1、【化学】化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及详细答案一、化学反应速率与化学平衡1 某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。(1)用三支试管各取 1的酸性 KMnO4 1 2 2 45.0 mL、 0.01 mol L溶液，再分别滴入 0.1 mol L H C O溶液，实验报告如下。实验 1、3 研究的是 _对反应速率的影响。表中 V_mL。(2)小组同学在进行 (1)中各组实验时，均发现该反应开始时很慢，一段时间后速率会突然加快。对此该小组的同学展开讨论：甲同学认为KMnO4 与 H2C2O4 的反应放热，温度升高，速率加快。乙同学认为随着反应的进行，因_，
2、故速率加快。(3)为比较 Fe3 、 Cu2 对 H2O2 分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：装置乙中仪器A 的名称为 _。定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4 溶液改为CuCl2 溶液更合理，其理由是_ 。定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_。【答案】温度4.0产物Mn 2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同，排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间【解析】【分析】（ 1）、作对比实验分析，其他条件相同时，只有一个条件
3、的改变对反应速率的影响；（ 2）探究反应过程中反应速率加快的原因，一般我们从反应放热，温度升高，另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用；（ 3）比较 Fe3 、 Cu2 对 H2 O2 分解的催化效果，阳离子不同，尽量让阴离子相同，减少阴离子不同造成的差别，催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体，所需时间的长短入手。【详解】（ 1）实验 1、 3 反应物物质的量浓度，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，故实验 1、 3 研究的是温度对反应速率的影响；实验 1、2 研究的是H2C2O4 的浓度对反应速率的影响，此时反应温度相同，KMnO4 的浓度相
4、同，故表中V4.0mL（2）随着反应的进行，生成的Mn 2+的物质的量浓度逐渐增加，生成的Mn 2+可能对反应有催化作用；（3）由仪器的构造，可知仪器A 为分液漏斗；在探究Fe3+和 Cu2+对 H 2O2 分解的催化效果，必须保证在其他的条件相同，所以将CuSO4 改为 CuCl 2 更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；如图乙所示，实验时以收集到 40 mL 气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。【点睛】本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。2 用 H2
5、O2 、 KI 和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。（1）资料 1：KI在该反应中的作用：2 2 H2； H22 H22。总反应的化学方程式是H O IO IOOIOOO I_。（2）资料 2：H2O2 分解反应过程中能量变化如图所示，其中有KI 加入，无 KI 加入。下列判断正确的是_（填字母）。a. 加入 KI 后改变了反应的路径b. 加入 KI 后改变了总反应的能量变化c. H2O2 IH2 O IO 是放热反应（3）实验中发现， H2O2 与 KI 溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。
6、资料 3： I2 也可催化 H2O2 的分解反应。加 CCl4 并振荡、静置后还可观察到_，说明有 I2 生成。气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. _。以下对照实验说明i 不是主要原因：向 H2O2 溶液中加入KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、 B 两试管中。 A 试管加入 CCl4，B 试管不加4，分别振荡、静置。观察到的现象是_ 。CCl（ 4）资料 4：I （ aq） I2（ aq） ? I3（ aq） K 640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL 一定浓度的 H2O2 溶液中加入10mL 0.10mol L 1 KI 溶液，达平
7、衡后，相关微粒浓度如下：微粒II23I浓度 / （ mol L1）2.5 10 3a4.0 10 3 a _。该平衡体系中除了含有I， I2， I3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是_。【答案】 2H2O2 KI2H2O O2a下层溶液呈紫红色在水溶液中 I2的浓度降低A 试管中产生气泡明显变少；B 试管中产生气泡速率没有明显减小2.5 1032c（ I2） c（ I ） 3c（ I3 ） 0.033mol L 1【解析】【分析】, H2O2 IO H2O O2 I, 把两式加和，即可得到总反应的化（1） H2O2 I H2O IO学方程式。（2） a. 加入 KI 后，一步反应分为两步进行，
8、也就是改变了反应的路径，a 正确；b. 加入 KI 后，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确；22 H2O IO是吸热反应， c 不正确。c. 由图中可知， H OI（3）加 CCl4 并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成。气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. 在水溶液中 I2 的浓度降低。以下对照实验说明 i 不是主要原因：向H2O2 溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B 两试管中。 A 试管加入 CCl4， B 试管不加 CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。（4） K
9、4.010 3640 ，由此可求出a。2.5103a该平衡体系中除了含有I，I2 3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中c(I -， I10mL 0.1mol/L中所含 I 的浓度和，二者比较便可得)=0.033mol/L ，求出 I ， I2， I330mL到结论。【详解】（1） H2 2 H2O, H22 H22, 把两式加和，即可得到总反应的化O IIOO IOO O I学方程式为 2H2O2 KI2H2O O2 。答案为： 2H2O2 KI 2H2O O2；（2） a. 加入 KI 后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a 正确；b. 加入 KI 后，反应物和生成物
10、的能量都没有改变，b 不正确；c. 由图中可知， H2O2 I H2O IO 的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸热反应， c 不正确。答案为：a；（3）加 CClI2 生成。答案为：4 并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有下层溶液呈紫红色；气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. 在水溶液中 I2 的浓度降低。以下对照实验说明 i 不是主要原因：向H2O2 溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B 两试管中。 A 试管加入 CCl4， B 试管不加 CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很
11、大。答案为：在水溶液中I2 的浓度降低； A 试管中产生气泡明显变少，B 试管中产生气泡速率没有明显减小；（4） K4.010 3640 ，由此可求出 a=2.510-3mol/L 。答案为： 2.510-3；2.510 3a该平衡体系中除了含有I， I2， I3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中，10mL0.1mol/L中所含 I 的浓度和为 2c(I2 )c(I -)=0.033mol/L ；现在溶液中， I ， I2，I330mL c(I)3c(I3)=22.510-3 +2.510-3+34.010-3=0.01950.033 ， I 不守恒，说明产物中还有含碘微粒。答案为：
12、 12c(I2 ) c(I ) 3c(I3)0.033mol L。【点睛】在做探究实验前，要进行可能情况预测。向H2O2 溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄，则表明生成了 I2，加入 CCl4 且液体分层后，发现气泡逸出的速率明显变慢，CCl4 与 H2O2 不反应，是什么原因导致生成O2 的速率减慢？是c(H2O2)减小，还是 c(I2 )减小所致？于是我们自然想到设计对比实验进行验证。3 某化学兴趣小组欲测定KClO3，溶液与 NaHSO 3 溶液反应的化学反应速率所用试剂为10mL0.1mol/LKClO3，溶液和 10mL0.3mol / LNaHSO3 溶液，所得数据如图所示。已知：
13、ClO 3 3HSO3Cl3SO423H 。（1）根据实验数据可知，该反应在0 4min内的平均反应速率v Cl_mol /L min。（ 2）某同学仔细分析实验数据后发现，在反应过程中，该反应的化学反应速率先增大后减小某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素，具体方法如表示。方案假设实验操作该反应放热使溶液温度向烧杯中加入 10mL0.1mo/L 的 KClO 3 溶液和 10mL0.3mol/L的升高，反应速率加快NaHSO 3 溶液，取 10mL0.1mo/L 的 KClO 3 溶液加入烧杯中，向其中加入少量NaCl 固体，再加入 10mL0.3mol/L 的 NaHSO
14、 3 溶液溶液酸性增强加快了化分别向 a、b 两只烧杯中加入 10mL0.1mol/L 的 KClO 3 溶液；向烧杯 a中加入 1mL 水，向烧杯 b 中加入 1mL0.2mol/L 的盐酸；再分别向两只学反应速率烧杯中加入10mL0.3mol/L 的 NaHSO 3 溶液补全方案中的实验操作：_。方案中的假设为 _。除、中的假设外，还可以提出的假设是_。某同学从控制变量的角度思考，认为方案 中实验操作设计不严谨，请进行改进：_。反应后期，化学反应速率变慢的原因是_。【答案】 0.0025插入温度计生成的 Cl加快了化学反应速率生成的 SO42 加快了化学反应速率将 1mL 水改为 1mL0
15、.2mol/L 的 NaCl 溶液 反应物浓度降低【解析】【分析】【详解】（1）根据实验数据可知，该反应在0 4min 内生成氯离子的浓度是0.010mol/L ，所以平均反应速率 cCl0.010mol / L4min0.0025mol / L min；（ 2）由于是假设该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快，因此需要测量反应过程中溶液温度的变化；方案 I、相比较，中加入了少量氯化钠，所以方案中的假设为生成的Cl 加快了化学反应速率；由于反应中还有硫酸根离子生成，则除 I、中的假设外，还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率；为防止氯离子对实验的干扰，则改进措施是将1mL 水改
16、为 1mL0.2mol/L 的 NaCl 溶液；反应后期反应物浓度减小，因此化学反应速率变慢。【点睛】对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。4 某课外活动小组对“”外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响作了如下探究（1）现有以下仪器和用品：橡胶管、秒表、温度计、amol/L 稀硝酸、 bmol/L 稀硝酸及下图中仪器写出本实验
17、的化学方程式，并标出电子转方向和数目：_ 设计实验方案：在_下，测定 _ 在答卷的图中将A、 B、 C、 D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已画出）_测定前，为避免NO 被氧化为 NO2，要用CO2 排出锥形瓶和橡胶管中的空气：在锥形瓶中加入铜片后松开 K2弹簧夹，从221K 处的橡胶管向装置中通入CO，此时 K 处应进行的操作是 _，则空气已排尽（2）注入稀硝酸后，在给定条件下设计实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响：温度25 、 50 ；时间 t、 t 、 t ；收集气体体积V 、 V 请完成下表： _12312实验稀硝酸的浓度稀硝酸的
18、体温度时间收集气体编号/(mol/L)积 /mL/ /min的体积 /mLaV25t1V1VV【答案】相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）松开 K1 弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止实验稀硝酸的浓度稀硝酸的体温度时间收集气体编号/(mol/L)积 /mL/ /min的体积/mLaV25t1V1bV25t (或t )V (V )1221a(或 b)V50t2(或 t1)V1 (或 V2 )(只要组合体现唯一变量、时间同则气体体积不同；时间不同则气体体积相同，均给分)【解析】【详解】（1）因铜失去电子，HNO3
19、 得到电子，铜作还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原为 NO，化学方程式为： 3Cu+8HNO3=3Cu（NO3） 2+2NO +4H2O；电子转移方向和数目用单线桥表示为；从所给的药品和仪器可知，本实验可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影响，而要探究一个影响因素，则必须保持其他影响因素一致，故若探究硝酸浓度对反应速率的影响，则温度相同，反之，若温度不同，则硝酸浓度相同；测定反应速率的快慢，可以通过测定相同时间内产生气体体积或产生相同体积的气体所需的时间来进行，故答案为：相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）；相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间
20、）；根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而 D 为反应的发生装置，生成的气体通过软管进入量气管，将其中的水排出，即量气管起排水量气的作用，排出的水进入贮水管，而贮水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应D 接 C 接 B 接 A，故图为：；由于量气管起到收集NO 的作用，故要将锥形瓶到量气管间的空气排干净，从K2 处的橡胶管向装置中通入CO2 ，松开 K1 弹簧夹，在K1 处接盛有澄清石灰水的烧杯，直到石灰水变浑浊时为止，故答案为：松开K1 弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止；（2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因素一致，故若的稀硝酸的浓度为b
21、，则应保持温度与的相同即25，而由于稀硝酸的浓度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为 t 1，则收集到的气体体积应为 V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为 V1，但所需时间为 t2；既然对比试验探究的是浓度的不同对反应速率的影响，则探究的是温度的不同对反应速率的影响，故中温度应为50，则稀硝酸的浓度应为a，而由于温度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t 1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t 2，故答案为：
22、实验稀硝酸的浓度稀硝酸的体温度时间收集气体编号/(mol/L)积 /mL/ /min的体积/mLaV25t1V1bV25t (或t )V (V )1221a(或 b)V50t(或 t )V (或 V )2112。5 （ 1）利用原电池装置可以验证Fe3+与 Cu2+氧化性相对强弱，如下图所示。该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池。写出该氧化还原反应的离子方程式： _ 。该装置中的负极材料是_（填化学式），正极反应式是_。（ 2）某研究性学习小组为证明 2Fe3+2I ? 2Fe2+I2 为可逆反应，设计如下两种方案。方案一：取 5mL0.1mol/LKI 溶液，滴加 2mL
23、0.1mol/L的 FeCl3 溶液，再继续加入2mLCCl4，充分振荡、静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液。方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是_。有同学认为方案一设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是（用离子方程式表示） _。方案二：设计如下图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。当指针读数变零后，在右管中加入 1mol/L FeCl2 溶液。方案二中， “读数变为零 ”是因为 _.“在右管中加入 1mol/L FeCl2溶液 ”后，观察到灵敏电流计的指针_偏转（填
24、 “向左 ”、“向右 ”或 “不”），可证明该反应为可逆反应。3+2+2+Cu3+2+层）溶液呈紫红色，且上层【答案】 Cu+2Fe =Cu+2FeFe + e= Fe下层（ CCl4清液中滴加 KSCN后溶液呈血红色4Fe2+O2+4H+=2H2 O+4Fe3+该可逆反应达到了化学平衡状态 向左【解析】【分析】（1）验证 Fe3+与 Cu2+氧化性强弱时，应将反应Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池，原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗，选用金属性弱于铜的金属或非金属C 作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐；（2）方案一：如该反应为可逆反应，加入四氯化碳，四氯化碳层呈紫红色，上层清液中
25、滴加 KSCN后溶液呈血红色；但在振荡过程中，Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+，不能证明Fe3+未完全反应；方案二：图中灵敏电流计的指针指向右，右侧烧杯为正极，当指针读数变零后，在右管中加入 1mol/LFeCl2 溶液，如为可逆反应，可发生 2Fe2+I2? 2Fe3+2I-， I2 被还原，指针应偏向左。【详解】（1） Fe3+氧化性比 Cu2+强，可发生2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+反应，反应中Cu 被氧化， Cu 电极为原电池的负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极，正极上 Fe3+发生还原反应，电极反应式为Fe3+e-=Fe2+，故答案
26、为 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+； Cu；Fe3+ + e = Fe2+；（2） 若该反应为可逆反应，反应中有碘单质生成，但不足量的Fe3+不能完全反应，溶液中依然存在 Fe3+，则证明有碘单质和Fe3+存在的实验设计为：向反应后的溶液再继续加入 2mLCCl4，充分振荡、静置、分层，下层（CCl4 层）溶液呈紫红色，再取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，故答案为下层（CCl4 层）溶液呈紫红色，且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色； 在振荡过程中， Fe2+离子易被空气中氧气生成 Fe3+，不能证明反应可逆，反应的化学方程式为 4Fe2+O2+4H+=2H2 O+4Fe3+
27、，故答案为 4Fe2+O2+4H+=2H2O+4Fe3+； 若该反应为可逆反应， “读数变为零 ”说明该可逆反应达到了化学平衡状态，故答案为该可逆反应达到了化学平衡状态； 当指针读数变零后，在右管中加入1mol/LFeCl2 溶液，如为可逆反应，可发生2Fe2+I2? 2Fe3+2I-， I2 被还原，灵敏电流计指针总是偏向电源正极，指针应偏向左，故答案为向左。【点睛】本题考查化学反应原理的探究，侧重于分析问题和实验能力的考查，注意把握发生的电极反应、原电池工作原理，注意可逆反应的特征以及离子检验的方法为解答的关键。6 某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验原理
28、】 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O【实验内容及记录】实 验实 验试管中所加试剂及其用量/mL溶 液 褪 至 无 色编号温度0.6mol/LH2O3mol/L稀 0. 05mol/L所需时间 /minH2C2O4 溶液H2SO4 溶液KMnO4溶液253.0V12.03.01.5252.03.02.03.02.7502.0V22.03.01.0（1）请完成此实验设计，其中：V1=， V2=。（ 2）实验、探究的是对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_ 。（3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择_ （填实验编号）
29、。（4）利用实验1 中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为_。2+2+有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn ) 随时间变化的实际趋势如图2 所示。该小组同学根据图2 所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。实 验试管中所加试剂及其用量再 向 试 管溶液褪至实 验0.6mol/L3mol/L 稀0.05mol/L温 度中 加 入 某无色所需编号2/ H OH SO溶液KMnO溶液种固体时间 /minH C O 溶液2 24244252.03.02.03.0MnSO4t该小组同学提出的假设是_ 。若该小组同学提出的假设成立，应观察到_ 现象。【答案】（ 1） V =2
30、.0 ，V =3.0 （各 1 分）12（2）浓度（ 1分），其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率（ 2 分）。（3）（ 1分）-22+对该反应有催化作（ 4）1.0 10 mol/(L min)（ 2 分）（ 5） Mn用（ 2 分）；加入 MnSO4固体后， KMnO4溶液比实验更快褪色（2 分）。【解析】试题分析：（ 1）实验、探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则 V1= 2.0mL ；实验、是探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2=3.0mL；（ 2）根据表中数据可知实验、探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数
31、据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率；（3）根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择。（ 4 ） 草酸 的 物质 的 量为 ： 0.6mol/L 0.003L=0.0018mol，高 锰 酸钾 的物 质 的 量为 ：0.05 mol/L 0.003L=0.00015mol ， 草 酸 和 高 锰 酸 钾 的 物 质 的 量 之 比 为 ： 0.0018mol ：0.00015mol=12 ： 1 ，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为 ：0.05mol / L0.003L 0.015mol/L ， 这 段 时
32、间 内 平 均 反 应 速 率v （ KMnO）323210 3 L4=0.015 mol/L 1.5min=0.01 mol/ （L?min）。（ 5）由图乙可知，反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的42+MnSO（或Mn ）为该反应的催化剂。若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入MnSO固体后， KMnO溶液比实44验更快褪色。【考点定位】本题主要是考查探究影响化学反应速率的因素【名师点晴】该题的答题关键是注意利用控制变量法进行分析解答。由于影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个
