2020-2021备战高考化学 化学反应速率与化学平衡 培优练习(含答案)附答案

2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡培优练习(含答案)附答案一、化学反应速率与化学平衡1．某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。

(1)用三支试管各取5.0 mL、0.01 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液，实验报告如下。

①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。

②表中V＝_________mL。

(2)小组同学在进行(1)中各组实验时，均发现该反应开始时很慢，一段时间后速率会突然加快。

对此该小组的同学展开讨论：①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热，温度升高，速率加快。

②乙同学认为随着反应的进行，因_________，故速率加快。

(3)为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。

回答相关问题：①装置乙中仪器A的名称为_________。

②定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。

有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是____________________________________。

③定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_______________。

【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同，排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间【解析】【分析】（1）①、②作对比实验分析，其他条件相同时，只有一个条件的改变对反应速率的影响；（2）探究反应过程中反应速率加快的原因，一般我们从反应放热，温度升高，另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用；（3）比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，阳离子不同，尽量让阴离子相同，减少阴离子不同造成的差别，催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体，所需时间的长短入手。

【详解】（1）①实验1、3反应物物质的量浓度，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响；②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响，此时反应温度相同，KMnO4的浓度相同，故表中V＝4.0mL（2）随着反应的进行，生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加，生成的Mn2+可能对反应有催化作用；（3）①由仪器的构造，可知仪器A为分液漏斗；②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，必须保证在其他的条件相同，所以将CuSO4改为CuCl2更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；③如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。

【点睛】本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。

2．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：现称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，初读数为0.00mL，终读数如图所示。

请回答下列问题：（1）称量样品所用的仪器为_____，将样品研细后再反应，其目的是_______。

（2）装置a的作用是________。

a．有利于空气中氧气充分反应 b．除去空气中的水蒸气c．有利于气体混合 d．有利于观察空气流速（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是___________。

（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为_________mL。

判断滴定已达终点的现象是_______。

通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。

（5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是____。

（填编号）（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有____________________。

【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d 装置中，使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色，且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4【解析】【分析】(1)根据称量黄铜矿样品1.150g，选择精确度较高的仪器；将样品研细，增大了接触面积；(2)浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速；(3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收；(4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积，根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点；先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2～2SO2～2I2，再根据题中数据进行计算；(5)图2中的②中通入二氧化硫，反应生成了硫酸钡沉淀，可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量；(6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2，另外BaSO3易被空气中氧气氧化，这些原因均能引起测定误差。

【详解】(1)由于称量黄铜矿样品1.150g，精确度达到了千分之一，应该选用电子天平进行称量，把黄铜矿样品研细，可以增大接触面积，从而提高反应速率，并且使黄铜矿充分反应；(2)装置a中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入反应装置b中发生危险，同时根据冒出的气泡的快慢来控制气体的通入量，故答案为bd；(3)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气，可以将b、d装置中的二氧化硫全部排出去，使结果更加精确；(4)根据滴定管的示数是上方小，下方大，可以读出滴定管示数是20.10mL，当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝；根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式：CuFeS2～2SO2～2I2，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.10mL 时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.0201L=0.00105mol，所以黄铜矿的质量是：0.5×0.00105mol×184g/mol×10=0.9246g，所以其纯度是：0.9246g1.15g×100%=80.4%；(5)由于图2中，②硝酸钡溶液中通入二氧化硫能够生成硫酸钡沉淀，过滤干燥后，根据硫酸钡的质量计算出二氧化硫的质量，故答案为②；(6)将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，在实验操作均正确的前提下，引起误差的可能原因主要有空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4。

3．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)实验序号实验温度/K参加反应的物质溶液颜色褪至无色时所需时间/s KMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2OV/mL c/mol·L－1V/mL c/mol·L－1V/mLA29320.0240.106B T120.0230.1V18C31320.02V20.11t1(1)通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1＝_________，T1＝_______；通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。

(2)C组实验中溶液褪色时间t1______(填“＞”或“＜”)8s,C组实验的反应速率v(KMnO4) =_________________。

(用含有t1的式子表示)(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn2+)突变的可能的原因是：______________。

【答案】1 293 B、C ＜ 0.02/3t1 mol·L－1·s－1生成的Mn2＋对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2＋)突增【解析】【分析】(1)实验A、B，从表中数据可知改变的条件是同温下浓度对反应速率的影响，根据H2C2O4溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；(2)实验B、C应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响；先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率；(3)实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大。

【详解】(1)实验A 、B ，从表中数据可知改变的条件是H 2C 2O 4浓度，故通过实验A 、B ，可探究出浓度的改变对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1可知溶液总体积为6mL ，所以V 1=1.0mL ；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度T 1=293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B 、C 符合；(2)实验B 、C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响，实验3温度较大，则反应速率较大，t 1＜8s ，C 组实验的反应速率v(KMnO 4)=110.02mol /L 3t s=10.023t mol•L -1•s -1；(3)实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大，可说明生成的Mn 2+对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2+)突增。

4．甲、乙两个实验小组利用KMnO 4酸性溶液与H 2C 2O 4溶液反应研究影响反应速率的因素。

设计实验方案如下(实验中所用KMnO 4溶液均已加入H 2SO 4)：甲组：通过测定单位时间内生成CO 2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。

某同学进行实验，其中A 、B 的成分见表：（1）该反应的离子方程式为____；乙组：通过测定KMnO 4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。

为了探究KMnO 4与H 2C 2O 4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验（2）X =___，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____。

（3）在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。

某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做3号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果如表：结合实验目的与表中数据，你得出的结论是____。