蘇教版化學選修6 專題4課題1知能優(yōu)化訓練

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111 1．把鋁條放入盛有過量稀鹽酸的試管中，不影響氫氣產生速率的因素是(　　) A．鹽酸的濃度　　　　　　　 B．鋁條的表面積 C．溶液的溫度 D．加少量Na2SO4固體 解析：選D。本題考查了影響化學反應速率的因素。主要 因素是物質自身的性質；外界因素是濃度、溫度、壓強、催化劑、接觸面積等。 2．(2011年鎮(zhèn)江高二檢測)通過控制或改變反應條件可以加快、減緩甚至阻止反應的進行，使化學反應有利于人類的生存和提高生活質量。下列各圖所示的措施中，能加快化學反應速率的是(　　) 解析：選C。扇子扇煤爐火的目的是增加反應物氧氣的濃度，加快煤燃燒的速率。 3．(2011年揚州高二檢測)下列說法正確的是(　　) A．增加水的濃度或溫度可以加快鎂跟水的反應速率 B．在高溫密閉容器中發(fā)生反應CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，增加CaCO3濃度可以使反應速率加快 C．增大H2SO4的濃度，可以加快鋅與H2SO4反應制取氫氣的速率 D．在反應S2O＋2H＋=== S↓＋SO2↑＋H2O中，增大S2O或H＋的濃度可以加快硫析出的速率 解析：選D。A項，水是純液體，濃度可視為定值，而升高水的溫度則可以加快Mg與H2O的反應速率。B項，CaCO3是固體，增加它的量，不能加快反應速率。C項，增加了H2SO4的濃度，若是濃H2SO4則不能得到H2。 4．下列有關化學反應速率的說法正確的是(　　) A．用鐵片和稀硫酸反應制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可以加快產生氫氣的速率 B．100 mL 2 molL－1的鹽酸跟鋅片反應，加入適量的氯化鈉溶液，反應速率不變 C．SO2的催化氧化是一個放熱的反應，所以升高溫度，反應速率減慢 D．汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應生成N2和CO2，減小壓強，反應速率減慢 解析：選D。鐵在常溫下遇濃硫酸“鈍化”，A項錯誤；加入NaCl溶液，溶液的體積增大，鹽酸的物質的量濃度減小，反應速率減慢，B項錯誤；升高溫度，化學反應速率加快，C項錯誤；減小壓強，反應物和生成物的濃度會減小，反應速率會減慢，D項正確。 5．影響化學反應速率的因素很多，某?；瘜W小組用實驗的方法進行探究。 實驗一：他們只利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸(0.5 molL－1、2 molL－1、18.4 molL－1)設計實驗方案來研究影響反應速率的因素。 甲同學的實驗報告如下表： 實驗步驟 現(xiàn)象 結論 ①分別取等體積的2 molL－1的硫酸于試管中 ②____________ 反應速率Mg>Fe，Cu不反應 金屬的性質越活潑，反應速率越快 (1)甲同學表中實驗步驟②為____________________________。 (2)甲同學的實驗目的是____________________________________________________ ________________________________________________________________________； 要得出正確的實驗結論，還需控制的實驗條件是____________。乙同學為了更精確地研究濃度對反應速率的影響，利用如圖所示裝置進行定量實驗。 (3)乙同學在實驗中應該測定的數(shù)據是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)乙同學完成該實驗應選用的實驗藥品是____________ ________________________________________________________________________， 該實驗中不選用某濃度的硫酸，理由是______________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗二：已知 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應時，發(fā)現(xiàn)開始一段時間，反應速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應速率明顯加快。 (5)針對上述實驗現(xiàn)象，丙同學認為KMnO4與H2C2O4反應放熱，導致溶液溫度升高，反應速率加快。從影響化學反應速率的因素看，你猜想還可能是______________的影響。 (6)若用實驗證明你的猜想，除高錳酸鉀酸性溶液、草酸溶液外，還需要選擇的試劑最合理的是________(填字母)。 A．硫酸鉀　　　　　　　　　 B．硫酸錳 C．二氯化錳 D．水 解析：(1)要想通過實驗比較法得出正確的結論，必須排除其他因素的變動和干擾，即需要控制好與實驗有關的各項反應條件。所以②中加入的Mg、Fe、Cu應該大小、形狀都相同。 (2)由實驗報告的內容可知甲同學的實驗目的是研究反應物本身的性質與反應速率的關系，所以還需要控制的實驗條件是溫度相同。 (3)可以通過單位時間里產生氣體的多少或產生相同體積的氣體所需時間的長短來比較化學反應速率的快慢。 (4)常溫下Fe、Al遇濃H2SO4、濃HNO3鈍化且Mg和濃H2SO4反應無氫氣生成，所以不能選用18.4 molL－1的濃H2SO4。 (5)影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、壓強、催化劑等，結合本題的內容分析推測，還可能是催化劑的影響。 (6)因為該反應中無Cl－出現(xiàn)，所以MnSO4為最佳答案。 答案：(1)分別投入大小、形狀相同的Cu、Fe、Mg (2)研究金屬(或反應物)本身的性質與反應速率的關系　溫度相同 (3)測定一定時間內產生氣體的體積(或產生一定體積的氣體所需時間) (4)Mg(或Fe)、0.5 molL－1硫酸和2 molL－1硫酸　常溫下Mg和18.4 molL－1濃硫酸反應生成SO2；Fe在18.4 molL－1濃硫酸中發(fā)生鈍化 (5)MnSO4(或Mn2＋)的催化作用 (6)B 1．(2011年臺州高二檢測)演示鐵在純氧中燃燒實驗時，將鐵絲繞成螺旋狀，其主要目的是(　　) A．提高鐵絲利用率 B．提高反應溫度 C．增大反應的接觸面 D．使瓶底氧氣充分利用 解析：選C。做鐵在純氧中燃燒實驗時，將鐵絲繞成螺旋狀，主要目的是增大反應的接觸面，加快反應速率。 2．反應A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在不同情況下測得反應速率如下，其中反應速率最快的是(　　) A．v(D)＝0.4 molL－1s－1 B．v(C)＝0.5 molL－1s－1 C．v(B)＝0.6 molL－1s－1 D．v(A)＝0.15 molL－1s－1 解析：選B。比較同一化學反應在不同情況下反應速率的快慢，應選用同種物質作標準。然后利用化學反應速率比等于化學方程式中各物質的化學計量數(shù)比，求出不同情況下，用同一物質表示的化學反應速率，再進行比較。 若選用v(A)作比較標準，則： A選項：v(A)＝v(D)＝0.2 molL－1s－1； B選項：v(A)＝v(C)＝0.25 molL－1s－1； C選項：v(A)＝v(B)＝0.2 molL－1s－1； D選項：v(A)＝0.15 molL－1s－1。 可見：v(B)>v(A)＝v(C)>v(D)。 3．100 mL 6 molL－1H2SO4跟過量鋅粉反應，在一定溫度下，為了減緩反應進行的速率，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應物中加入適量的(雙選)(　　) A．碳酸鈉　　　　　　　　　　 B．水 C．硫酸鉀溶液 D．硫酸銨 解析：選BC。首先在一定溫度下明確氫氣生成的量取決于H＋的量，因碳酸鈉可與硫酸反應生成二氧化碳消耗H＋，而影響氫氣的產量；水和硫酸鉀都不消耗H＋，即不影響產量，但都能稀釋硫酸而降低H＋的濃度，所以B、C均符合題意。硫酸銨固體既不改變氫氣的產量，也不改變反應速率。 4．(2011年保定高二檢測)下列判斷正確的是(　　) A．0.1 molL－1鹽酸和0.1 molL－1醋酸分別與2 molL－1 NaOH 反應的速率相同 B．0.1 molL－1 鹽酸和0.1 molL－1 HNO3分別與大小相同的大理石反應的速率相同 C．Mg和Fe與0.1 molL－1鹽酸反應速率相同 D．大理石與大理石粉分別與0.1 molL－1 鹽酸反應的速率相同 解析：選B。影響化學反應速率的因素有內因與外因之分，內因指的是反應物本身的結構性質。例如：在完全相同的外界條件下，Mg、Fe由于自身金屬活潑性的不同，反應速率v(Mg)>v(Fe)，外因主要指的是溫度、濃度、壓強、催化劑、反應物顆粒的大小、紫外線輻射等因素。A中0.1 molL－1 鹽酸與0.1 molL－1醋酸能自由移動地參與反應的c(H＋)是不相同的，D中大理石粉改變了與鹽酸的接觸面積，所以改變了反應速率。改變物質的濃度與改變物質的量是兩個概念，有時雖然增多了某種物質的量，但由于濃度未變反應速率并不受影響。如大理石分別與20 mL 0.1 molL－1鹽酸、40 mL 0.1 molL－1鹽酸反應的速率相同。 5．一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示： 下列描述正確的是(　　) A．反應開始到10 s，用Z表示的反應速率為0.158 molL－1s－1 B．反應開始到10 s，X的物質的量濃度減少了0.79 molL－1 C．反應開始到10 s時，Y的轉化率為79.0% D．反應的化學方程式為：X(g)＋Y(g) Z(g) 解析：選C。觀察曲線的走勢可知，在10 s時，反應達到平衡，是一可逆反應，X減少了1.20－0.41＝0.79 mol，Y減少了1.00－0.21＝0.79 mol，Z增加了1.58 mol。則用Z表示反應速率為1.58 mol/2 L/10 s＝0.079 molL－1s－1，A錯；X減少了0.79/2 molL－1，B錯；反應開始到10 s時，Y的轉化率為(0.79/1.00)100%＝79%，則C正確；變化量之比等于系數(shù)比，X、Y、Z系數(shù)比應為：0.79∶0.79∶1.58＝1∶1∶2，則D項不正確。 6．在一定溫度下，A、B能在溶液中發(fā)生反應A＋B===C＋D。 a．將0.2 mol/L A溶液和0.2 mol/L B溶液各20 mL混合 b．將0.5 mol/L A溶液和0.5 mol/L B溶液各50 mL混合 c．將1 mol/L A溶液和1 mol/L B溶液各10 mL混合，同時倒入30 mL蒸餾水 d．將1 mol/L A溶液20 mL和1.2 mol/L B溶液60 mL混合 反應開始時，反應速率由大到小的順序是(　　) A．d>b>c>a B．b>d>a>c C．d>c>b>a D．b>c>d>a 解析：選A。本題需先把每種情況下混合溶液中A、B的起始濃度求出來，然后根據其濃度大小來比較化學反應速率的大小?；旌虾蟾魑镔|的起始濃度(mol/L)為： a b c d A 0.10 0.25 0.20 0.25 B 0.10 0.25 0.20 0.9 混合后濃度最大的是d，其次是b，最小的是a，所以反應開始時，反應速率由大到小的順序為d>b>c>a。 7．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應。下列敘述正確的是(　　) A．催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率 B．增大反應體系的壓強，反應速率一定增大 C．該反應是放熱反應，降低溫度將縮短反應達到平衡的時間 D．在t1、t2時刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時間間隔t1～t2內，SO3(g)生成的平均速率為v＝ 解析：選D。催化劑可以同等程度地改變正、逆反應速率；增大反應體系壓強的方法有許多種，當向反應體系中充入無關氣體時，壓強增大，但反應速率不變；降低溫度將減慢反應速率，達到平衡的時間增長；由化學反應速率數(shù)學表達式：v＝可知選項D敘述正確。 8．(2011年龍巖高二檢測)進行如下實驗：在錐形瓶a中放入1 g綠豆粒大的碳酸鈣，在錐形瓶b中加入1 g粉末狀的碳酸鈣，分別加入50 mL 1 molL－1的鹽酸。如圖所示(x表示時間，y表示生成氣體的質量)，能正確表示實驗結果的是(　　) 解析：選C。當碳酸鈣的接觸面積較大時，化學反應的速率較大。根據反應物的性質，相同質量的碳酸鈣與足量鹽酸反應，最終收集到的氣體的量是相同的。 9．某探究小組利用丙酮的溴代反應(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)來研究反應物濃度與反應速率的關系。反應速率v(Br2)通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下，獲得如下實驗數(shù)據： 實驗序號 初始濃度c/molL－1 溴顏色消失所需時間t/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.0010 290 ② 1.60 0.20 0.0010 145 ③ 0.80 0.40 0.0010 145 ④ 0.80 0.20 0.0020 580 分析實驗數(shù)據所得出的結論不正確的是(　　) A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B．實驗②和③的v(Br2)相等 C．增大c(HCl)，v(Br2)增大 D．增大c(Br2)，v(Br2)增大 解析：選D。從表中數(shù)據看，①④中CH3COCH3、HCl的濃度是相同的，而④中Br2的濃度比①中的大，所得結果，時間變長，由v＝知，①④中v(Br2)相等，D項錯。其他選項依次找出表中兩組相同的數(shù)據，看一變量對另一變量的影響即可。 10．(2011年常州高二檢測)在KIO3、KHSO3的酸性混合溶液中加入少量KI和淀粉，不停地攪拌，有下列反應發(fā)生：①IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O?、贗2＋HSO＋H2O===2I－＋SO＋3H＋。當反應進行到15 min時，溶液突然變?yōu)樗{色，隨之又很快消失。這一反應被稱做時鐘反應，有人用它來解釋生物鐘現(xiàn)象。下列有關說法不正確的是(　　) A．在整個反應過程中，起催化作用的物質是KI B．上述兩個反應中，反應速率較快的是② C．時鐘反應的快慢由反應②決定 D．“溶液突然變?yōu)樗{色，隨之又很快消失”這一現(xiàn)象與①②的反應速率有關 解析：選C。由反應①②可以得出KI是KIO3、KHSO3反應的催化劑，反應中生成的I2能使淀粉溶液變藍色，由題給信息——反應進行到15分鐘時，溶液變藍，說明反應①很慢，它決定了時鐘反應的快慢。 11．已知硫代硫酸鈉溶液與稀H2SO4反應可析出單質硫沉淀：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，某同學按下表進行實驗，請你判斷哪一組先出現(xiàn)渾濁？ 編號 加3% Na2S2O3(mL) 加1∶5的H2SO4(滴) 溫度(℃) 出現(xiàn)渾濁的快慢 1 5 25 室溫 2 5 15 室溫＋10 3 5 25 室溫＋20 答案：________________。 解析：反應物濃度越大，反應溫度越高，反應速率越快。由編號1和3可以看出，兩反應濃度相同，但溫度3高于1，故3先出現(xiàn)渾濁，再將3和2比較，3的溫度、濃度均比2高，故最先出現(xiàn)渾濁的是第3組。 答案：第3組 12．“碘鐘”實驗中，3I－＋S2O===I＋2SO的反應速率可以用I與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量，t越小，反應速率越大。某探究性學習小組在20 ℃下進行實驗，得到的數(shù)據如下表： 實驗編號 ① ② ③ ④ ⑤ c(I－)/molL－1 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(S2O)/molL－1 0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1 回答下列問題： (1)該實驗的目的是_____________________________________________________________。 (2)顯色時間t1＝________。 (3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律，若在40 ℃下進行編號③對應濃度的實驗，顯色時間t2的范圍為________(填字母)。 A．<22.0 s B．22.0～44.0 s C．>44.0 s D．數(shù)據不足，無法判斷 (4)通過分析比較上表數(shù)據，得到的結論是____________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由表格的欄目設置(濃度、時間的變化)可以推測實驗的目的是研究濃度對反應速率的影響。 (2)由表中數(shù)據進行分析可知，實驗⑤的反應速率應是實驗①的3倍，所以t1＝＝29.3 s。 (3)溫度對反應速率影響的一般規(guī)律是：溫度升高，反應速率增大，所以③組數(shù)據的顯色時間小于22.0 s。 (4)由5組數(shù)據的關系可以得出顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比(即反應速率與反應物起始濃度乘積成正比。 答案： (1)研究反應物I－與S2O的濃度對反應速率的影響　(2)29.3 s　(3)A　(4)反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比) 13．有趣的化學實驗能激發(fā)學生學習化學的興趣，提高學習積極性，同時也活躍課堂氣氛。在中學化學教材中，可以挖掘許多有趣的實驗，例如： Ⅰ.[火球游泳]水火不相容，這是人們公認的常識，從來沒有看見過火球能在水面上游來游去。然而，某化學興趣小組的同學，做了一個“火球游泳”小魔術。他在一個100毫升的燒杯里面裝上自來水，然后用鑷子將一塊豆粒大的金屬鉀，輕輕地放在燒杯里，這時，燒杯里的水面上立刻生成個火球，這個火球在水面上滾來滾去，同時發(fā)生嗤嗤的響聲，場景十分壯觀。 Ⅱ.[“藍瓶子”實驗]在250 mL平底燒瓶中依次加入2 g氫氧化鈉、100 mL蒸餾水、2 g葡萄糖(粉末)，振蕩使其溶解。滴入4～6滴0.2%的亞甲基藍溶液，塞上瓶塞(如圖)，振蕩燒瓶，溶液呈藍色。靜置，約3分鐘后藍色消失，變?yōu)闊o色。再次振蕩，無色溶液又呈藍色?？煞磸投啻?。已知：亞甲基藍容易被還原。根據上述實驗，回答下列問題： (1)實驗室中金屬鉀應保存在______________________，原因是________________________________；化學興趣小組的同學取出一小粒金屬鉀的操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出Ⅰ中金屬鉀發(fā)生反應的離子方程式： __________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為探究“藍瓶子”實驗是什么原因引起的，某同學做了以下實驗： A．從燒瓶中取出溶液注滿一支試管，塞上橡皮塞。試管中的溶液由藍色變?yōu)闊o色，再振蕩試管溶液不能變藍。 B．在原燒瓶中經A處鼓入空氣，溶液又慢慢變藍了。靜置片刻后，藍色又消失。再次鼓入空氣，又慢慢變藍。 C．為了進一步弄清是何種成分引起的，他又繼續(xù)探索。從A處改通純凈的N2、CO2，都不能使燒瓶中的無色溶液變藍。把制得的氧氣從A處通入，發(fā)現(xiàn)上述無色溶液慢慢變?yōu)樗{色。 到此為止，“藍瓶子”實驗原理有了科學結論，請你總結“藍瓶子”實驗的變色原理：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：本題實驗Ⅰ主要結合課本學習的金屬鈉知識作進一步拓展，不難回答出問題。實驗Ⅱ要結合探究過程中講述的有“氧”或無“氧”的情況進一步想到還原－氧化之間的關系。 答案：(1)煤油或石蠟里　金屬鉀很活潑，容易跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質反應　用鑷子從試劑瓶中取出一塊金屬鉀，放在濾紙上把煤油吸干，用小刀切去一小粒金屬鉀，剩余的放回試劑瓶中 (2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑ (3)首先亞甲基藍被葡萄糖還原，還原后的無色物質，又被空氣中氧氣氧化，又成為亞甲基藍，呈現(xiàn)藍色 111