


2022届高三化学高考备考一轮复习影响化学反应速率因素专项训练
展开这是一份2022届高三化学高考备考一轮复习影响化学反应速率因素专项训练,共19页。试卷主要包含了单选题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题(15题)
1.取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I- 存在下分解:2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
下列说法不正确的是
A.反应20min时,测得O2体积为224mL(标准状况)
B.20~40min,消耗H2O2的平均速率为0.010ml·L-1·min-1
C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率
D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
2.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.抗氧化剂B.调味剂
C.着色剂D.增稠剂
3.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1,c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为
4.已知汽车尾气无害化处理反应为
。
下列说法不正确的是
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率C.反应达到平衡后,N0的反应速率保持恒定D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
5.下列各表述与示意图一致的是
A.图①表示25℃时,用0.1 ml·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 ml·L-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化
B.图②中曲线表示反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g);ΔH < 0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C.图③表示10 mL 0.01 ml·L-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1 ml·L-1H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+) 随时间的变化
D.图④中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g) + H2(g)CH3CH3(g);ΔH< 0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
6.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是
A.在0-50min之间, pH =2和 PH= 7时 R 的降解百分率相等
B.溶液酸性越强, R 的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在 20-25min之间, pH =10时 R 的平均降解速率为 0.04ml·L-1·min-1
7.某反应的反应过程中能量变化如图1 所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
8.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,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020ml·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。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反应速率为5.0 ×10-5ml·L-1·s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
9.臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A.AB.BC.CD.D
10.某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应 ,在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
根据表中数据,下列说法正确的是
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105Pa、90℃条件下,当转化率为98%时的反应已达到平衡
D.若进入反应塔的混合气体为aml,反应速率以v=Δn/Δt表示,则在8.0×105Pa、30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370ml/s
11.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(ml·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法不正确的是( )
A.在0~20 min内,I中M的平均分解速率为0.015ml·L-1·min-1
B.其它条件相同时,水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比II大
D.由于Cu2+存在,IV 中M的分解速率比I快
12.右图表示反应X(g)4Y(g) +Z(g) △H < 0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线:
下列有关该反应的描述正确的是
A.第6min后,反应就终止了
B.X的平衡转化率为85%
C.若升高温度,X的平衡转化率将大于85%
D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小
13.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是
A.a=6.00
B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变
C.b<318.2
D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
14.某探究小组利用丙酮的溴代反应
()来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
分析实验数据所得出的结论不正确的是
A.增大增大B.实验②和③的相等
C.增大增大D.增大,增大
15.中学化学中很多“规律”都有适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论正确的是
A.AB.BC.CD.D
二、原理综合题(4大题)
16.作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应:H2O2(l)= H2O(1)+ O2(g) ΔH= -98 kJ·ml-1 K= 2.88×1020
回答问题:
(1) H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时,地板上有气泡冒出,该气体是____________________。
(2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下,H2O2剧烈分解:H2O2(l) = H2O(g)+O2(g),放出大量气体,驱动火箭升空。每消耗34g H2O2,理论上 __________(填“放出”或“吸收”)热量__________98kJ (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)纯H2O2相对稳定,实验表明在54℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,原因是H2O2分解反应的_______________(填编号)。
a. ΔH比较小 b. K不够大 c.速率比较小 d.活化能比较大
(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,反应中Mn2+起_________作用。某组实验数据如下:
0-30 min H2O2反应的平均速率v=_____ ml ·L·min-1
(5) H2O2的一种衍生物K2S2O8,阴离子结构式为( )。其中性溶液加热至沸后,溶液pH降低,用离子方程式表明原因:_______________。
17.多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与在300℃时反应生成气体和,放出热量,该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。
Ⅱ.将氢化为有三种方法,对应的反应依次为:
①
②
③
(1)氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备,写出产生的电极名称______(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为________________________。
(2)已知体系自由能变,时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是____________;相同温度下,反应②比反应①的小,主要原因是________________________。
(3)不同温度下反应②中转化率如图2所示。下列叙述正确的是______(填序号)。
a.B点: b.:A点点 c.反应适宜温度:℃
(4)反应③的______(用,表示)。温度升高,反应③的平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外,还有______(填分子式)。
18.烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200·9kJ·ml-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ·ml-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) △H=-241·6kJ·ml-1
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_______ml·L-1。
(2)室温下,固定进入反应器的NO、SO2的物质的量,改变加入O3的物质的量,反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化见下图。
①当n(O3):n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是__________。
②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是 _________。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为 8)中SO32-将NO2转化为NO2-,其离子方程式为:___________。
(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32-)=________[用c(SO42-)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_________。
19.I.磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
(1)磷元素的原子结构示意图是___________。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1500℃生成白磷,反应为:2Ca3(PO4)2+6SiO2=6CaSiO3+P4O10、10C+P4O10=P4+10CO,每生成 1mlP4时,就有___________ml电子发生转移。
(3)硫代硫酸钠(Na2S2O2)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素完全氧化,剩余的I2用Na2S2O2溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为: C6H8O6+I2=C6H6O6+2H++2I- 2S2O+I2=S4O+2I-
在一定体积的某维生素C溶液中加入aml·L-1I2溶液V1mL,充分反应后,用Na2S2O2溶液滴定剩余的I2,消耗bml·L-1 Na2S2O2溶液V2mL。该溶液中维生素C的物质量是___________ml。
(4)在酸性溶液中,碘酸钠(KIO)和亚硫酸钠可发生如下反映: 2IO+5SO+2H+=I2+5SO+H2O,生成的碘可以用淀粉液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示:
该实验的目的是___________;表中___________mL。
II.稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。
(5)钵(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素,在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3,可用加热CeCl3•6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中,NH4Cl的作用是___________。
(6)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:______________Ce3++____H2O2+____H2O= ____Ce(OH)4↓+____
t/min
0
20
40
60
80
c/(ml·L-1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
A
B
C
D
升高温度,平衡常数减小
0~3s内,反应速率为v(NO2)=0.2ml•L-1
t1时仅加入催化剂,平衡向正方向移动
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
时间
水样
0
5
10
15
20
25
I (pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
II(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
IV(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
选项
规律
结论
A
较强酸可以制取较弱酸
次氯酸溶液无法制取盐酸
B
反应物浓度越大,反应速率越快
常温下,相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完
C
结构和组成相似的物质,沸点随相对分子质量增大而升高
NH3沸点低于PH3
D
溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化
ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀
t/min
0
10
20
30
40
50
c(H2O2)/ml ·L-1
0.70
0.49
0.35
0.25
0.17
0.12
0.01ml·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.01ml·L-1
Na2SO3溶液的体积VmL
H2O的体积/mL
实验温度
/C
溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1
5
V1
35
25
实验2
5
5
40
25
实验3
3
5
V2
0
参考答案
1.C
【详解】
A.反应20min时,过氧化氢的浓度变为0.4ml/L,说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)ml/L×0.05L=0.02ml,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01ml,标况下的体积V=n·Vm=0.01ml×22.4L/ml=0.224L=224mL,A正确;
B.20~40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)ml/L=0.20ml/L,则这段时间内的平均速率v===0.010ml/(L·min),B正确;
C.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,C错误;
D.I-在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替,D正确;
故答案选C。
2.A
【详解】
A. 抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,故A正确;
B. 调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故B错误;
C. 着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故C错误;
D. 增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,故D错误。
故选:A。
3.D
【详解】
A.加入催化剂同时改变正、逆反应速率,A项错误;
B.若是恒容条件,增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大,由于浓度不变,反应速度就不变,B项错误;
C.降低温度使反应速率降低,将增大反应达到平衡的时间,C项错误;
D.根据计算平均速率的定义公式可得,D项正确。
故选D。
4.A
【详解】
A项,升高温度,正、逆反应速率都增大,故A项错误;
B项,使用高效催化剂,能够降低活化能,从而提高反应速率,正、逆反应速率都提高,故B项正确;
C项,反应达到平衡后,体系各组分的反应速率都保持恒定,故C项正确;
D项,消耗1ml 一氧化碳能生成1ml 二氧化碳,而同时又消耗1ml 二氧化碳,可知正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故D项正确。
答案选A。
5.B
【详解】
A项,酸碱中和滴定接近终点时,pH发生突跃,A错误;
B项,2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH < 0,正反应放热,逆反应吸热,所以正反应平衡常数随温度升高而减小,逆反应平衡常数随温度升高而增大,B正确;
C项,高锰酸钾与草酸反应时,刚开始反应较慢,反应产生的Mn2+对反应起催化作用,故后面反应速率较快,图中未表示出来,C错误;
D项,ΔH < 0的反应反应物总能量大于生成物总能量,D错误;
答案选B。
【点睛】
Mn2+催化高锰酸钾溶液与草酸溶液的反应。
6.A
【详解】
A项:根据图示可知:在50min时,pH=2和pH=7时R的降解百分率是相等的,故A正确;
B项:溶液酸性越强,即pH越小,线的斜率越大,可以知道R的降解速率越大,故B错误;
C项:根据图示可知:R的起始浓度越小,降解速率越小,故C错误;
D项:pH=10时,在20-25min,R的平均降解速率为=0.04×10-4ml∙L-1min-1,D错误;
故选A。
7.C
【详解】
A.图象分析反应物能量低于生成物能量,反应是吸热反应,故A错误;
B.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故B错误;
C.催化剂对反应的始态和终态无响应,但改变活化能,故C正确;
D.图象分析逆反应的活化能E2小于正反应的活化能E1,故D错误。
答案选C。
8.B
【详解】
A、从图像中可以看出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高,变色时间越长,反应越慢,而55℃,未变蓝,说明没有生成I2,A正确;
B、b、c点对应的反应原理不一样,发生不同的反应,无法比较反应速率,B错误;
C、速率为=5.0×10-5ml·L-1·s-1,C正确;
D、55℃时,没有出现蓝色,故淀粉已不能作为该反应的指示剂,D正确。
答案选B。
9.A
【详解】
A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A正确;
B.速率单位错误,该为ml/(L∙s),故B错误;
C.t1时刻,改变条件,反应速率加快,平衡不移动,该反应前后气体的物质的量减小,不能是增大压强,只能是使用催化剂,但催化剂不影响平衡的移动,故C错误;
D.达平衡时,仅增大c(O2),平衡向逆反应方向移动,二氧化氮转化率降低,由图可知,二氧化氮的转化率随x增大而增大,x可以代表O3浓度、压强,故D错误;
故选:A。
10.D
【详解】
A项,相同压强时,温度高时达到相同转化率需要的时间多,升高温度,反应速率越小,故选项A错误;
B项,相同温度,压强高时达到相同转化率需要的时间少,增大压强,反应速率变快,故选项B错误;
C项,在此条件下,当转化率为98%时需要的时间较长,不确定反应是否达到了平衡,故选项C错误;
D项,在aml混合气体进入反应塔,题目所示的外界环境下,NO的反应速率为v=∆n/∆t==ml/s,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为D。
11.D
【详解】
A、根据化学反应速率数学表达式,v(M)==0.015ml/(L·min),故A说法正确;
B、对比I和II,在相同的时间内,I中消耗M的量大于II中,说明其他条件下不变,酸性越强,M的分解速率越快,故B说法正确;
C、在0~25 min内,III中M的分解百分率=×100%=75%,II中M的分解百分率=×100%=60%,因此III中M的分解百分率大于II,故C说法正确;
D、I和IV中pH不同,因此不能说明Cu2+存在,IV中M的分解速率大于I,故D说法错误。
故选D。
12.B
【详解】
A项,6min时反应达平衡,但反应并未停止,故A项错误;
B项,X的变化量为1ml-0.15ml=0.85ml,转化率为0.85/1×100%=85%,故B项正确;
C项,ΔH<0,反应为放热,所以升高温度,平衡将逆向移动,则X的转化率减小,故C项错误;
D项,降温,正、逆反应速率同时减小,但是降温平衡正向移动,所以v正>v逆,即逆反应速率减小的倍数大,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
13.D
【详解】
A.根据表格的数据可知:温度不变时,蔗糖的浓度越大,水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知:在328.2T时,蔗糖的浓度每减小0.100ml/L,水解速率减小1.50mml/(L∙min),所以在温度是328.2T、浓度是0.400ml/L时,水解的速率是a=7.50-1.50=6.00 mml/(L∙min),A正确;
B.根据表格数据可知:升高温度,水解速率增大,增大浓度,水解速率也增大,若同时改变反应物的浓度和反应的温度,则二者对水解反应速率的影响因素可能相互抵消,使反应速率可能不发生改变,B正确;
C.在物质的浓度不变时,升高温度,水解速率增大,降低温度,水解速率减小。由于在物质的浓度是0.600ml/L时,温度是318.2T时水解速率是3.60mml/(L∙min),现在该反应的速率是2.16 mml/(L∙min)<3.60 mml/(L∙min),说明反应温度低于318.2 T。即b<318.2,C正确;
D.不同温度时,蔗糖浓度减少,所以速率减慢,但是温度不同,在相同的浓度时的反应速率不相同,D错误;
故答案选D。
14.D
【详解】
A项,比较①②:②增大c(CH3COCH3)的初始浓度,保持其它反应物量不变,溴颜色消失的时间从290s缩短到145s即(Br2)增大,故A项正确;
B项,表中实验②和③的(Br2)相等均为0.0010ml/L,故B项正确;
C项,比较①③项:增大c(HCl)的初始浓度,保持其它反应物量不变,溴颜色消失的时间从290s缩短到145s,即(Br2)增大,故C项正确;
D项,从表中数据看,①④两组实验中CH3COCH3、HCl的浓度相同,而④中Br2比①中的大,溴颜色消失的时间变长,速率变慢,故D项错误。
答案选D。
15.D
【详解】
A、可以使用氧化还原的原理来制取,如HClO光照分解生成HCl,故A错误;
B、铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化,故B错误;
C、氨中存在氢键,其沸点高于PH3,故C错误;
D、ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀,属于沉淀的转化,符合溶解度小的沉淀向溶解度更小的沉淀转化的规律,故D正确。
16.O2(或氧气) 放出 小于 cd 催化剂 0.015ml·L-1·min-1 S2O+H2OHSO+H++SO
【分析】
根据过氧化氢分解的方程式分析产生的气体;根据过氧化氢的质量计算放出的热量;根据化学反应速率分析反应快慢的原因;根据一段时间内浓度的变化量计算化学反应速率;根据过硫酸根结构分析水解产物。
【详解】
(1)利用双氧水消毒的时候会有气泡放出,是由于双氧水分解生成的氢气的缘故,故放出的气体是氧气,故答案为:氧气;
(2)过氧化氢的分解反应为放热反应,根据题干,34g过氧化氢为1ml,1ml过氧化氢完全分解生成水蒸气和氧气,由于液态水变成水蒸气需要吸收一部分能量,故生成水蒸气时放出是热量小于生成液态水使放出的热量,故答案为:放出、小于;
(3)实验表明在54℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,说明在54℃下过氧化氢的分解速率较慢,产生较慢反应速率的原因是过氧化氢分解过程中的需要的能量较高,化学反应活化能较大,而54℃的温度所提供的能量较少,故反应速率较慢,故答案选择cd;
(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,说明Mn2+的加入加快双氧水的分解速率,但Mn2+本身没有发生任何变化,故Mn2+起到了催化剂的作用;起始时双氧水的浓度为0.7ml/L,30min时双氧水的浓度为0.25ml/L,其浓度变化量Δc=0.7ml/L -0.25ml/L =0.45ml/L,则这段时间内双氧水的反应速率v===0.015ml·L-1·min-1,故答案为:催化剂、0.015ml·L-1·min-1;
(5)过硫酸根在水中易发生水解生成过一硫酸氢根、硫酸根和氢离子,加热升高温度有助于加速水解,其溶液pH降低,故过硫酸根水解的方程式为S2O+H2OHSO+H++SO,故答案为:S2O+H2OHSO+H++SO。
17. 阴极 或 1000℃ 导致反应②的小 a、c 减小 、
【分析】
I.书写热化学方程式时一定要标注出各物质的状态,要将热化学方程式中焓变的数值与化学计量数对应。本题的反应温度需要标注为条件;
II.(1)惰性电极电解KOH溶液,实质是电解水,产生氢气的必为阴极,发生还原反应。
(2)“看图说话”,将反应①的纵、横坐标对应起来看,即可顺利找到最低温度。影响自由能变的因素主要是焓变和熵变,分析发现熵变对反应②反而不利,说明焓变影响大,为主要影响因素;
(3)据图判断化学平衡的建立和移动是分析的关键。注意时间是一个不变的量。
(4)此问是盖斯定律的简单应用,对热化学方程式直接进行加减即可。
【详解】
I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl,生成的是气态的SiHCl3和氢气,反应条件是300℃,配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1,由此可顺利写出该条件下的热化学方程式:Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ∆H=-225kJ·ml-1;SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键,由此可写出其电子式为:,注意别漏标3个氯原子的孤电子对;
II.(1)电解KOH溶液,阳极发生氧化反应而产生O2、阴极发生还原反应才产生H2;阴极的电极反应式可以直接写成2H++2e-=H2↑,或写成由水得电子也可以:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(2)由题目所给的图1可以看出,反应①(最上面那条线)当∆G=0时,对应的横坐标温度是1000℃;从反应前后气体分子数的变化来看,反应①的熵变化不大,而反应②中熵是减小的,可见熵变对反应②的自发更不利,而结果反应②的∆G更负,说明显然是焓变产生了较大的影响,即∆H2<∆H1导致反应②的∆G小(两个反应对应的∆H,一个为正值,一个为负值,大小比较很明显);
(3)图2给的是不同温度下的转化率,注意依据控制变量法思想,此时所用的时间一定是相同的,所以图示中A、B、C点反应均正向进行,D点刚好达到平衡,D点到E点才涉及平衡的移动。在到达平衡状态以前,正反应速率大于逆反应速率,a项正确,B点反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率;b点错误,温度越高,反应速率越快,所以E点的正(或逆)反应速率均大于A点;c项正确,C到D点,SiHCl3的转化率较高,选择此温度范围比较合适,在实际工业生产中还要综合考虑催化剂的活性温度。
(4)将反应①反向,并与反应②直接相加可得反应③,所以∆H3=∆H2-∆H1,因∆H2<0、∆H1>0,所以∆H3必小于0,即反应③正反应为放热反应,而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小;
(5)反应①生成的HCl可用于流程中粗硅提纯的第1步,三个可逆反应中剩余的H2也可循环使用。
【点睛】
①对于反应的吉布斯自由能大小比较及变化的分析,要紧紧抓住焓判据和熵判据进行分析。②判断图2中时间是一个不变的量,是看清此图的关键。明白了自变量只有温度,因变量是SiCl4的转化率,才能落实好平衡的相关知识的应用,如平衡的建立,平衡的移动以及平衡常数随温度变化的规律等。
18.-317.3 O3将NO2氧化成更高价氮氧化物 SO2与O3的反应速率慢 SO32-+2NO2+2OH-=SO42-+2NO2-+H2O Ksp(CaSO3)×c(SO42-)/Ksp(CaSO4) CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32-的浓度增大,加快SO32-与NO2的反应速率。
【详解】
(1)已知:①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200·9kJ·ml-1
②NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ·ml-1
根据盖斯定律①+②×2得出:3NO(g)+O3(g)=3NO2(g) △H=-200.9-2×58.2kJ·ml-1=-317.3kJ·ml-1;
(2)①n(O3):n(NO)>1,臭氧过量,NO2减少,可能利用O3的强氧化性,把NO2转化成更高价态,因此当n(O3):n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少;
②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,可能是此反应速率较慢;
(3)pH约为8,说明溶液显碱性,配平氧化剂(产物)、还原剂(产物),根据原子个数守恒和所带电荷数守恒,配平其他,即方程式为SO32-+2NO2+2OH-=SO42-+2NO2-+H2O;
(4)溶液中有Ca2+、SO42-、SO32-,Ksp(CaSO4)=c(Ca2+)×c(SO42-),c(Ca2+)=Ksp(CaSO4)/c(SO42-),同理,c(SO32-)=Ksp(CaSO3)/c(Ca2+),推出c(SO32-)=Ksp(CaSO3)×c(SO42-)/Ksp(CaSO4),利用反应向着更难溶方向进行,溶液中c(SO32-)的增加,加快SO32-与NO2的反应速率,故可以提高NO2的吸收速率。
19. 20 探究该反应的速率与温度,亚硫酸钠溶液浓度的关系(或其他合理竹案) 40 分解出HCl气体抑制CeCl3水解(或其他合理答案) 2Ce3++H2O2+6H2O=2Ce(OH)4↓+6H+
【详解】
(1)P属于第15号元素,其原子的结构示意图为,故答案为:;
(2)每生成1 ml P4时,P由+5价变成0价,电子转移为5×4 ml=20 ml或C化合价由0价变成为+2价,电子转移为2×10 ml=20 ml,故答案为:20;
(3)I2溶液一部分与硫代硫酸钠反应,一部分与维生素C反应,n(Na2S2O3)=,与其反应的碘单质为,与维生素C反应的碘单质为,即维生素C的物质的量是;
(4)由实验2可以看出混合液的总体积为50mL,V1为10mL,V2为40mL,实验1和实验2中变量是浓度,则可知实验目的是探究该反应速率与亚硫酸钠溶液浓度的关系;实验2和实验3中变量是温度,则可知实验目的是探究该反应速率与温度的关系;
(5)题目中给出:“加热条件下CeCl3易发生水解”,可知NH4Cl的作用肯定是抑制水解的,CeCl3水解会生成HCl,可知NH4Cl的作用是分解出HCl气体,抑制CeCl3水解;
(6)根据题意:“强酸性”或观察方程式可知缺项是H+,Ce元素化合价从+3价升高到+4价,失去1个电子,双氧水中氧元素化合价从-1价降低到-2价,则根据电子得失守恒可以配平方程式为2Ce3++H2O2+6H2O=2Ce(OH)4↓+6H+。
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