1、1专题四 化学反应条件的控制专题测试(四)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(每小题 3 分，共 36 分。每小题只有一个选项符合题意)1闵恩泽教授获得国家最高科学技术奖，以表彰他在催化剂研究方面做出的突出贡献。下列关于催化剂的说法正确的是( )A. 使用催化剂可以增大正反应速率，减小逆反应速率B使用催化剂可以使化学平衡正向移动C使用催化剂可以降低反应的活化能D使用催化剂可以改变反应的平衡常数解析 催化剂同等程度的改变正逆反应速率，但不改变反应的限度。答案 C2下列实验或生活中为了控制反应速率的做法不正确的是( )A用氯酸钾制取氧气时可加入少量的高锰酸钾以加快反应速率B用饱和食盐
2、水代替蒸馏水制取乙炔C为降低 HNO3与 Cu 反应制备 NO2的速率可以采用稀硝酸代替浓硝酸D为了延长食品的保质期在食品包装袋中加入硅胶、硫酸亚铁解析 稀硝酸和铜反应生成的是 NO 而不是 NO2。答案 C3下列关于 H2O2的说法正确的是( )A在无催化剂时，不能分解成水和氧气B过氧化氢和水一样无色无味，对皮肤无害CFe 3 和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应D在有催化剂存在时，H 2O2分解反应的平衡向正反应方向移动解析 H 2O2不稳定，受热、光照易分解，2H 2O2 2H2OO 2，加入催化= = = = = 或 光 照 剂如 Fe3 、过氧化氢酶都加快了 H2O2的分解，A 错
3、误，C 正确；H 2O2具有氧化性，对皮肤有一定危害，B 错误；催化剂只能改变化学反应速率，不会影响化学平衡移动，D 错2误。答案 C4下列反应中“加入物质”能起催化作用的是( )A在 H2O2分解反应中， “加入 MnO2”后，反应速率加快B在锌粒与稀硫酸反应中， “加入几滴硫酸铜溶液”后，产生氢气的速率加快C在甲苯与高锰酸钾溶液反应中， “加入少量稀硫酸”后，紫色褪去的速度加快D实验室电解水时， “加入少量氢氧化钠溶液”后，产生气体的速率加快解析 MnO 2作 H2O2分解的催化剂，A 正确；B 项是 Zn 与 CuSO4反应生成 Cu，构成原电池加快反应进行，B 错误；C 项是增大了 K
4、MnO4溶液的氧化性，而加快反应，C 错误；D项是增大了溶液导电性从而加快反应，D 错误。答案 A5在气体反应中，改变条件：增大反应物的浓度，升高温度，增大压强，移出生成物，加入催化剂。能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是( )A B C D解析 升高温度，反应物分子的能量升高，使更多的分子转变为活化分子，增加了活化分子的百分含量；使用催化剂是降低了反应物分子的活化能，使更多的分子在自身能量不变的前提下成为活化分子，增大了活化分子的百分含量。答案 C6某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )A反应过程 a 有催化剂参与B该反应为吸热反应，热效应等于 HC改变催化剂，
5、可改变该反应的活化能D有催化剂条件下，反应的活化能等于 E1 E2解析 过程 a 的活化能比过程 b 的高，故反应过程 b 有催化剂参与，A 项错误；该反应生成物所具有的能量比反应物的低，且由图标信息可知二者能量的量值之差为 H，此3反应为放热反应，B 项错误；不同催化剂的催化效率不同，故改变催化剂，可改变该反应的活化能，C 项正确；在有催化剂的条件下，该反应的活化能等于 E1，D 项错误。答案 C7把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生 H2的速率如图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是( )盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度Cl 的浓度A B C D解析 Mg2H =H2Mg 2
6、 ，实质是镁与 H 间的反应，与 Cl 无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大，产生 H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。答案 C8在容积不变的密闭容器中发生反应 2NO2 2NOO 2，能说明该反应已达化学平衡状态的是( )生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2 生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO v 正 (NO2) v 正 (NO) v 正 (O2)221 混合气体的颜色不再改变 混合气体的密度不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改
7、变A B C D解析 中均表示的是正反应速率；中在可逆反应达到平衡过程中各物质的化学反应速率之比始终等于化学计量数之比；中密度等于质量除以体积，质量不变，体积不变，整个过程中密度不变。答案 A9等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间( t)内产生气体体积( V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是( )4组别 对应曲线 c(HCl)/molL1 反应温度/ 铁的状态1 a 30 粉末状2 b 30 粉末状3 c 2.5 块状4 d 2.5 30 块状A.第 4 组实验的反应速率最慢B第 1 组实验中盐酸的浓度大于 2.5 molL1C第 2
8、组实验中盐酸的浓度等于 2.5 molL1D第 3 组实验的反应温度低于 30 解析 由图像可知，1、2、3、4 组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第 4 组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A 正确；第 1 组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于 2.5 molL1 ，B 正确；第 2 组实验，铁是粉末状，与 3、4 组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于 2.5 molL1 ，C 正确；由 3、4 组实验并结合图像知第 3 组实验中反应温度应高于 30 ，D 错误。答案 D10在不同浓度( c)、温度( T)条件下，蔗
9、糖水解的瞬时速率( v)如下表。下列判断不正确的是( )A.a6.005B同时改变反应温度和蔗糖的浓度， v 可能不变C b318.2D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同解析 分析表中数据知，在 318.2 K 时，蔗糖浓度每减小 0.1 mol/L，反应速率降低0.6 mol/(Lmin)，在温度为 328.2 K 时，蔗糖浓度由 0.6 mol/L 降低为 0.5 mol/L时，速率减小了 1.5 mol/(Lmin)，故当浓度再减小 0.1 mol/L 时，速率也应减小1.5 mol/(Lmin)，A 项正确；由表中数据变化趋势知，当温度升高(降低)与浓度降低(增大)程度相当时，
10、反应速率可能会保持不变，B 项正确；因温度升高反应速率增大、2.16 mol/(Lmin)3.60 mol/(Lmin)，故 b318.2，C 项正确；蔗糖浓度相同时，不同温度下反应速率不同，由 t c/v 知 D 项错误。答案 D11为了研究一定浓度 Fe2 的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如下图所示，判断下列说法正确的是( )ApH 越小氧化率越大B温度越高氧化率越小CFe 2 的氧化率仅与溶液的 pH 和温度有关D实验说明降低 pH、升高温度有利于提高 Fe2 的氧化率解析 由可知，温度相同时 pH 越小，氧化率越大，由可知，pH 相同时，温度越高，氧化率越大，C 项，Fe
11、 2 的氧化率除受 pH、温度影响外，还受其它因素影响，如浓度等。答案 D12NaHSO 3溶液在不同温度下均可被过量 KIO3氧化，当 NaHSO3完全消耗即有 I2析出，依据 I2析出所需时间可以求得 NaHSO3的反应速率。将浓度均为 0.020 molL1 的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO 3(过量)酸性溶液 40.0 mL 混合，记录 1055 6间溶液变蓝时间，55 时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是( )A40 之前与 40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B图中 b、c 两点对应的 NaHSO3反应速率相等C图中 a 点
12、对应的 NaHSO3反应速率为 5.0105 molL1 s1D温度高于 40 时，淀粉不宜用作该实验的指示剂解析 由题给图像可知，温度低于 40 时，温度升高，溶液变蓝的时间短，但温度高于 40 时情况相反，A 项正确；因为 b、c 两点的温度不同，反应速率不可能相等，B 项错误；图中 a 点，所用的时间为 80 s，则 NaHSO3的反应速率为：(0.020 molL1 10.0 mL103 L/mL)(50 mL103 L/mL)(80 s)5.010 5 molL1 s1 ，C 项正确；由题给条件，55 时未观察到溶液变蓝，所以温度高于40 ，淀粉不宜作该实验的指示剂，D 项正确。答案
13、 B二、非选择题(共 64 分)13(6 分)为比较 Fe3 和 Cu2 对 H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：(1)定性分析：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为 Fe2(SO4)3 更为合理，其理由是_。(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成 40 mL 气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_7_。答案 (1)溶液中气泡产生的速率 排除氯离子的干扰(其他合理答案也给分) (2)收集 40 mL 气体所需的时间14(8 分)士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器” ，其
14、主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠，使用时加入水与其中的镁反应放出热量。下面是在相同的室温下对该产品的两个探究实验：【实验 1】向加有等量水的隔热容器中分别加入下列各组物质，结果参见下图 1。1.0 mol 镁条、0.10 mol 铁粉、0.10 mol 氯化钠粉末；将 1.0 mol 镁条剪成 100 份、0.10 mol 铁粉、0.10 mol 氯化钠粉末；1.0 mol 镁粉、0.10 mol 铁粉、0.10 mol 氯化钠粉末；【实验 2】向加有 100 mL 水的隔热容器中分别加入 0.10 mol 镁粉、0.50 mol 铁粉及不同量的氯化钠粉末，不断搅拌，第 15 min 时记录温
15、度升高的幅度参见上图 2。请回答下列问题：(1)实验 1 证实影响镁与水反应速率的主要因素是_。A反应温度 BNaCl 的用量C铁的用量 D镁的表面积(2)实验 2 中当 NaCl 的用量大于 0.125 mol 时，实验就无须再做的原因是_。A加入更多的 NaCl 不再增加反应速率8B加入 NaCl 反而会降低反应速率C已达到沸点不再有温度变化D需要加入更多的铁粉来提高温度(3)如果在实验 2 中加入了 0.060 mol NaCl，则第 15 min 时混合物的温度最接近于_。A34 B42 C50 D62 (4)铁粉、NaCl 能使反应速率增加的原因是_。答案 (1)D (2)C (3)
16、D (4)镁粉、铁粉与 NaCl 的水溶液构成了原电池15(10 分)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50 molL1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL1 K2S2O8溶液、0.10 molL1 Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S 2O 2I =2SO I 2(慢)28 24I22S 2O =2I S 4O (快)23 26(1)向 KI、Na 2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8溶液，当溶液中的_耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S 2O 与 S2O23初始的物质的量需满足的关系为： n(S2O
17、) n(S2O )_。28 23 28(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：体积 V/mL实验序号 K2S2O8溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0表中 Vx_mL，理由是_。(3)已知某条件下，浓度 c(S2O )反应时间 t 的变化曲线如图，若保持其他条件不28变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O ) t 的变化曲线28示意图(进行相应的标注)。9解析 (1)淀粉溶液遇 I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时
18、，溶液中有 I2，说明 Na2S2O3消耗尽。为确保能观察到蓝色，溶液中 Na2S2O3要耗尽，由题给离子反应可得关系式：S2O I 22S 2O ，则有 n(S2O ) n(S2O )21 时，能观察到蓝色。28 23 23 28(2)实验的目的是探究 K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为 20.0 mL)，从而可知 Vx2.0。(3)降低温度时，化学反应速率减慢， c(S2O )变化减慢。加入催化剂时，化学反应28速率加快， c(S2O )变化加快， c(S2O ) t 的变化曲线如图所示。28 28答案 (1)Na 2
19、S2O3 21(2)2.0 保证反应物 K2S2O8的浓度改变，而其他的不变(3)如下图所示16(14 分)在学习了影响化学反应速率的因素知识后，某研究性学习小组进行了科学探究活动。探究活动一 探究金属与不同酸反应的反应速率：常温下，从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、 c(H )相同的足量的稀硫酸和稀盐酸的两支试管中，发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。10探究活动二 探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据：溶液温度/实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/molL1V(H2SO4
20、)/mL 反应前反应后金属消失的时间/s1 0.10 丝 0.5 50 20 34 5002 0.10 粉末 0.5 50 20 35 503 0.10 丝 0.7 50 20 46 2504 0.10 丝 0.8 50 20 35 2005 0.10 粉末 0.8 50 20 36 256 0.10 丝 1.0 50 20 35 1257 0.10 丝 1.0 50 35 50 508 0.10 丝 1.1 50 20 34 1009 0.10 丝 1.1 50 35 51 40请回答：(1)对探究活动一实验现象产生的原因，请你帮该研究性学习小组提出两个假设：假设_。假设_。并请你设计实验对
21、以上假设进行验证：验证假设_。验证假设_。(2)分析探究活动二的实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验_(填实验序号)的_，理由是_。(3)分析探究活动二的实验数据可得出的结论是_。答案 (1)假设：Cl 对铝和 H 的反应有促进作用11假设：SO 对铝和 H 的反应有抑制作用24验证假设：在铝和稀硫酸反应的试管中加入固体氯化钠，看是否加快放出氢气的速率验证假设：在铝和稀盐酸反应的试管中加入固体硫酸钠，看是否减慢放出氢气的速率(2)3 反应后溶液的温度 本实验所用稀硫酸均过量，金属完全反应，等质量金属反应放出的热量应相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近(3)对于同一化学反应，在其他
22、条件不变时：反应物浓度越大，化学反应速率越快；反应物固体表面积越大，化学反应速率越快；反应温度越高，化学反应速率越快17(10 分)以下是著名的碘钟实验：已知在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸氢钠会发生如下一些反应：IO 3HSO =3SO 3H I (慢) 3 3 24IO 5I 6H =3I23H 2O(慢) 3I 2HSO H 2O=2I SO 3H (快) 3 24为了探究该实验原理，现分别配制下面三种溶液。溶液 A：0.9 g 碘酸钾溶于少量温水中，再稀释到 500 mL溶液 B：0.45 g 亚硫酸氢钠配成溶液，稀释到 500 mL溶液 C：取 5 g 可溶性淀粉，放在小烧杯中，加入 2
23、5 mL 冷水，搅拌成悬浊液。另取200 mL 水加热至沸腾，趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌，使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入 12.5 mL 浓硫酸，最后也稀释到 500 mL溶液 D：200 mL 水50 mL A 溶液50 mL C 溶液溶液 E：225 mL 水25 mL A 溶液50 mL C 溶液试完成下列问题：(1)根据实验原理，化学反应速率由哪步反应决定：_(填“” 、 “”或“”)。(2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色：_(填“I ”、 “HSO ”、 “H ”或 3“IO ”)。 3(3)在盛放 D 溶液和 E 溶液的两只烧杯里同时加入 50 mL B
24、溶液。D、E 两烧杯中哪种溶液先变蓝色：_(填“D”或“E”)。(4)为研究温度对反应速率的影响，准备三份 E 溶液(各 300 mL，配法同上)，用三只12量筒分别量取 50 mL B 溶液，同时把三份 B 溶液分别加入下述不同温度的三份 E 溶液中：a.第一份放在石棉网上加热到 50 左右，b.第二份维持在室温，c.第三份浸在冰水里冷却到近冰点。先变蓝色的是：_(填“a” 、 “b”或“c”)。解析 (1)化学反应速率通常由反应慢的一步决定，所以答案为。(2)要使溶液变蓝色，在溶液中必须存在 I2，而要使溶液中存在 I2，溶液中必须不存在具有强还原性的离子，从而确定答案为 HSO 。(3)
25、烧杯中的溶液先变蓝色，说明反应速率快。对溶 3液来说，反应物浓度越高，反应速率越快，故 D 烧杯中溶液先变蓝色。(4)同上原理，温度越高，反应速率越快，溶液变蓝的速率越快。答案 (1) (2)HSO (3)D (4)a 318(16 分)Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好 pH 和 Fe2浓度的废水中加入 H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物 p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计控制 p-CP 的初始浓度相同，恒定实验温度在 298 K 或 313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。(1)请完成以下
26、实验设计表(表中不要留空格)。c/103 molL1实验编号实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应速率的影响 298 10 6.0 0.30数据处理实验测得 p-CP 的浓度随时间变化的关系如图。(2)请根据上图实验曲线，计算降解反应在 50150 s 内的反应速率： v( p-CP)_molL 1 s1 。13解释与结论(3)实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从 Fenton 法所用试剂 H2O2的角度分析原因：_。(4)实验得出的结论是：pH 等于 10 时，_。思考与交流(5)
27、实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_。解析 (1)实验是参照实验，所以与实验相比，实验和只能改变一个条件，这样才能起到对比实验的目的，实验是探究温度对反应速率的影响，则 T313 K，pH3， c(H2O2)6.0 molL 1 ， c(Fe2 )0.30 molL 1 ，实验显然是探究 pH的大小对反应速率的影响；(2)在 50150 s 内， c(pCP)0.810 3 molL1 ，则 v(pCP)8.010 6 molL1 s1 ；(3)温度过高时，H 2O2分解， c(H2O2)减小，导致反应速率减小；(4)从图中看出，pH10 时， c(pCP)不变，即反应速率为零，说明碱性条件下，有机物 pCP 不能降解；(5)从第(4)问可以得出，将反应液加入到NaOH 溶液中，使溶液的 pH 迅速增大，反应停止。答案 (1)c/103 molL1实验编号 实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 313 3 6.0 0.30探究溶液的 pH 对降解反应速率的影响 (2)8.0106(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中，使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷等14其他合理答案均可)
