备战高考化学化学反应速率与化学平衡(大题培优)含详细答案

备战高考化学化学反应速率与化学平衡(大题培优)含详细答案一、化学反应速率与化学平衡1．某化学兴趣小组欲测定KClO 3，溶液与3NaHSO 溶液反应的化学反应速率．所用试剂为10mL0.1mol/LKClO 3，溶液和310mL0.3mol /LNaHSO 溶液，所得数据如图所示。

已知：2334ClO 3HSO Cl 3SO 3H ----++=++。

（1）根据实验数据可知，该反应在0～4min 内的平均反应速率()Cl v -=________()mol /L min ⋅。

（2）某同学仔细分析实验数据后发现，在反应过程中，该反应的化学反应速率先增大后减小．某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素，具体方法如表示。

方案假设实验操作Ⅰ该反应放热使溶液温度升高，反应速率加快向烧杯中加入10mL0.1mo//L 的3KClO 溶液和10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液，Ⅱ取10mL0.1mo/L 的3KClO 溶液加入烧杯中，向其中加入少量NaCl 固体，再加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液Ⅲ溶液酸性增强加快了化学反应速率分别向a 、b 两只烧杯中加入10mL0.1mol/L 的3KClO 溶液；向烧杯a 中加入1mL 水，向烧杯b 中加入1mL0.2mol/L 的盐酸；再分别向两只烧杯中加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液①补全方案Ⅰ中的实验操作：________。

②方案Ⅱ中的假设为________。

③除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的假设外，还可以提出的假设是________。

④某同学从控制变量的角度思考，认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨，请进行改进：________。

⑤反应后期，化学反应速率变慢的原因是________。

【答案】0.0025 插入温度计 生成的Cl -加快了化学反应速率 生成的24SO -加快了化学反应速率 将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液 反应物浓度降低 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据实验数据可知，该反应在0～4min 内生成氯离子的浓度是0.010mol/L ，所以平均反应速率()()Cl0.010mol /L 4min 0.0025mol /L min c -=÷=⋅；（2）①由于是假设该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快，因此需要测量反应过程中溶液温度的变化；②方案I 、Ⅱ相比较，Ⅱ中加入了少量氯化钠，所以方案Ⅱ中的假设为生成的Cl -加快了化学反应速率；③由于反应中还有硫酸根离子生成，则除I 、Ⅱ、Ⅲ中的假设外，还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率；④为防止氯离子对实验的干扰，则改进措施是将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液； ⑤反应后期反应物浓度减小，因此化学反应速率变慢。

【点睛】对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。

每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。

它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。

2．某小组同学以不同方案探究Cu 粉与FeCl 3溶液的反应。

（1）甲同学向FeCl 3溶液中加入Cu 粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了反应，其离子方程式是__。

（2）乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生：将Cu 粉加入到滴有少量KSCN 的FeCl 3溶液中，观察到溶液红色褪去，有白色沉淀A 产生。

①针对白色沉淀A ，查阅资料：A 可能为CuCl 和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2价)中的一种或两种。

实验过程如下：请回答：Ⅰ.根据白色沉淀B 是__(填化学式)，判断沉淀A 中一定存在CuSCN 。

Ⅱ.仅根据白色沉淀A 与过量浓HNO 3反应产生的实验现象，不能判断白色沉淀A 中一定存在CuSCN ，从氧化还原角度说明理由：__。

Ⅲ.向滤液中加入a 溶液后无明显现象，说明A 不含CuCl ，则a 是__(填化学式)。

根据以上实验，证明A 仅为CuSCN 。

②进一步查阅资料并实验验证了CuSCN 的成因，将该反应的方程式补充完整： Cu 2++ SCN -= CuSCN↓+ (SCN)2__③结合上述过程以及Fe(SCN)3⇌Fe 3++3SCN -的平衡，分析（2）中溶液红色褪去的原因：__。

（3）已知(SCN)2称为拟卤素，其氧化性与Br 2相近。

将KSCN 溶液滴入（1）所得的溶液中，观察到溶液变红色，则溶液变红的可能原因是__或__。

【答案】Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+ BaSO 4 +1价铜也可将浓HNO 3还原 AgNO 3 2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2 Cu 和Fe 3+反应生成Cu 2+使c(Fe 3+)减小；Cu 2+和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使c(SCN -)减小，均使该平衡正向移动，导致Fe(SCN)3浓度减小，溶液红色褪去 Fe 3+有剩余 空气中的O 2将Fe 2+氧化；(SCN)2将Fe 2+氧化 【解析】 【分析】（1）铁离子具有氧化性，能够把铜氧化为铜离子；（2）I ．①不溶于稀硝酸的白的沉淀为硫酸钡； Ⅱ.②亚铜离子具有还原性，也能被硝酸氧化； Ⅲ.检验氯离子，应加入硝酸银溶液；②据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，写出反应的方程式； ③根据浓度对平衡移动规律进行分析；（3）亚铁离子具有强还原性，空气中氧气、溶液中（SCN ）2都有可能把亚铁离子氧化为铁离子。

【详解】()1甲同学向3FeCl 溶液中加入Cu 粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了氧化还原反应，生成2Cu +，其离子方程式是Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+； 故答案为：Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+；()2① ⅠA 可能为CuCl 和CuSCN(其中硫元素的化合价为2-价)中的一种或两种，白色沉淀与过量浓硝酸反应生成红棕色的2NO 和含2Cu +的蓝色溶液，向蓝色溶液中加入过量硝酸钡溶液，生成不溶于硝酸的钡盐沉淀，则白色沉淀B 是4BaSO ； 故答案为：4BaSO ；Ⅱ 1+价铜也可将浓3HNO 还原，故仅根据白色沉淀A 与过量浓3HNO 反应产生的实验现象，不能判断白色沉淀A 中一定存在CuSCN ， 故答案为：1+价铜也可将浓3HNO 还原；Ⅲ 检验氯离子，应加入硝酸银溶液，则a 是3AgNO ， 故答案为：3AgNO ；② 据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，该反应的方程式为2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2，故答案为：2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2；Cu ③和3Fe +反应生成2Cu +使()3c Fe +减小；2Cu +和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使()c SCN -减小，均使该平衡正向移动，导致3Fe(SCN)浓度减小，溶液红色褪去，故答案为：Cu 和Fe 3+反应生成Cu 2+使c(Fe 3+)减小；Cu 2+和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使c(SCN -)减小，均使该平衡正向移动，导致Fe(SCN)3浓度减小，溶液红色褪去 ；()3将KSCN 溶液滴入()1所得的溶液中，观察到溶液变红色，则溶液含3Fe +，溶液变红的可能原因是3Fe +有剩余；空气中的2O 将2Fe +氧化；2(SCN)将2Fe +氧化， 故答案为：Fe 3+有剩余；空气中的O 2将Fe 2+氧化；(SCN)2将Fe 2+氧化 。

3．某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。

(1)设计如下实验研究2Fe 3＋＋2I －ƒ2Fe 2＋＋I 2的反应。

①振荡静置后C 中观察到的现象是_______________________；为证明该反应存在一定限度，还应补做实验为：取C 中分液后的上层溶液，然后______________(写出实验操作和现象)。

②测定上述KI 溶液的浓度，进行以下操作：I 用移液管移取20.00 mL KI 溶液至锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量H 2O 2溶液，充分反应。

II 小心加热除去过量的H 2O 2。

III 用淀粉做指示剂，用c mol/L Na 2S 2O 3标准溶液滴定，反应原理为：2Na 2S 2O 3＋I 2＝2NaI ＋Na 2S 4O 6。

步骤II 是否可省略?____________(答“可以”或“不可以”)步骤III 达到滴定终点的现象是___________________________。

巳知I 2浓度很高时，会与淀粉形成稳定的包合物不易解离，为避免引起实验误差，加指示剂的最佳时机是________。

(2)探究Mn 2＋对KMnO 4酸性溶液与H 2C 2O 4溶液反应速率的影响。

反应原理(化学方程式)为________；仪器及药品：试管(两支)、0.01 mol/L KMnO 4酸性溶液、0.1 mol/L H 2C 2O 4溶液、一粒黄豆大的MnSO 4固体；实验方案：请仿照教材(或同教材)设计一个实验用表格，在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。

______________【答案】溶液分层，上层水层为黄绿色，下层四氯化碳层为紫色 滴加KSCN 溶液，溶液变红不能；；当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加淀粉指示剂，再继续滴加标准溶液2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；【解析】【分析】（1）①由题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在Fe3＋；②由步骤I可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应；当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色；为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉；（2）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。

【详解】（1）①由题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液，溶液的颜色为黄绿色，下层为碘的四氯化碳溶液，溶液的颜色为紫色；为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在Fe3＋，还应补做实验为：取C中分液后的上层溶液，然后滴加KSCN溶液，溶液变红色，故答案为：溶液分层，上层水层为黄绿色，下层四氯化碳层为紫色；滴加KSCN溶液，溶液变红；②由步骤I可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应，导致Na2S2O3标准溶液体积偏大，所测结果偏高，故不能省略；当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原；由I2浓度很高时，会与淀粉形成稳定的包合物不易解离，为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉，故答案为：不能；当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原；用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加淀粉指示剂，再继续滴加标准溶液；（2）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；据题给条件，设计探究Mn2＋对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响的实验，应用取两份等体积的0.01mol/LKMnO4酸性溶液，一份加入0.1mol/L的H2C2O4溶液，另一份加入等体积的0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体，测定溶液由紫色退为无色所需要的时间，实验用表格如下：故答案为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；当Na2S2O3标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色，为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2浓度较小时再滴入淀粉是解答关键，也是难点和易错点。