第七章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应的速率
一、选择题(包括8小题。1~6小题只有一个选项符合题意,7~8小题有两个选项符合题意。)
1.(2009年福建五校)常温常压下将氢气和氧气混合在一起,即使过上几年,它们也不会发生化合反应生成水。然而只要给一个电火花,氢气就迅速与氧气反应生成水。反应过程中的能量变化如下图A所示。对比下图B中的情景,漫画中的羊供给石头的“能量”相当于图A中的( )
A.E2 B.E2-E1 C.E3-E2 D.E3
2.(2010年泰州质检)一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)=H2(g)+I2(g)。若c(HI)由01 mol·-1L降到0.07 mol·-1L时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·-1L时降到0.05 mol·-1L时,所需反应的时间为( ) A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
3.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为:2M=N B.t2时,正逆反应速率相等
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率 D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
4.(2009年浙江台州)在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如右图所示。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:N2+3H2=2NH3;ΔH=-92 kJ B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C.加入催化剂,该化学反应放出的热量增多 D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
5.(2010年枣庄模拟)可逆反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+gD(g)的v-t图象如下图甲,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图象如下图乙。
①a1=a2 ②a1t2⑥t1=t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧乙图阴影部分面积更大 以上正确的为( ) A.②④⑤⑦ B.①④⑥⑧ C.②③⑤⑧ D.①③⑥⑦
6.反应A+B→C的反应速率方程式为:v=k·c(A)·c(B),v为反应速率,k为速率常数。当c(A)=c(B)=1 mol·-1L时,反应速率在数值上等于速率常数。下列说法正确的是( ) A.只增大c(A)时,v也增大 B.只增大c(A)时,v值不变
C.只升高温度时,k值不变 D.只升高温度时,k值变小
-1-1
7.某温度下,反应2N2O5=4NO2+O2。开始时(cN2O5)=0.0408 mol·L,经1 min后测得(cN2O5)=0.030 mol·L,
则该反应速率为( )
A.v(N2O5)=1.08×10-4 mol·-1L·s-1 B.v(N2O5)=1.8×10-4 mol·(L·s)-1 C.v(O2)=9.0×10-5 mol·(L·s)-1 D.2v(NO2)=v(N2O5)
8.(2009年盐城质检)反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( ) A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大 D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
二、非选择题
9.在化学反应中,只有活化分子才能发生有效碰撞而发生化学反应。使普通分子变成活化分子所需提供的平均能量叫活化能,其单位通常用kJ·mo-1L表示。请观察下图,回答问题。
(1)图中所示反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应ΔH是____________(用E1、E2表示)。 (2)已知热化学方程式:H(+1/2O(=H2O(g);ΔH=-241.8 kJ·mo-1L,该反应的活化能为167.2 kJ·mo-1L,2g)2g)则其逆反应的活化能为____________。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是____________ 。
10.在相同条件下进行Mg与HCl、CH3COOH反应的对照实验,相关数据如下: Mg的质量 酸量 开始时反应速率 产生H2总量
Ⅰ 0.24 g HCl0.2 mol·-1L100 mL v1 n1 Ⅱ 0.24 g CH3COOH 0.2 v2 N2 mol·-1L100 mL (1)试比较有关量的大小: v1____________v2,n1____________N2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)现欲改变条件,使实验Ⅰ中的v1降低,但不改变n1的值,试写出两种可行的方法。 方法①____________ 。 方法②____________ 。
11.甲、乙两位同学学习了化学反应与能量的有关知识后,进行了如下探究,请你参与其中的探究,并分析和解答相关问题。
Ⅰ.甲同学为探究CaCO3与稀盐酸反应的化学反应速率,设计实验如下:在25 ℃时,将CaCO3放入1000 mL 1 mol·-1L稀盐酸中,根据得到CO2气体的物质的量随反应时间的变化情况,绘制成如右图所示的曲线。根据曲线分析讨论以下问题(假设溶液的体积变化忽略不计)。
(1)在0~2 min、2 min~4 min、4 min~6 min内,反应速率最大的是____________,原因是____________ 。该反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)在0~4 min内,用HCl表示的平均反应速率为____________。 (3)6 min以后反应速率为____________,原因是____________ 。 Ⅱ.乙同学探究KClO3和NaHSO3溶液反应,查阅资料知:
氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价),在某温度下,他绘出大致的反应速率随时间变化如右图所示。已知该反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。 (1)反应开始反应速率加快的原因是____________ ____________ 。 (2)反应后期反应速率下降的原因是____________ ____________ 。
12.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据: 实验序号 金属 质量/g 金属 状态 c(H2SO4) V(H2SO4) 溶液温度/℃ mol·-1L /mL 金属消反应前 反应后 失的时间/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 丝 粉末 丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝 0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1 50 50 50 50 50 50 50 50 50 20 20 20 20 20 20 35 20 30 34 35 36 35 36 35 50 34 44 500 50 250 200 25 125 50 100 40 分析上述数据,回答下列问题: (1)实验4和5表明,____________对反应速率有影响,____________反应速率越快, 能表明同一规律的实验还有____________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有- (填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有____________,其实验序号是____________。
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:______________________________________ 。
参考答案:
1.解析:羊供给石头的“能量”相当于氢气和氧气反应过程中的电火花,即反应过程中的活化能E3-E2。 答案:C
2.解析:c(HI)从0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1过程中:
v(HI)= Δc/Δt=0.03 mol·L-1/15s=0.002 mol·L-1
假设v(HI)不变,则c(HI)从0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,
Δt=Δc/v=0.02 mol·L-1/0.002 mol·L-1·s-1=10 s. 但反应速率受浓度变化的影响,浓度越大,反应速率越快。而0.07 mol·L-1比1 mol·L-1小,反应速率慢,所需反应时间大于10 s。 答案:C
3.解析:分析本题图象可知,从反应开始到时间t3建立平衡,N的物质的量变化为8 mol-2 mol=6 mol,M的物质的量变化为5 mol-2 mol=3 mol。可知,N的变化量与M的变化量之比为2∶1,该反应的反应式表示为