（通用版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（四十）明確2大考查角度 變量控制與速率常數(shù)（含解析）.doc

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跟蹤檢測（四十） 明確2大考查角度變量控制與速率常數(shù)1對水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進行研究。在相同溫度下，M的物質(zhì)的量濃度(molL1)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表。時間水樣0510152025(pH2)0.400.280.190.130.100.09(pH4)0.400.310.240.200.180.16(pH4)0.200.150.120.090.070.05(pH4，含Cu2)0.200.090.050.030.010下列說法不正確的是()A在020 min內(nèi)，中M的分解速率為0.015 molL1min1B水樣酸性越強，M的分解速率越快C在025 min內(nèi)，中M的分解百分率比中大D由于Cu2存在，中M的分解速率比中快解析：選D由表中數(shù)據(jù)分析可知，中M的分解速率比中慢，D錯誤。2反應(yīng)2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)中，每生成7 g N2，放出166 kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為vkcm(NO)cn(H2)(k、m、n待測)，其反應(yīng)包含下列兩步：2NOH2=N2H2O2(慢)H2O2H2=2H2O(快)T 時測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下：序號c(NO)/(molL1)c(H2)/(molL1)速率/(molL1min1)0.006 00.001 01.81040.006 00.002 03.61040.001 00.006 03.01050.002 00.006 01.2104下列說法錯誤的是()A整個反應(yīng)速率由第步反應(yīng)決定B正反應(yīng)的活化能一定是C該反應(yīng)速率表達(dá)式：v5 000c2(NO)c(H2)D該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)H664 kJmol1解析：選BA由、兩反應(yīng)知，反應(yīng)過程中反應(yīng)慢的反應(yīng)決定反應(yīng)速率，整個反應(yīng)速率由第步反應(yīng)決定，正確；B.反應(yīng)慢，說明反應(yīng)的活化能高，正反應(yīng)的活化能一定是，錯誤；C.比較實驗、數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較實驗、數(shù)據(jù)可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：vkc2(NO)c(H2)，依據(jù)實驗中數(shù)據(jù)計算k5 000，則速率表達(dá)式為v5 000c2(NO)c(H2)，正確；D.反應(yīng)2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)中，每生成7 g N2放出166 kJ的熱量，生成28 g N2放熱664 kJ，熱化學(xué)方程式為2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)H664 kJmol1，正確。3某同學(xué)在用稀硫酸與鋅反應(yīng)制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題： (1)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_。(2)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四種溶液，可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是_。 (3)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。實驗混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100請完成此實驗設(shè)計，其中：V1_，V6_，V9_。解析： (1)由于Zn與CuSO4溶液反應(yīng)生成的Cu及稀硫酸形成了CuZn原電池，大大加快了生成氫氣的反應(yīng)速率。(2)只要是比鋅的金屬性差的金屬都可以與鋅組成原電池，都可以加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故在所給的物質(zhì)中只有Ag2SO4溶液符合題意。 (3)因為要研究硫酸銅的量對反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實驗中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得各組實驗中加入水的體積分別為V720 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL，實驗E中加入的硫酸銅溶液的體積V610 mL。答案：(1)CuSO4溶液與Zn反應(yīng)生成的Cu與Zn形成CuZn原電池，加快了氫氣生成的速率(2)Ag2SO4溶液(3)301017.54無色氣體N2O4是一種強氧化劑，為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJmol1。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正k正p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_(用k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強100 kPa)，已知該條件下k正4.8104 s1，當(dāng)N2O4分解10%時，v正_kPas1。解析：由題意可知，正反應(yīng)速率v正k正p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，平衡時，v正v逆，k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，Kp。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強100 kPa)，已知該條件下k正4.8104 s1，當(dāng)N2O4分解10 %時，v正4.8104 s1100 kPa3.9106 kPas1。答案：3.91065(2015全國卷)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為_。(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min時，v正_min1。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784，說明此時已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 molL1，則：2HI(g)H2(g)I2(g)初始/(molL1) 1 0 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 0.216 0.108 0.108平衡/(molL1) 0.784 0.108 0.108K。(2)建立平衡時，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，k逆k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故k逆k正k正。在40 min時，x(HI)0.85，則v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。答案：(1)(2)1.951036現(xiàn)有甲、乙兩個化學(xué)小組利用兩套相同裝置，通過測定產(chǎn)生相同體積氣體所用時間長短來探究影響H2O2分解速率的因素(僅一個條件改變)。甲小組有如下實驗設(shè)計方案。實驗編號溫度催化劑濃度甲組實驗25 三氧化二鐵10 mL 5% H2O2甲組實驗25 二氧化錳10 mL 5% H2O2甲、乙兩小組得出如圖數(shù)據(jù)。(1)甲小組實驗得出的結(jié)論是_。(2)由乙組研究的酸、堿對H2O2分解影響因素的數(shù)據(jù)分析，相同條件下H2O2在_(填“酸”或“堿”)性環(huán)境下放出氣體速率較快；由此，乙組提出可以用BaO2固體與硫酸溶液反應(yīng)制H2O2，其反應(yīng)的離子方程式為_；支持這一方案的理由是_。(3)已知過氧化氫還是一種極弱的二元酸：H2O2HHO(Ka12.41012)。當(dāng)稀H2O2溶液在堿性環(huán)境下分解時會發(fā)生反應(yīng)H2O2OHHOH2O，該反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正k正c(H2O2)c(OH)，逆反應(yīng)速率為v逆k逆c(H2O)c(HO)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k正與k逆的比值為_(保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)甲組實驗與所用的H2O2濃度相同，催化劑不同，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)速度要快于，甲小組得出結(jié)論：H2O2分解時，MnO2比Fe2O3催化效率更高。(2)比較乙組的圖像可知，相同條件下，H2O2在堿性環(huán)境下放出氣體速率較快；根據(jù)題意可知，反應(yīng)物為BaO2固體與硫酸溶液，生成物H2O2，另一種生成物為BaSO4，離子方程式為BaO22HSO=BaSO4H2O2。該方案產(chǎn)物中有BaSO4，有利于平衡右移。結(jié)合H2O2在酸性環(huán)境下分解較慢這一事實可判斷該方案成立。(3)根據(jù)H2O2HHO，有Ka12.41012，反應(yīng)達(dá)平衡時，v正v逆，v正k正c(H2O2)c(OH)，v逆k逆c(H2O)c(HO)，k正c(H2O2)c(OH)k逆c(H2O)c(HO)，則1.33104。答案：(1)H2O2分解時，MnO2比Fe2O3催化效率更高(2)堿BaO22HSO=BaSO4H2O2BaSO4的生成使平衡右移，有利于H2O2的生成，酸性環(huán)境有利于H2O2的存在(等其他合理原因)(3)1.331047已知將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應(yīng)發(fā)生。若再加入雙氧水，將發(fā)生反應(yīng)H2O22H2I=2H2OI2，且生成I2立即與試劑X反應(yīng)而被消耗。一段時間后，試劑X將被反應(yīng)生成的I2完全消耗。由于溶液中I繼續(xù)被H2O2氧化，生成I2與淀粉作用，溶液立即變藍(lán)。因此，根據(jù)試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍(lán)所需時間，即可推算反應(yīng)H2O22H2I=2H2OI2的反應(yīng)速率。下表為某同學(xué)依據(jù)上述原理設(shè)計的實驗及實驗記錄(各實驗均在室溫條件下進行)：編號往燒杯中加入的試劑及其用量(mL)催化劑溶液開始變藍(lán)時間(min)0.1molL1KI溶液H2O0.01molL1X溶液0.1molL1雙氧水0.1molL1稀鹽酸120.010.010.020.020.0無1.4220.0m10.010.0n無2.8310.020.010.020.020.0無2.8420.0010.010.040.0無t520.010.010.020.020.05滴Fe2(SO4)30.6回答下列問題：(1)已知：實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率的影響。實驗2中m_，n_。(2)一定溫度下，H2O22H2I=2H2OI2，反應(yīng)速率可以表示為vkca(H2O2)cb(I)c(H)(k為反應(yīng)速率常數(shù))，則：實驗4燒杯中溶液開始變藍(lán)的時間t_min。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可知，a、b的值依次為_和_。(3)若要探究溫度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率影響，在實驗中溫度不宜過高且采用水浴加熱，其原因是_。解析：(1)已知：實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對H2O22H2I=2H2OI2反應(yīng)速率的影響。根據(jù)控制變量法，實驗中鹽酸的濃度應(yīng)該相同，實驗2中n20.0，m20.0。(2)根據(jù)公式vkca(H2O2)cb(I)c(H)，實驗2與實驗4的速率比為，實驗2與實驗4的H2O2、KI的濃度都相同，t1.4 min。由實驗1與實驗2知，a1，由實驗1與實驗3知，b1。(3)H2O2易分解，溫度不宜過高且采用水浴加熱，便于控制反應(yīng)溫度，防止H2O2分解。答案：(1)20.020.0(2)1.411(3)便于控制反應(yīng)溫度，防止H2O2分解8超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO2CO2CO2N2為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：時間/s012c(NO)/(molL1)1.001034.501042.50104c(CO)/(molL1)3.601033.051032.85103時間/s345c(NO)/(molL1)1.501041.001041.00104c(CO)/(molL1)2.751032.701032.70103請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響)：(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進行，則反應(yīng)的H_0(填“”“”或“”)。(2)前2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)_。(3)在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(4)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是_。A選用更有效的催化劑B升高反應(yīng)體系的溫度C降低反應(yīng)體系的溫度 D縮小容器的體積(5)研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。實驗編號T/NO初始濃度/(molL1)CO初始濃度/(molL1)催化劑的比表面積/(m2g1)2801.201035.8010382124350124請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標(biāo)明各條曲線的實驗編號。答案：(1)(2)1.88104 molL1s1(3)5 000(4)CD(5).2801.201035.80103.1.201035.80103如圖：