2020-2021高考化学知识点过关培优易错试卷训练∶化学反应速率与化学平衡含详细答案

2020-2021高考化学知识点过关培优易错试卷训练∶化学反应速率与化学平衡

含详细答案

一、化学反应速率与化学平衡

1．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4)：

甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验，其中A、B的成分见表： 序号 ① ② ③ A溶液 2mL0.2mol/LH2C2O4溶液 2mL0.1mol/LH2C2O4溶液 2mL0.2mol/LH2C2O4溶液 B溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液和少量MnSO4 （1）该反应的离子方程式为____；

乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验 实验编号 水/mL 0.5mol/LH2C2O4/mL 0.2mol/L KMnO4/mL 时间/s 1 10 5 5 40 2 5 10 5 20 3 0 10 10 10 4 X 5 10 ___ （2）X=___，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是____。 （3）在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做3号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果如表： 时间/S 温度/℃ 0 25 5 26 10 26 15 26 20 26.5 25 27 30 27 结合实验目的与表中数据，你得出的结论是____。

（4）从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是____的影响。若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是___。 a.硫酸钾 b.水 c.氯化锰 d.硫酸锰

【答案】5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 5 H2C2O4的量太少，KMnO4过量

反应速率加快不是温度的影响 催化剂 d 【解析】 【详解】

（1）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水,该反应的离子方程式

-++

为：5H2C2O4+2MnO4+6H=10CO2↑+2Mn2+8H2O；

（2）为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为20，则X=20-10-5=5；环境表中数据可知H2C2O4的量太少，KMnO4过量，所以4号实验中始终没有观察到溶液褪色；

（3）根据表中数据知，20s时温度不最高，但20s前突然褪色，说明温度不是反应速率突然加快的原因；

（4）KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰，锰离子有催化作用，所以猜想还可能是催化剂的作用，要想验证锰离子的催化作用，在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可，答案选d。 【点睛】

锰离子对于高锰酸钾和草酸的反应具有催化作用，在人教版选修四提到过，应该熟记以便于以后的应用。

2．CuSO4溶液对过氧化氢的分解反应具有催化作用。有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。 (1)请你帮助他们完成实验报告： 实验过程 在一支试管中加入5 mL 5%的H2O2溶液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火星的木条伸入试管 ____ FeCl3溶液可以催化H2O2分解 实验现象 实验结论

(2)已知FeCl3在水中可电离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想。 甲同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的H2O； 乙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Fe3； 丙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Cl－。 你认为最不可能的是_______同学的猜想，理由是________。

(3)同学们对余下的两个猜想用实验进行了探究。请你仔细分析后完成下表： 实验过程 向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的盐酸，并把带火星的木条伸入试管 向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中加入少量的实验现象 无明显现象 ____ 实验结论 ____ ____ ＋

____，并把带火星的木条伸入试管

【答案】试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃 甲 过氧化氢溶液中有水，可见水不是催化剂 起催化作用的不是Cl－ Fe2(SO4)3溶液 试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃 起催化作用的是Fe3＋ 【解析】 【分析】

此题通过提出猜想、实验探究、得出结论等步骤，以实验形式探究FeCl2溶液对过氧化氢分解反应的催化作用。

（1）FeCl3溶液对双氧水的分解有催化作用，所以现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；

（2）对于真正催化分解H2O2的到底是H2O、Fe3+还是Cl-，同学共有三个猜想，根据推理，可知最不可能的是甲；

（3）通过加入加入少量的HCl引入Cl-，而无明显现象，起催化作用的不是Cl-；从而可知起催化作用的一定是铁离子，通过加入Fe（NO3）3溶液（或Fe2（SO4）3溶液引入Fe3+，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+。 【详解】

(1)根据实验结论可知实验中H2O2迅速分解，则现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃，故答案为试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；

(2) 三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会自行分解，可见水不是催化剂，故答案为甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；

(3)设计实验时需要控制变量，即分别加入Fe3＋或Cl－，第一步实验加盐酸(有Cl－、无Fe3＋)无明显现象，说明Cl不起催化作用；第二步实验应加入一种含Fe3但不含Cl的物质，如Fe2(SO4)3等，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+，故答案为起催化作用的不是Cl-；Fe2（SO4）3溶液）；试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe3+。 【点睛】

本题考查化学探究实验，注意从对比试验的角度验证了对H2O2起催化作用的是Fe3+，把握催化剂对反应速率的影响及题给信息为解答的关键。

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＋

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3．二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿（有效成分为

MnCO3）为原料，通过热解法进行生产。

（1）碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行： i.MnCO3?s?僩MnO?s??CO2?g?ii. 2MnO?s??O2?g?僩2MnO2?s??H1??akJmol?1 ?H2??bkJmol?1

①反应i的化学平衡常数表达式K?___________。

②焙烧MnCO3制取MnO2的热化学方程式是_________________。

（2）焙烧（装置如图1）时持续通入空气，并不断抽气的目的是________________。

（3）在其他条件不变时，某科研团队对影响MnCO3转化率的生产条件进行了研究，结果如图2、图3所示。

①图2是在常压（0.1MPa）下的研究结果，请在图2中用虚线画出10MPa下MnCO3转化率与反应温度的关系图______。

②常压下，要提高MnCO3的转化率，应选择的生产条件是____________焙烧6:8h。 ③图3中，焙烧8h时，MnCO3的转化率：干空气<湿空气，原因是______________。 【答案】c?CO2?

2MnCO3?s??O2?g?僩2MnO2?s??2CO2?g??H???2a?b?kJmol?1 保持O2的浓度，降低CO2的浓度，使平衡正向移动，提高碳酸锰的转化率

湿空气中，3500C左右 干空气中没有催化剂，反

应速率比湿空气中慢，8h时未达到平衡。 【解析】 【分析】

（1）考查平衡常数表达式以及盖斯定律； （2）焙烧时持续通入空气，并不断抽气的目的可以从

2MnCO3(s)+O2(g)?2MnO2(s)+2CO2(g)的平衡正向移动入手；