1、1专题四 化学反应条件的控制专题检测卷（四）（时间：90 分钟 满分：100 分）一、选择题（每小题 3 分，共 39 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或说法不正确的是（ ）A.用氯酸钾制取氧气时可加入少量的高锰酸钾以加快
2、反应速率B.用饱和食盐水代替蒸馏水制取乙炔C.探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高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 C 项，探究温度对反应速率的影响，应先分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度后再混合，若是先将两种溶液混合后再用水浴加热，随着热量的散失，测得的反应速率偏低，错误。答案 C3.常温下，往 H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O，2Fe 3 H 2O2=2Fe2 O 22H 。下列说法正确的是（ ）A
3、.H2O2的氧化性比 Fe3 的强，其还原性比 Fe2 的弱B.在 H2O2分解过程中，溶液的 pH 逐渐下降2C.在 H2O2分解过程中，Fe 2 和 Fe3 的总量减小D.H2O2生产过程要严格避免混入 Fe2解析 结合题给两个化学方程式，根据氧化性、还原性强弱比较规律得：H 2O2的氧化性Fe 3 的氧化性，H 2O2的还原性Fe 2 的还原性，A 错；2H 2O2=2H2OO 2，分解过程中，Fe2 作催化剂，溶液 pH 不变，B 错；H 2O2分解，Fe 2 作催化剂，Fe 3 是中间产物，二者总量不变，C 错；因为 Fe2 可导致 H2O2分解，所以 H2O2生产过程要避免混入 F
4、e2 ，D 正确。答案 D4.下列说法中错误的是（ ）A.催化剂能加快反应速率，但不影响化学平衡B.升高温度能使正反应为吸热反应的化学反应速率增大，使正反应为放热反应的化学反应速率减小C.在合成氨工业中将生成的 NH3及时分离出去，符合勒夏特列原理D.减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动解析 升高温度正逆反应速率均增大，与是吸热反应还是放热反应无关，只不过吸热反应方向增大的多，放热反应方向增大的少。答案 B5.在气体反应中，改变下列条件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.增大反应物的浓度 B.升高温度C.增大压强 D.移出生成物解析 升高温度，反应物分子的能量升
5、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。答案 B6.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3B.该反应为吸热反应，热效应等于 HC.改变催化剂，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之差为 H，此反应为放热反应，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
6、.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，不能影响反应速率的因素是（ ）A.盐酸的浓度 B.镁条的表面积C.溶液的温度 D.Cl 的浓度解析 Mg2H =H2Mg 2 ，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 D8.下列相关实验不能达到预期目的的是（ ）相关实验 预期目的A.相同温度下，等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应探究接触面积
7、对化学反应速率的影响B.把装有颜色相同的 NO2和 N2O4混合气的两支试管（密封）分别浸入冷水和热水中探究温度对化学平衡的影响C.在蔗糖中分别加入稀硫酸和氢氧化钠溶液，水浴加热，再加入新制的氢氧化铜并加热探究蔗糖水解产物具有还原性D.两支试管中装有等体积、等浓度 H2O2溶液，向其中一支试管中加入 FeCl3溶液探究 FeCl3溶液对 H2O2分解速率的影响4答案 C9.已知：3CH 4（g）2N 2（g） 3C（s）4NH 3（g） H0，700 时，CH 4与 N2在不同物质的量之比 时 CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是（ n（ CH4）n（ N2）A. 越大，CH 4的转化
8、率越高n（ CH4）n（ N2）B. 不变时，若升温，NH 3的体积分数会增大n（ CH4）n（ N2）C.b 点对应的平衡常数比 a 点的大D.a 点对应的 NH3的体积分数约为 26%解析 A 项，由图像看出，CH 4的转化率随着 的增大而降低，故 A 错误；B 项，n（ CH4）n（ N2） H0，该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，NH 3的体积分数会增大，故 B 正确；C 项，a、b 两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，则平衡常数不变，故 C 错误；D 项，a 点甲烷转化率为 22%， 0.75，则设甲烷为 3 mol，氮气为 4 mol，n（ CH4）n（ N2）3CH 4（
9、g）2N 2（g） 3C（s）4NH 3（g） 700 催 化 剂开始/mol 3 4 0转化/mol 0.66 0.44 0.88平衡/mol 2.34 3.56 0.88则 NH3的体积分数约为 100%13%，故 D 错误；故选 B。0.882.34 3.56 0.88答案 B10.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（ ）5组别 对应曲线 c（HCl）/molL 1 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
10、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 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
11、3 组实验中反应温度应高于 30 ，D 错误。答案 D11.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（ ）A.将 NO2球浸泡在冷水和热水中B.t/ 25 50 100Kw/1014 1.01 5.47 55.0C.6D.c（氨水）/molL1 ）0.1 0.01pH 11.1 10.6解析 首先理解选项所提供的信息含义，然后分析该含义中有没有包含平衡移动，即可顺利解答。A.二氧化氮气体中存在平衡：2NO 2 N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B.不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大。C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的
12、催化作用，不能用平衡移动原理解释。D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其 pH 的变化小于 1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH 3H2O NH OH 发生了移动。 4答案 C12.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（ ）A.pH 越小，氧化率越小B.温度越高，氧化率越小C.Fe2 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，Fe 2 氧化率越大；C 项，Fe 2 的氧化率除受 pH、温度影
13、响外，还受其它因素影响，如浓度等。答案 D13.NaHSO3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 间溶液变7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（ ）A.40 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 点对应的 NaHSO3反应速
14、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 mL10 3 L/mL）80 s5.0105 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 B二、非选择题（共 61 分
15、）14.（5 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（SO 4） 3 更为合理，其理由是_。8（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_。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15.（8 分）士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器” ，其主要化学成分为镁粉、铁粉
16、、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 水的多个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 时记录温度升高的幅度参见上图
17、 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 B.NaCl 的用量C.铁的用量 D.镁的表面积9（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B.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 。A.34 B.42 C.50 D.62 （4）铁粉、NaCl 能使反应速率增加的原因是_。答案 （1）D （2）C （
18、3）D （4）镁粉、铁粉与 NaCl 的水溶液构成了原电池16.（8 分）实验装置如图所示：在三个一头塞在软木塞的玻璃管底部各插 5 g 光亮干燥的铁丝。玻璃管用排空气法收集 H2，用玻璃片盖住玻璃管，小心倒置在水槽中，抽去玻璃片，将水面高度做一记号。玻璃管用水浸湿铁丝。玻璃管用饱和食盐水浸湿铁丝，然后倒置在水槽中。将玻璃管和内水面调至同一刻度。过几天后再观察，观察到的现象分别为：玻璃管_。玻璃管_。玻璃管_。解析 无氧气，不生锈，玻璃管满足了铁生锈的条件，内的铁均生锈，氯化钠溶液导电性比水好，生锈程度严重。铁生锈时消耗了玻璃管内的氧气，使玻璃管内气压减小，所以水沿玻璃管上升，形成一段水柱，生
19、锈较多消耗的氧气也就多，中水柱的高度最高。答案 无明显变化 铁生锈且玻璃管内形成一段水柱 铁生锈严重，玻璃管内形成的水柱最高17.（8 分）草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO H 2C2O4H Mn 2 CO 2H 2O（未配平） ，用 4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与 2 4mL 0.01 mol/LH2C2O4溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：10组别 10%硫酸体积/mL 温度/ 其他物质 2 20 2 20 10 滴饱和 MnSO4溶液 2 30 1 20 1 mL 蒸馏水（1）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验 和
20、（用表示，下同） ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验 和 。（2）对比实验和，可以研究 对化学反应速率的影响，实验中加入 1 mL 蒸馏水的目的是_。解析 （1）研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。 （2）对比和，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有 c（H ）不同，故可研究 c（H ）对反应速率的影响。加 1 mL 水的目的是确保 c（KMnO 4） 、 c（H 2C2O4）不变和总体积不变。答案 （1） （2） c（H ） （或硫酸溶液的浓度） 确保所有实验中c（KMnO 4） 、 c（H 2C2O4）不变和总体积不变18.（8 分）某同学分析 Zn 与
21、稀 H2SO4的反应。（1）制 H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是_。（2）该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。实验时，从断开 K 开始，每间隔 1 分钟，交替断开或闭合 K，并连续计数每 1 分钟内从 a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：1 分钟水滴数（断开 K） 34 59 86 117 1021 分钟水滴数（闭合 K） 58 81 112 139 78分析反应过程中的水滴数，请回答：11由水滴数 5834、8159，说明在反应初期，闭合 K 时比断开 K 时的反应速率 （填“快”或“慢” ） ，主要原因是_。由水滴数 10278，说明在反应后期，断开 K 时的反应速
22、率快于闭合 K 时的反应速率，主要原因是_。从能量转换形式不同的角度，分析水滴数 8681、117112 的主要原因是_。答案 （1）浓 H2SO4具有强氧化性，与 Zn 反应不能生成氢气 （2）快 闭合 K 时，A中形成原电池，反应速率加快 断开 K 时，溶液中的 c（H ）大于闭合 K 时溶液中的c（H ） 断开 K 时，反应的化学能主要转化成热能；闭合 K 时，反应的化学能主要转化成电能。前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快19.（8 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
23、。现运用该方法降解有机污染物 pCP ，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计控制 pCP 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 pCP 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（ pCP ） 12molL1 s1 。解释
24、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）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（H 2O2）6.010 3 molL1 ， c（Fe 2 ）0.3010 3 molL1 ，实验显然是探究
25、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（H 2O2）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 13
26、（2）8.010 6（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其他合理答案均可）20.（8 分） “碘钟”实验中，3I S 2O =I 2SO 的反应速率可以用 I 与加入的28 3 24 3淀粉溶液显蓝色的时间 t 来度量， t 越小，反应速率越大。某探究性学习小组在 20 下进行实验，得到的数据如下表：实验编号 c（I ）/molL 1 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120c（S 2O ）/molL 128 0.040 0.040 0.0
27、80 0.020 0.040t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1回答下列问题：（1）该实验的目的是_。（2）显色时间 t1 。（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在 40 下进行编号对应浓度的实验，显色时间 t2的范围为 （填字母） 。A.22.0 s B.22.044.0 sC.44.0 s D.数据不足，无法判断（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是_。解析 （1）由表格的栏目设置（浓度、时间的变化）可以推测实验的目的是研究浓度对反应速率的影响。 （2）由表中数据进行分析可知，实验的反应速率应是实验的 3 倍，所以 t1 29.3 s。 （3）温度对反应速率
28、影响的一般规律是：温度升高，反应速率增88.0 s3大，所以组数据的显色时间小于 22.0 s。 （4）由 5 组数据的关系可以得出显色时间与反应物起始浓度乘积成反比（即反应速率与反应物起始浓度乘积成正比。答案 （1）研究反应物 I 与 S2O 的浓度对反应速率的影响 （2）29.3 s （3）A 28（4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）21.（8 分）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家正在研究利14用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转变成 CO2和 N2，化学方程式如下：2NO2CO 2CO2N 2 催 化 剂 为了
29、测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的 NO和 CO 浓度如下表：时间/s 0 1 2c（NO）/（molL 1 ） 1.00103 4.50104 2.50104c（CO）/（molL 1 ） 3.60103 3.05103 2.85103时间/s 3 4 5c（NO）/（molL 1 ） 1.50104 1.00104 1.00104c（CO）/（molL 1 ） 2.75103 2.70103 2.70103请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的 H 0（填“” “”或“” ） 。（2）前 2
30、 s 内的平均反应速率 v（N 2） 。（3）在该温度下，反应的平衡常数 K 。（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高 NO 转化率的是 。A.选用更有效的催化剂B.升高反应体系的温度C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T/ c（NO）/molL 1 c（CO）/molL 1催化剂的比表面积/（m 2g1 ） 280 1.20103 5.80103 82 124 350
31、 12415请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。解析 （1）该反应前后气体分子数减少，故 S0，并且是自发反应，由 H T S0可知， H0 时反应才能自发。 （2） v（NO） 3.7510 4 molL1 s1 ； v（N 2） v（NO）1.87510 4 molL1 s1 。 （3）经计算可得： c（CO 2）12910 4 molL1 ， c（N 2）4.5010 4 molL1 。 K 5 000。 （4）加压、降温使该反应平衡正移。 （5）、两组是比表面积不同，应控制温度相同，反应物起始浓度应相同，验证催化剂比表面积对速率的影响；、比表面积相同，温度不同，反应物起始浓度应相同，验证反应温度对速率的影响。答案 （1） （2）1.87510 4 molL1 s1（3）5 000 （4）CD （5）.280 1.20103 5.8010 3 .1.2010 3 5.80103
