蓝所需时间（t）的关系如下图所示（“xxx”表示超过50℃后溶液不会变蓝。

①在30℃下，若溶液变蓝时，I2的物质的量为nmol，则从反应开始至溶液变蓝，IO3-的平均反应速率为（写出表达式即可，不要化简）。

②根据图像，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：。

（4）将NaSO3溶液与KIO3溶液混合（预先加入可溶性淀粉为指示剂），用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。

课题组对起始阶段反应逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二：假设一：反应生成的I2对反应起催化作用；假设二：。

（5）请你设计实验验证上述假设，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）。

实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验现象和结论解析：（1）2IO3-→I2碘的化合价降低10价，HSO3-→SO42-硫的化合价升高2价，据此可以配平反应方程式为：2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O。

（2）为使NaHSO3浓度一致，混合溶液的体积必相同，则以实验②为基准，可知a=25、b=40 （3）①变蓝时消耗IO3-的物质的量是I2的二倍，则v(IO3-)=2nmol/(65s×50×10-3L)=。

②从图可知在低于50℃时，溶液变蓝时间（或反应速率）以30℃为界，出现两种不同的情况，应分别进行归纳总结。

（4）分析影响因素可以从反应前后“新增粒子”的角度考虑，如产物中I2、SO42-、H+，可能是这些粒子的产生催化了反应加速了反应，之后溶液浓度的减小起主要作用，反应速率降低；也可能是反应存在放热效应对反应速率起到的作用。

（5）验证实验以“对比实验”的方式进行，如反应开始是否加入I2，通过比较反应速率的差异可以判断是否是I2单质的催化效应。

答案：（1）2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+3H++H2O (2)25 40(3)①②温度低于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长（4）反应生成的H+对反应起催化作用，H+浓度越大反应速率越快；或反应生成的SO42-对反应起催化作用，SO42-浓度越大反应速率越快；或该反应是放热反应，温度升高导致反应速率越快。

（5）实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验现象和结论5．（2015湖北省荆门市元月调研）工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)△H= Q kJ/mol (Q＞0)某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应，下列叙述正确的是A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率B．若反应开始时SiCl4为1 mol, 则达平衡时，吸收热量为Q kJC．反应至4 min时，若HCl浓度为0.12 mol/L，则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min) D．当反应吸收热量为0.025Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应【答案】D【解析】增大压强，平衡逆向移动，降低SiCl4的转化率，A错误；该反应为可逆反应，不能进行彻底，B错误；H2的反应速率为0.03/2 mol/(L·min)=0.015 mol/(L·min),C错误；根据方程式，当反应吸收热量为0.025Q kJ时，生成0.1molHCl，与100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应，D正确。

6．（2015安徽省江南十校期末联考）纳米钴（Co）加氢反应的催化剂，500K时催化反应：CO(g)＋3H2(g)4(g)＋H2O(g) △H<0。