2020年高考化学一轮复习 第七章 高考热点微专题系列（八）课件 新人教版

高考热点微专题系列(八)测定化学反应速率的变量控制【典题精析·晓一通百】【典题】(2019·重庆模拟)“碘钟”实验中,3I-++2的反应速率可以用与加入的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℃进行实验,得到的数据如下表:回答下列问题:228SO3I24SO3I实验编号①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c()/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1228SO(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③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________(填字母)。A.22.0sB.22.0～44.0sC.44.0sD.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______________________________。【精析】由题目中表格数据可分析出c(I-)、c()浓度越大,反应速率越快,显蓝色所需时间越少,故实验目的应是研究反应物I-与的浓度对反应速率的影响,因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),由①⑤中数据可列关系:显色时间t2=(0.040·0.040·88.0)/223SO228SO(0.120·0.040)=29.3s,升高温度,反应速率加快,故显色时间t222.0s。答案:(1)研究反应物I-与的浓度对反应速率的影响(2)29.3s(3)A(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)223SO【答题策略·思睿观通】1.控制变量探究实验题的解题策略2.基本流程3.影响化学反应速率的“8”个重要因素(1)浓度(2)温度(3)压强(4)催化剂(5)固体的表面积(6)原电池反应(7)酸碱度(8)光照强度4.基本解题思路【类题精练·触类旁通】(2019·广州模拟)在一个容积固定为2L的密闭容器中,发生反应:aA(g)+bB(g)pC(g)ΔH=?反应情况记录如下表:时间c(A)/mol·L-1c(B)/mol·L-1c(C)/mol·L-10min130时间c(A)/mol·L-1c(B)/mol·L-1c(C)/mol·L-1第2min0.82.60.4第4min0.41.81.2第6min0.41.81.2第8min0.12.01.8第9min0.051.90.3请仔细分析,根据表中数据,回答下列问题:(1)第2min到第4min内A的平均反应速率v(A)=__________mol·L-1·min-1。(2)由表中数据可知反应在第4min到第6min时处于平衡状态,若在第2min、第6min、第8min时分别改变了某一反应条件,则改变的条件可能分别是①第2min__________或__________;②第6min__________;③第8min__________。(3)若从开始到第4min建立平衡时反应放出的热量为235.92kJ,则该反应的ΔH=__________。【解析】(1)v(A)==0.2mol·L-1·min-1。(2)①从2min～4min来看,A、B、C的浓度变化量比前2min大,说明反应速率加快了,故2min时改变的条件可能为使用催化剂或升高温度。②第6min改变条件后,达到第8min时,作为反应物,A的浓度减少而B的浓度增加,可知改变的条件为增加B的浓度。③从0～110.8molL0.4molL2min2min来看,A、B、C的浓度变化量分别为0.2mol·L-1、0.4mol·L-1、0.4mol·L-1可知a、b、p分别为1、2、2,从第9min的数据来看,C的浓度大幅度减小,而A、B浓度也减小,且减小量与化学方程式中化学计量数成正比,可知第8min改变的条件为减小C的浓度。(3)从开始到第4min消耗A1.2mol,共放出热量235.92kJ,故每消耗1molA放出热量:=196.6kJ·mol-1,由(2)的分析可知A的化学计量数为1,故该反应的ΔH=-196.6kJ·mol-1。235.92kJ1.2mol答案:(1)0.2(2)①使用催化剂升高温度②增加B的浓度③减小C的浓度(3)-196.6kJ·mol-1【加固训练】1.(2019·龙岩模拟)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________。(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________。(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是___________________。(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有_________________________________________________________________(答两种)。(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①请完成此实验设计,其中:V6=__________,V8=________,V9=________。②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因______________________________。【解析】(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应:CuSO4+Zn====ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu-Zn原电池,大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池,都可以加快生成氢气的反应速率,故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率,还可以采取如下措施:升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响,故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,则硫酸溶液的体积均取30mL,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20mL,可以求得V6=10mL,V8=19.5mL,V9=17.5mL。由于析出的铜的量较多,会覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸接触面积大大减小,故反应速率反而减慢了。答案:(1)Zn+CuSO4====ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu—Zn原电池,加快了氢气产生的速率(3)FeSO4(4)升高反应温度;适当增加硫酸的浓度(5)①1019.517.5②当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积2.(2018·北京高考)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)====2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反应Ⅲ:S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反应Ⅱ的热化学方程式:__________。(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2________p1(填“”或“”),得出该结论的理由是__________________。(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。i.SO2+4I-+4H+====S↓+2I2+2H2Oii.I2+2H2O+______====________+________+2I-(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4mol·L-1KIamol·L-1KI0.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1H2SO40.2mol·L-1KI0.0002molI2序号ABCD实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快①B是A的对比实验,则a=________。②比较A、B、C,可得出的结论是_______。③实验表明,SO2的歧化反应速率DA。结合i、ii反应速率解释原因:_________________。【解析】(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ和反应Ⅲ相加后的逆反应为反应Ⅱ的热化学方程式:3SO2(g)+2H2O(g)====2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1。(2)根据图示,在相同温度下,p2时硫酸的物质的量分数更大。反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡右移,硫酸的物质的量分数增大,故p2p1。(3)反应ii中I2化合价降低,所以另一种反应物应为还原剂SO2,其化合价升高,生成物是,根据电荷守恒原则,在酸性条件下用H+调整电荷守恒,故I2+2H2O+SO2====+4H++2I-。(4)①B是A的对比实验,c(I-)应相同,故a=0.4。②A、B、C三组实验中,C为对照实验,证明在无I-存在时,H2SO4对SO2的歧化反应无影响;A、B对比证明c(I-)相同时,c(H+)越大,反应i速率越快。③I2易溶解在KI24SO24SO溶液中,将反应ii乘以2与反应i相加,得反应式3SO2+2H2O====S↓+2+4H+,可知随着反应的进行c(H+)增大,根据②的结论,SO2的歧化反应速率DA。24SO答案:(1)3SO2(g)+2H2O(g)====2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=-254kJ·mol-1(2)反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大(3)SO24H+(4)①0.4②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率③反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快24SO3.(2019·衡水模拟)汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究。催化剂【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同。②使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化速率的影响规律,设计了以下对比实验。(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号实验目的T/℃NO初始浓度/mol·L-1CO初始浓度/mol·L-1同种催化剂的比表面积/m3·g-1Ⅰ为以下实验作参照2806.50×10-34.00×10-380Ⅱ6.50×10-3120实验编号实验目的T/℃NO初始浓度/mol·L-1CO初始浓度/mol·L-1同种催化剂的比表面积/m3·g-1Ⅲ探究温度对尾气转化速率的影响3606.50×10-34.00×10-380【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图,如图:(2