蘇教版化學(xué)選修6 專題4課題2知能優(yōu)化訓(xùn)練

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111 1．2007年諾貝爾化學(xué)獎得主——德國科學(xué)家格哈德埃特爾對有關(guān)一氧化碳在金屬鉑表面的氧化過程的研究催生了汽車尾氣凈化裝置。凈化裝置中的催化轉(zhuǎn)化器可將CO、NO、NO2等轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．催化轉(zhuǎn)化器中的鉑催化劑可加快CO的氧化 B．鉑表面做成蜂窩狀更有利于提高催化效果 C．在鉑催化下，NO、NO2可被CO還原成N2 D．使用鉑催化劑，可以提高碳?xì)浠衔锉谎趸霓D(zhuǎn)化率 解析：選D。在鉑催化劑的作用下，NO、NO2將CO氧化為CO2，A項(xiàng)正確；將鉑表面做成蜂窩狀，增大了反應(yīng)物的接觸面積，有利于提高催化效果，B項(xiàng)正確；NO、NO2變成N2，氮元素的化合價降低，被還原，C項(xiàng)正確；催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率而不能改變化學(xué)反應(yīng)限度(即不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動)，故D項(xiàng)錯誤。 2．下列關(guān)于催化劑的說法，正確的是(　　) A．催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) B．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率 C．任何化學(xué)反應(yīng)，都需要催化劑 D．電解水時，往水中加少量NaOH，可使電解速率明顯加快，所以NaOH是這個反應(yīng)的催化劑 解析：選B。在電解水時，加少量NaOH，可增大水中離子濃度，增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，NaOH并沒有改變反應(yīng)機(jī)理，故不是催化劑。另外，有些反應(yīng)是不需要催化劑的，如中和反應(yīng)等。 3．(2011年宿遷高二檢測)對于反應(yīng)2H2O2===2H2O＋O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是(　　) A．向反應(yīng)體系中加水 B．升高H2O2溶液的溫度 C．向H2O2溶液中加入少量MnO2 D．向H2O2溶液中加入一定濃度FeCl3溶液 解析：選A。升高溫度增大分解速率，MnO2、Fe3＋對H2O2分解起催化作用，加入MnO2、FeCl3可加大分解速率，加水稀釋H2O2濃度減小，分解速率減小。 4．比較MnO2和CuO對H2O2分解反應(yīng)的催化能力大小的實(shí)驗(yàn)中若催化劑的質(zhì)量均控制在0.1 g,6%的H2O2溶液均取5 mL，可選擇的實(shí)驗(yàn)裝置是(　　) 解析：選D。A、B中長頸漏斗插入過短，容易造成氣體逸出；C中的量筒體積太小。故D項(xiàng)正確。 5．(2011年高考重慶卷改編題)臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等。 (1)O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是______________和________________(填分子式)。 (2)O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如下表所示。已知：O3的起始濃度為0.0216 mol/L。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 ①pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的是________。 ②在30 ℃、pH＝4.0條件下，O3的分解速率為________mol/(Lmin)。 ③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)開_______(填字母代號)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 解析：(1)O3氧化KI，I－轉(zhuǎn)化為I2的同時本身被還原生成O2。(2)①由題意知，pH增大，分解速率增大，OH－起催化作用；②根據(jù)v＝求解；③由表推斷知，pH為7.0時，對O3的分解速率影響最大，當(dāng)pH為3.0、4.0時 ，溫度影響較大，綜上可知，分解速率最快的為c，其次為a，最慢的是b。 答案：(1)I2　O2 (2)①OH－　②1.0010－4?、踒、a、c 1．(2011年宿遷高二檢測)關(guān)于催化劑的敘述，正確的是(　　) A．催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后性質(zhì)不變 B．催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故催化劑不參加化學(xué)反應(yīng) C．使用催化劑可以改變反應(yīng)達(dá)到平衡的時間 D．催化劑可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 解析：選C。催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)速率而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不變的物質(zhì)，但其物理性質(zhì)，如固體顆粒大小可能改變，故A錯，C正確；催化劑是參加化學(xué)反應(yīng)的，在化學(xué)反應(yīng)中起了載體的作用，并且催化劑能同時、同程度地改變正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，故催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。 2．過氧化氫的沸點(diǎn)比水高，但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%～8%的過氧化氫溶液，再濃縮成30%的溶液時，可采用的適宜方法是(　　) A．常壓蒸餾　　　　　　　　 B．減壓蒸餾 C．加生石灰常壓蒸餾 D．加壓蒸餾 解析：選B。液態(tài)物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)有關(guān)，減小壓強(qiáng)，能降低其沸點(diǎn)，這樣就能在溫度不是很高的情況下使水蒸發(fā)而H2O2又不會分解。 3．F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應(yīng)，在相同條件下，活化分子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大的是(　　) A．H2＋Cl2===2HCl B．H2＋F2===2HF C．H2＋I(xiàn)2===2HI D．H2＋Br2===2HBr 解析：選B。氟、氯、溴、碘的非金屬性強(qiáng)弱的標(biāo)志之一是與H2化合的難易，其本質(zhì)是與氫氣反應(yīng)速率的快慢：氟、氯、溴、碘與H2化合的條件越來越難，即反應(yīng)速率越來越慢，活化分子百分?jǐn)?shù)越來越小。 4．使用催化劑能加快反應(yīng)速率的主要原因是(　　) A．活化分子能量明顯增加 B．降低活化分子的能量 C．增加活化分子百分?jǐn)?shù) D．增加反應(yīng)活化能 解析：選C。使用催化劑，降低反應(yīng)活化能，使部分能量較低的分子轉(zhuǎn)化為活化分子，增加了單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)，使反應(yīng)速率加快。 5．合成氨時采用500 ℃左右的溫度進(jìn)行，主要是因?yàn)樵谠摐囟葧r(　　) A．合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率最大 B．N2的轉(zhuǎn)化率最高 C．催化劑的活性最大 D．NH3在平衡混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)最大 解析：選C。當(dāng)壓強(qiáng)一定、溫度升高時，雖然能增大合成氨的反應(yīng)速率，但由于合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度會降低平衡混合物中NH3的含量。因此，從反應(yīng)的理想條件來看，氨的合成反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行有利，但是溫度過低，反應(yīng)速率很小，需要很長的時間才能達(dá)到平衡狀態(tài)，這在工業(yè)生產(chǎn)上是很不經(jīng)濟(jì)的。鐵觸媒在500 ℃左右時的活性最大，這是合成氨反應(yīng)一般選擇在500 ℃左右進(jìn)行的重要原因之一。 6．汽車尾氣在光照下分解時，即開始光化學(xué)煙霧的循環(huán)，它的形成過程可用下列化學(xué)方程式表示：NO2===NO＋O,2NO＋O2===2NO2，O2＋O===O3。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．此過程中，NO2是催化劑 B．在此過程中，NO是中間產(chǎn)物 C．此過程的總反應(yīng)方程式為2O3===3O2 D．光化學(xué)煙霧能引起人的外呼吸功能嚴(yán)重障礙 解析：選C。NO2在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均沒發(fā)生變化，只是加快了O2變成O3的反應(yīng)速率，因此NO2是O2變成O3的催化劑。將三個方程式相加得到的總反應(yīng)方程式為3O2===2O3。 7．已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)。下列說法不正確的是(雙選)(　　) A．使用催化劑可以改變反應(yīng)的ΔH B．使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率 C．使用催化劑能提高CO的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率 D．單位時間內(nèi)消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等時，反應(yīng)達(dá)到平衡 解析：選AC。催化劑僅是改變化學(xué)反應(yīng)速率，不會影響焓變，A項(xiàng)錯；催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，B項(xiàng)正確；催化劑對轉(zhuǎn)化率無影響，C項(xiàng)錯誤；由于CO和CO2的計量系數(shù)相等，故當(dāng)兩者同時消耗的量相等時，反應(yīng)即達(dá)平衡，D項(xiàng)正確。 8．下列條件一定能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的是(　　) ①增加反應(yīng)物　　　　　　　?、谏邷囟? ③縮小反應(yīng)容器的體積　　　　④加入生成物 ⑤加入MnO2 A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③ 解析：選C。增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量不一定引起化學(xué)反應(yīng)速率加快，原因是如果加入的物質(zhì)是固體物質(zhì)或純液態(tài)物質(zhì)，則不會加快化學(xué)反應(yīng)速率；升高溫度一定能加快化學(xué)反應(yīng)速率；縮小反應(yīng)容器的體積，若沒有引起參加反應(yīng)的物質(zhì)濃度增大，也不會引起化學(xué)反應(yīng)速率加快；MnO2并不是所有反應(yīng)的催化劑，故只有②符合題意。 9．向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應(yīng)時，按正反應(yīng)速率由大到小順序排列正確的是(　　) 甲．在500 ℃時，SO2和O2各10 mol反應(yīng) 乙．在500 ℃時，用V2O5作催化劑，10 mol SO2和5 mol O2起反應(yīng) 丙．在450 ℃時，8 mol SO2和5 mol O2反應(yīng) ?。?00 ℃時，8 mol SO2和5 mol O2反應(yīng) A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 解析：選C。本題比較的是兩種因素(溫度和濃度)影響化學(xué)反應(yīng)速率的情況，甲、乙相比，不同的是O2濃度在乙中較小，但是乙中使用了催化劑，催化劑的影響遠(yuǎn)超過濃度的影響，所以反應(yīng)速率乙>甲。甲、丁相比，丁中SO2、O2的濃度均小于甲中的濃度，所以反應(yīng)速率甲>丁。丙、丁相比，丙項(xiàng)的溫度較低，故反應(yīng)速率關(guān)系為丁>丙。故反應(yīng)速率順序?yàn)橐?、甲、丁、丙，答案選C。 10．對處于化學(xué)平衡的體系，由化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系可知(　　) A．化學(xué)反應(yīng)速率變化時，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動 B．化學(xué)平衡發(fā)生移動時，化學(xué)反應(yīng)速率一定變化 C．正反應(yīng)進(jìn)行的程度大，正反應(yīng)速率一定大 D．只有在催化劑存在條件下，才會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)速率變化而化學(xué)平衡不移動的情況 解析：選B。平衡移動是正、逆反應(yīng)速率變化不相等所致，同等程度改變正、逆反應(yīng)速率平衡不移動，而能使正、逆反應(yīng)速率同等程度變化的條件不僅限于催化劑一項(xiàng)。 11．某化學(xué)興趣小組研究雙氧水的分解時，設(shè)計了以下三組實(shí)驗(yàn)，每一小組取若干支試管分別加入相同體積5%的雙氧水，在實(shí)驗(yàn)室觀察氣泡產(chǎn)生的情況。 (1)雙氧水發(fā)生分解的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)下表中實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 組別 操作 現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 第一組 ①向試管中加0.2 g MnO2粉末并置于盛有5 ℃水的燒杯中 少量氣泡 ②向試管中加0.2 g MnO2粉末并置于盛有50 ℃水的燒杯中 大量氣泡 第二組 ③向試管中加0.2 g MnO2粉末 大量氣泡 ④向試管中的液體中加蒸餾水稀釋10倍后加0.2 g MnO2粉末 少量氣泡 第三組 ⑤向試管中加0.2 g MnO2粉末 大量氣泡 ⑥向試管中加5滴 FeCl3溶液 大量氣泡 解析：認(rèn)真對比每組內(nèi)的兩個實(shí)驗(yàn)在條件控制上的不同，即可得出結(jié)論。 答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑ (2) 組別 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 第一組 其他條件相同時，溫度越高反應(yīng)速率越快 第二組 其他條件相同時，反應(yīng)物濃度越大反應(yīng)速率越快 第三組 除MnO2對H2O2分解有催化作用外，F(xiàn)eCl3對H2O2分解也有催化作用 12.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加定量的KMnO4溶液，反應(yīng)開始時，溶液中Mn2＋的濃度c將隨時間的變化而變化。某學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前認(rèn)為，Mn2＋的濃度c與時間t的關(guān)系如下圖中①，做完實(shí)驗(yàn)后，得到的結(jié)果為下圖中②，請說明下列問題： (1)寫出H2O2與KMnO4反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)Oa段的意義。 (3)ab段的意義及ab段很陡的原因。 (4)bc段的意義。 答案：(1)5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑。 (2)Oa段說明反應(yīng)非常慢，溶液中c(Mn2＋)隨時間變化很小。 (3)ab段說明反應(yīng)非?？欤琧(Mn2＋)迅速增大，表明Mn2＋達(dá)到一定濃度時，對上述反應(yīng)起到了催化作用。 (4)bc段說明反應(yīng)趨于完全，最終溶液中c(Mn2＋)為定值。 13．某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行雙氧水分解的實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)：大家取不同濃度的雙氧水及不同質(zhì)量的二氧化錳進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生氣體的速率都不相同，那么過氧化氫分解的最佳催化條件是什么呢？他們決定進(jìn)行探究。 (1)用下列簡圖，畫出實(shí)驗(yàn)裝置(含試劑)示意圖。 (2)小組經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，取得如下數(shù)據(jù)： X Y Z 0.1 g 0.3 g 0.5 g 1.5% 223 s 67 s 56 s 3.0% 308 s 109 s 98 s 4.5% 395 s 149 s 116 s (說明：表中X是二氧化錳的質(zhì)量；Y是指反應(yīng)停止時的時間；Z是雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù))分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題： ①相同濃度的雙氧水的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而________。 ②從實(shí)驗(yàn)效果和“綠色化學(xué)”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入________g的二氧化錳為較佳選擇，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③該小組的小茂同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)用相同質(zhì)量的二氧化錳時，雙氧水的濃度越小，所需要的時間就越小，亦即其反應(yīng)速率越快”的結(jié)論，你認(rèn)為是否正確？________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：定量實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析是解題關(guān)鍵，而數(shù)據(jù)分析時要固定一個量，然后分析該固定量下其他量的變化。如該題中固定雙氧水的濃度為1.5%時，變化的量是二氧化錳的質(zhì)量，從給出的三組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)相同雙氧水濃度下過氧化氫的分解速率與二氧化錳質(zhì)量之間的關(guān)系。 答案：(1) (2)①加快 ②0.3　因?yàn)橛?.1 g的催化劑反應(yīng)速率明顯小于用0.3 g和0.5 g的；用0.5 g的催化劑和用0.3 g的催化劑反應(yīng)速率相差不多，但用0.3 g的催化劑卻節(jié)約藥品，所以使用0.3 g的二氧化錳為較佳選擇 ③不正確　因?yàn)閺谋碇袛?shù)據(jù)可知，相同體積3%的雙氧水中的溶質(zhì)含量是1.5%的兩倍，但反應(yīng)的時間卻比其反應(yīng)時間的2倍小得多，由反應(yīng)速率計算公式(v＝Δc/Δt)可得出，此實(shí)驗(yàn)條件下雙氧水的濃度越大，分解速率越快 111