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1、2020-2021 高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题附答案解析一、化学反应速率与化学平衡1 用 H2O2 、 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：。总反应的化学方程式是H2O2 I H2O IO ； H2O2IO H2OO2 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 I H2 O IO 是放热反应（3）实验中发
2、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。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，
3、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2.510 3 2c（ I2） c（ I ） 3c（ I3 ） 0.033mol L 1【解析】【分析】 H2O H2O O2（1） H2O2 IIO , H2O2
4、 IOI , 把两式加和，即可得到总反应的化学方程式。（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，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确；c. 由图中可知， H2是吸热反应， c 不正确。H2O2 IO IO（3）加 CClI2 生成。4 并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有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 CCl ， B 试管
5、不加 CCl ，分别振荡、静置。观察到的现象是H O2442溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。（4） K4.0103640 ，由此可求出 a。2.5 10 3a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)=30mL0.033mol/L ，求出 I ， I2， I3到结论。【详解】, 把两式加和，即可得到总反应的化（1） H2O2 I H2O IO , H2O2 IO H2O O2 I学方程式为 2H2O2 KI2H2O O2 。答案为： 2H2O2 KI2H2O O2；（2）
6、 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，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确； H2的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸c. 由图中可知， H2O2 IO IO热反应， c 不正确。答案为：a；（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。答案为：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
7、 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。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）K4.0103640，由此可求出a=2.510-3mol/L。答案为：2.5-3；2.5 10 3a10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，- 10mL 0.1mol/L， I23 中所含 I 的浓度和为2c(I2)c(I )=0.033mol/L ；现在溶液中， I，I30mL c(I )3c(I3)=22.510-3 +
8、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： 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。2 草酸（ H 2 C2O 4）溶液与酸性 KMnO 4 溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组
9、探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：（查阅资料）KMnO 4 溶液氧化 H 2C2O4 的反应历程为：（提出假设）假设1：该反应为放热假设 2：反应生成的Mn2 +对该反应有催化作用假设 3： K+对该反应有催化作用该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是_。（设计、完成实验）称取 _g 草酸晶体（ H2CO42H2O），配置 500mL0.10mol / LHCO溶液。（1）2224在上述过程中必须用到的2 种定量仪器是托盘天平和_。下列操作会使所配溶液浓度偏低的是_（ 填下列选项的字母序号）。A 称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘B 定容时俯视刻度线C 将烧杯中溶
10、液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水D 摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容（2）完成探究，记录数据实烧杯中所加试剂及用量 （mL）溶液褪验0.10mol / L等浓度0.50mol / L控制条件色时间编H2OH 2C2 O 4 溶KMnO 4（ s）号稀硫酸溶液液13020302018230203020水浴控制温度1565加入少量3.6330203020MnSO 4 固体加入43020x205mL 0.10mol / L18K 2SO4 溶液则 x _，假设 _成立。（3）4能氧化水中有机物等因素，配置好稳定的KMnO4溶液，其浓度需标由于 KMnO定取 10.00
11、mL 0.10mol / L H 2 C2O4溶液于锥形瓶中，加入10mL0.50mol / L 稀硫酸，用中 KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行（2）三次实验，平均消耗 KMnO 4溶液 40.00mL ，则草酸溶液与酸性KMnO 4 溶液反应的离子方程式为： _，上述实验中 KMnO 4 溶液的物质的量浓度为_。【答案】随反应物浓度降低，反应速率减慢6.3500mL 容量瓶AD 25mL 25H 2 C2 O 4 2MnO 4 6H10CO 22Mn 28H 2O0.010mol / L【解析】【详解】随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，故浓度对反应
12、速率的影响是会导致反应速率减慢，而根据题意可知，反应速率是先慢后快，故不可能是浓度导致的反应速率的变化，故答案为：随反应物浓度降低，反应速率减慢；【设计完成实验】（1）配制 500mL 0.10mol / L H 2C2O 4 溶液，所需的草酸的物质的量n cV 0.5L 0.10mol/ L0.05mol ，即需要的草酸晶体 （ H 2C2O4 2H 2 O）的物质的量为 0.05mol ，质量 m nM0.05mol 126g / mol6.3g ，故答案为： 6.3；配制过程中用到的仪器是：托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL 容量瓶、胶头滴管，其中用到的 2 种定量仪器是托盘天平和500
13、mL 容量瓶，故答案为：500mL 容量瓶；A、称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘此时m 物m砝 m 游 ，会导致所称量的药品的质量偏小，则浓度偏低，故A 选；B、定容时俯视刻度线，会导致溶液体积偏小，则浓度偏大，故B 不选；C、只要最后定容时凹液面与刻度线相切即可，至于水是事先就有的还是后来加入的，对浓度无影响，故 C 不选；D、摇匀后，发现溶液液面低于刻度线是正常的，立即用胶头滴管加水，会导致溶液的浓度偏低，故 D 选；AD 正确，故答案为：AD；（2）若要探究K 对该反应有无催化作用，必须保持其他的影响因素如H 2C 2O4 的浓度、KMnO 4 的浓度以及稀硫酸的浓度与实验1
14、是相同的，而H 2 C 2O 4 、 KMnO 4 以及稀硫酸的加入的物质的量相同，故若使浓度相同，则必须使溶液体积与实验1 相同，故加入的水的体积 x25mL ，根据溶液褪色的时间可以看出，Mn 2 对该反应有催化作用，导致反应速率加快，溶液褪色的时间缩短，故假设2 是成立的，故答案为：25mL；2 ；（3）根据题干信息可知：KMnO 4 溶液与 H 2C2O4 发生氧化还原反应，KMnO 4 被还原为Mn 2 ， H 2C2 O4 被氧化为CO2 ，故离子方程式为：5H 2 C2 O 42MnO 46H10CO 22Mn 28H 2O ；设 KMnO 4溶液的物质的量浓度为 ymol /
15、L ，根据反应：5H2C2 O4+2MnO4-+6H+ =10CO2 +2Mn 2+ +8H2O520.01L0.10mol/Lymol / L0.04L52解得 y 0.010 ，故答案为： 0.010mol / L 。可得：0.0010.04y3 为探讨浓度对化学平衡的影响，某同学对可逆反应3 2I2 I2 H 0”“2Fe2Fe按下图所示步骤进行了一系列实验。1 的 Fe说明： 0.005 mol L溶液颜色接近于无色。2(SO4)3（1）实验中要待实验 溶液颜色不再改变时，才能进行实验 ，目的是 _ 。（ 2）实验 中， 的现象是 _，该实验证明 _ 。（ 3）实验 中， 的化学平衡向
16、 _移动（填 “正反应方向 ”或 “逆反应方向 ”）； 的现象是溶液变浅，该现象 _（填 “能 ”或“不能 ”）说明化学平衡发生移动。如果前一空填 “能”，则下一空不填；如果前一空填“不能 ”，则 的目的是 _。（ 4）实验 中， 的现象是 _，即能证明增大生成物浓度化学平衡发生了逆向移动。（ 5）除了上图中的方法外，若要使该可逆反应的化学平衡逆向移动，还可以采用的方法有_。【答案】反应达平衡状态生成黄色沉淀，溶液颜色变浅反应物浓度减小，平衡向逆反应方向移动逆反应方向不能为实验 做参照溶液颜色变得比 更浅加热（加入浓碘水）【解析】【分析】32I2Fe2 I2 H 0 中浓度对化学平衡的影本实验
17、的目的是探讨可逆反应2Fe响。【详解】（1）实验中要待实验 溶液颜色不再改变时，即反应达化学平衡状态时，才能进行实验；（ 2）实验 中， 中为 Ag+与 I 的反应，现象是生成黄色沉淀，溶液颜色变浅。证明反应物浓度减小，平衡向逆反应方向移动；（3）实验 中， 的化学平衡向逆反应方向移动； 的溶液变浅，并不能说明化学平衡发生移动，因为加水稀释，使溶液中各离子浓度降低；的目的是为实验 做参照；（ 4）实验 中， 的溶液颜色变得比 更浅，即能证明增大生成物浓度化学平衡发生了逆向移动；（ 5）若要使该可逆反应的化学平衡逆向移动，还可以采用的方法有加热或者加入浓碘水。4某实验小组以 H2O2 分解为例，
18、研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验反应物催化剂编号2 2溶液无10 mL 2% H O2 2溶液无10 mL 5% H O2 2溶液 13溶液10 mL 5% H O1 mL 0.1 mol L FeCl10 mL 5% H2 O2 溶液少量 HCl 溶液 1溶液1 mL 0.1 mol L FeCl310 mL 5% H2 O2 溶液少量 NaOH 溶液 1溶液1 mL 0.1 mol L FeCl3（ 1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_。（ 2）常温下 5% H2O2 溶液的 pH 约为 6， H2O2 的电离方程式为 _ 。（ 3）实验
19、和 的目的是 _ 。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2 稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_ 。（4）实验 、 、 中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。分析上图能够得出的实验结论是_ 。【答案】（ 1）降低了活化能（2） H2O2H HO2-（3）探究浓度对反应速率影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中 )（4）碱性环境能增大 H2O2 分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率【解析】分析： （ 1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能；（3）实验和的浓度不同；为了便于比较，应在相同
20、的条件下利用一个变量来比较；（4）由图可知，的反应速率最大，的反应速率最小，以此来解答。详解： （ 1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而加快反应速率，故答案为降低了反应的活化能；（2） 2 2+；（ 32 22H O 的电离方程式为H OH +HO）实验和的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；（4）由图可知，的反应速率最大，的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2 分解的速率，酸性环境能减小H2O2 分解的速率 。点睛：本
21、题考查影响化学反应速率的因素，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，题目难度中等，注意信息的利用即可解答。5 . 某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素，设计如下方案：实验0.01 mol L 1 酸性0.1 mol L 1水反应温度 / 反应时间 /s编号KMnO溶液H C O 溶液42245.0mL5.0mL020125V1V22.0mL203205.0mL5.0mL05030反应方程式为： 2KMnO+ 5H2C O + 3H 2SO = K2SO + 2MnSO + 10CO2+ 8H 2O。424444（1）实验的记时方法是从溶液混合开始记时, 至_ 时，记时
22、结束。（2）实验和研究浓度对反应速率的影响，则V1=_mL , V 2=_mL。（3）下列有关该实验的叙述正确的是_。A实验时必须用移液管或滴定管来量取液体的体积B实验时应将 5.0 mLKMnO4 溶液与5.0mL H 2C2O4 溶液混合后，立即按下秒表，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时，按下秒表，记录读数。C在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性D实验和可研究温度对反应速率的影响（4）某小组在进行每组实验时，均发现该反应是开始很慢，突然会加快，其可能的原因是_；. 某草酸晶体的化学式可表示为H C O ? xHO，为测定x的值 , 进行下列实验：2
23、 2 42称取 7.56g 某草酸晶体配成 100.0mL 的水溶液，用移液管移取 25. 00m 所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4，用浓度为 0.600mol/L的 KMnO溶液滴定，滴定终点时消耗KMnO的体积为 10.00mL。44（ 1）若滴定终点时仰视读数，则所测x 的值将 _（填“偏大”或“偏小”）。（ 2） x=_。【答案】溶液的紫红色刚好褪去5.0 3.0 C、 D反应生成的2+Mn对反应有催化作用（说明：只要答到反应生成的产物对该反应有催化作用即可）偏小2【解析】【分析】 .（ 1）溶液混合后显示紫红色，当紫红色褪去后计时结束；（2）实验和研究浓度对反应速率的影响，
24、要保证变量单一；（3）根据规范的操作要求，实验探究的基本原理分析回答；（4）催化剂对化学反应速率的影响；.（ 1）读取读数时仰视，导致 KMnO4 溶液体积偏大，计算测定的草酸的质量偏大；（2）依据滴定发生的氧化还原反应离子方程式的定量关系计算得到。【详解】 .（ 1）实验计时方法是从溶液混合开始记时，到紫红色刚好褪去计时结束，故答案为紫红色刚好褪去；（2）实验和研究浓度对反应速率的影响，高锰酸钾作为指示剂，浓度不变，都是5.0mL，溶液总体积为10.0mL，故答案为V1=5.0，V2=3.0；（3） A实验时可以用量筒量取体积，故A 错误；B实验时应将 5.0mLKMnO4 溶液与 5.0m
25、L H2C2O4 溶液混合后，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中，立即按下秒表，至反应结束时，按下秒表，记录读数，故B 错误；C在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性，故C 正确；D实验和对应物质的体积相同，可研究温度对反应速率的影响，故D 正确 ；故选 CD，故答案为 CD；（4）从实验数据分析， MnSO4 溶液在反应中为催化剂，可能原因为反应生成的Mn 2+对反应有催化作用，故答案为反应生成的Mn2+对反应有催化作用 。.（ 1）读取读数仰视，导致KMnO4溶液体积偏大，计算测定的草酸的质量偏大，故x 的值偏小，故答案为偏小；（2）由题给化学方程式及数据可知，5
26、H2 2 44-+ 10CO22+2C O +2MnO+6 H +2 Mn+8 H O， 7.56g纯草酸晶体中含 H2C2 O4 的物质的量为： 0.600 mol/L 10.00 mL-3L/mL105/2 100ml/25ml=0.0600 mol ，则 7.56g H2C2 O4?xH2O 中含 H2O 的物质的量为 (7.56g-0.0600mol 90g/mol)/18g/mol =0.12 mol ， 0.0600mol 晶体含水0.160mol ，1mol 晶体中含的结晶水2mol ，则 x=2,故答案为 2 。6 （ 1）利用原电池装置可以验证Fe3+与 Cu2+氧化性相对强
27、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 2mL0.1mol/L的 FeCl3溶液，再继续加入4，充分振2mLCCl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
28、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 “向左 ”、“” “ ”向右 或 不 ），可证明该反应为可逆反应。3+2+2+Cu3+2+下层（ CCl4层）溶液呈紫红色，且上层【答案】 Cu+2Fe =Cu+2FeFe + e= Fe清液中滴加 KSCN后溶液呈血红色4Fe2+2+23+该可逆反应达到了化学平衡+O +4H=
29、2H O+4Fe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
30、+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+，故答案为 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+； Cu；= Fe2+；Fe3+ + e（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
31、荡、静置、分层，下层（4CCl 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+，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。7 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MnCO 3 ）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 sCO2 gH1a kJ mol 1ii.2MnO s O2 g 僩 2MnO2sH 2b kJ mol 1反应 i 的化学平衡常数表达式K_。焙烧 M