1、考点规范练23化学反应速率工业合成氨(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第46页一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是()用浓硫酸代替稀硫酸加热改用铝粉增大稀硫酸的体积加水加入少量硫酸铜A.B.C.D.答案:D解析:用浓硫酸代替稀硫酸,铝会发生钝化;增大稀硫酸的体积但不能增大其浓度;加热能够加快该反应的反应速率;用铝粉增大了与稀硫酸的接触面积;加入少量硫酸铜可生成铜单质,铜单质会和铝形成原电池,加快了反应速率。2.下列说法中不正确的是()A.升高温度能够增加活化分子的百分数
2、B.增大反应物浓度能够增加活化分子的百分数C.使用催化剂既不会改变反应的限度又不会改变反应焓变D.压强只影响有气体参加或生成的化学反应的速率答案:B解析:升高温度可使分子的平均能量增大,活化分子的百分数增大,A项正确;增大反应物浓度能增大单位体积内活化分子数,但不能增大活化分子的百分数,B项错误;催化剂不能影响化学反应的限度,可以降低活化能,但是反应物和生成物的总能量的差值不变(反应热不变),C项正确。3.(2015重庆理综)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2
3、(g)K=0.1反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7 molD.CO的平衡转化率为80%导学号95380257答案:C解析:升高温度,H2S浓度增加,说明平衡向左移动,则正反应为放热反应,A项错误;通入CO,在恒容密闭容器中相当于增大反应物浓度,故正反应速率瞬间增大,然后又逐渐减小,B项错误;设反应前H2S的物质的量为x mol,则根据方程式得:K=228(x-2)=0.1,解之得x=7,故C项正确;(CO)=2mol10mol100
4、%=20%,D项错误。4.对于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Hp2,由p1p2,减小压强,化学平衡左移,NH3的体积分数应降低,错误;B项由于此反应H0,故升温平衡左移,N2的转化率降低,错误;C项增大N2的量,会使正反应速率增大,使化学平衡右移,故正确;D项使用催化剂能加快反应速率缩短到达平衡的时间,故错误。5.(2015广东深圳模拟)在容积为2 L的密闭容器中,一定条件下发生化学反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746.4 kJmol-1。起始反应时NO和CO各为4 mol,10 s后达到化学平衡,测得N2为1 mol。下列有关反应速率的说法
5、中,正确的是()A.反应前5 s内,用NO表示的平均反应速率为0.1 molL-1s-1B.达到平衡后,升高温度,正反应速率将减小,逆反应速率将增大C.达到平衡后,反应速率的关系有:v正(CO)=2v逆(N2)D.保持容器体积不变,往容器中充入1 mol O2,正、逆反应速率都不改变答案:C解析:10 s内,由化学方程式知,参加反应的NO为2 mol,v(NO)=2mol/2 L10 s=0.1 molL-1s-1,所以,5 s内的速率不是0.1 molL-1s-1,A项错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,B项错误;由化学方程式知,v正(CO)=2v正(N2),结合C项中的关系,可说明v正(
6、N2)=v逆(N2),即为平衡状态,C项正确;充入O2可以与NO反应,使NO的浓度减小,则正反应速率减小,逆反应速率瞬时不变,随后减小,D项错误。6.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图:下列说法正确的是()A.t1时升高了温度B.t2时使用了催化剂C.t3时增大了压强D.t4时降低了温度答案:B解析:由图可知:t1时刻平衡正向移动,Hv(P)B.平衡常数:KNv(逆)答案:D解析:A项中,温度越高,反应速率越大,v(M)KP;C项中,M、N两点相比,M点温度低于N点温度,升温,平衡左移,所以M点的c(I-)小。8
7、.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL-1,现有下列几种说法,其中正确的是()用物质A表示的反应平均速率为0.3 molL-1s-1用物质B表示的反应平均速率为0.6 molL-1s-12 s时物质A的转化率为70%2 s时物质B的浓度为0.7 molL-1A.B.C.D.答案:B解析:设2 s内B物质的量浓度减少了x molL-1,则2A(g)+B(g)2C(g)起始浓度/molL-1210变化浓度/molL-12xx2x2 s末时浓度/molL-12-2x1-x0.
8、6故有2x=0.6,则x=0.3。所以v(A)=0.3molL-122 s=0.3 molL-1s-1,v(B)=12v(A)=0.15 molL-1s-1,此时A的转化率为0.6molL-12molL-1100%=30%,2 s时物质B的物质的量浓度为1 molL-1-x molL-1=1 molL-1-0.3 molL-1=0.7 molL-1。9.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如下图所示,对该反应的推断合理的是()A.该反应的化学方程式为3B+4D6A+2CB.反应进行到1 s时,v(A)=v(D)C.反应进行到6 s时,B的平
9、均反应速率为0.05 molL-1s-1D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等导学号95380258答案:C解析:各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,n(A)n(B)n(C)n(D)=(1.2-0) mol(1.0-0.4) mol(1.0-0.2) mol(0.4-0) mol=6342,所以化学方程式为3B+4C6A+2D,A项错误;不论在什么时刻,用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比,B、D两项均错误。10.一定条件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的浓度对乙酸在光照下催化降解速率的影响如图所示。下列判断不正确的是()a.Cu2+b.Mn2+c.Fe3+A.该
10、实验方案的缺陷之一是未做空白对照实验B.Cu2+、Mn2+提高乙酸降解速率的最佳浓度为0.1 mmolL-1C.Fe3+不能提高乙酸降解速率D.相同条件下,乙酸在Cu2+、Mn2+、Fe3+作用下的降解速率依次减小答案:A解析:各离子浓度为0时,乙酸在光照下的降解速率为70%,这一条件下的数值就是三个实验的对照实验,A选项错误。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(14分)草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:MnO4-+H2C2O4+H+Mn2+CO2+H2O(未配平)。用4 mL 0.001 molL-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 molL-1 H2C2O4溶液,
11、研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:组别10%硫酸体积/mL温度/其他物质22022010滴饱和MnSO4溶液2301201 mL蒸馏水(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验和(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。(3)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。答案:(1)25(2)(3)c(H+)(或硫酸溶液的浓度)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变解析:(1)根据电子守恒列式可得:n(MnO4-)(7-2)=n(H2C2O4)2
12、(4-3),则n(MnO4-)n(H2C2O4)=25。(2)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。(3)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(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。12.(2015福州模拟)(16分)Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-)。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-的影响。(1)溶液酸碱性的影
13、响:其他条件相同,将4-CP加入不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图甲所示。由此可知:溶液酸性增强(填“有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-。(2)Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入4-CP=1.5610-4 molL-1、Na2S2O8=3.1210-3 molL-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图乙所示。已知:S2O82-+Fe2+SO4-+SO42-+Fe3+,此外还可能会发生:SO4-+Fe2+SO42-+Fe3+实验开始前,检验FeSO4溶液是否被氧化的试剂是(填化学式)。如被氧化可以观察到的现象是。当Fe2+=3.2
14、10-3 molL-1时,4-CP降解率为%,计算4-CP降解的平均反应速率的表达式为。当Fe2+过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是。答案:(1)有利于(2)KSCN溶液呈红色52.452.4%1.5610-4240 molL-1min-1Fe2+浓度过高时,Fe2+会与SO4-发生反应,消耗部分SO4-,导致4-CP降解率下降13.(2014天津理综)(20分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH
15、4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:。(2)步骤中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.4 kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2 kJmol-1对于反应,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是。a.升高温度b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂d.降低压强利用反应,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为。(3)图1表示500
16、、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:。(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:。导学号95380259答案:(1)2NH4HS+O22NH3H2O+2S(2)a90%(3)14.5%(4)(5)对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用解析:(1)NH4HS中S被氧气氧化为S单质,NH4+转化为N
17、H3H2O,化学方程式为2NH4HS+O22NH3H2O+2S。(2)反应是吸热反应,升高温度,平衡向正向移动,同时加快反应速率;增大H2O(g)浓度,H2的含量不一定增加;加入催化剂,不能改变平衡状态,H2含量不变;降低压强,反应速率减小;故选a。根据“三部曲”法:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)始态/mol0.20.8转化/molxxx平衡态/mol0.2-xx0.8+x根据0.2-x+x+0.8+x=1.18x=0.18(CO)=0.180.2100%=90%。(3)根据a点:H2、N2的物质的量之比为31,平衡时NH3的体积分数为42%,则H2、N2的总体积分数为58%,又H2、N2按31反应,平衡时体积分数之比仍为31,(N2)=58%14=14.5%。(4)N2和H2需要在一定温度才能发生反应,所以温度升高,(NH3)不断升高,又因为该反应是放热反应,达平衡后,温度升高,平衡逆向移动,(NH3)又降低。(5)合成氨放出的热量通过热交换预热N2和H2进入合成塔合成氨气,故选。7
