2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练及详细答案

2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练及详细答

案

一、化学反应速率与化学平衡

1．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：

-已知：Cr2O72(橙色)+H2O

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2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件

下可被还原为Cr3，Cr3在水溶液中为绿色。

（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是_____________________。

（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明？__________（“是”或“否”），理由是____________________________________________________。

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c(Cr2O72-)_____（选填“增大”，（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知pH增大2-c(CrO4)“减小”，“不变”）；

（4）分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。

（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。 实验 是否加入Fe2(SO4)3 是否加入H2SO4 电极材料 ⅰ 否 否 阴、阳极均为石墨 ⅱ 否 加入1mL 阴、阳极均为石墨 12.7 ⅲ 加入5g 加入1mL 阴、阳极均为石墨 20.8 ⅳ 否 加入1mL 阴极为石墨，阳极为铁 57.3 Cr2O72-的去除率/% 0.922 ①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。

②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv中Cr2O72-去除率提

高较多的原因_______________。

【答案】溶液变黄色 否 Cr2O72-(橙色)+H2O?CrO42-(黄色)+2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移动的结果 减小 大于 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O 阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率 【解析】 【分析】

根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。 【详解】

（1）由Cr2O72-(橙色)+H2O

2CrO42-(黄色)+2H+及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液

中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c和b（只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c的现象是：溶液变为黄色。

（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。我认为不

--+

需要再设计实验证明，故填否。理由是：Cr2O72(橙色)+H2O?CrO42(黄色)+2H正向是吸

热反应，浓H2SO4溶于水会放出大量的热量而使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方向移动的，橙色加深只能是因为增大了c(H)的结果。

（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知随着溶液的pH增大，上述平衡向正反应方向移

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c(Cr2O72-)动，c(Cr2O7)减小，而c(CrO4) 增大，故减小。

c(CrO42-)2-2-（4）向试管c继续滴加KI溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H2SO4

--后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO42转化为Cr2O72

，Cr2O72-可以在酸性条件下将I-氧化，而在碱性条件下，CrO42-不能将I-氧化，说明+6价铬盐氧化性强弱为：Cr2O72-大于CrO42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。

（5）①实验ⅱ中，Cr2O72-在阴极上放电被还原为Cr3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O。

②由实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理示意图可知，加入Fe2(SO4)3溶于水电离出Fe3+，在直

流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe2+，Fe2+在酸性条件下把Cr2O72还原为Cr3。如此循环往复，Fe3在阴极得电子生成Fe2，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率。由此可知，实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因是：阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2，继续还原Cr2O72，故在阴阳两极附近均在大量的Fe2，Fe2循环利用提高了Cr2O72-的去除率。 【点睛】

本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。

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2．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 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 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。

3．某小组以醋酸为例探究弱酸的性质。

（1）实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。 L-1。 ①设计实验方案如下表，表中c =________ mol·编号 1 2 酸的种类 醋酸 盐酸 L-1 酸的浓度/mol·1.0 c 酸的体积/mL 10 10 镁条质量/g 2.0 2.0 ②实验步骤：a）检查装置（下图）的气密性后，添加药品； b）反应开始后，___________________________(填写操作） ； c）将所记录的数据转化为曲线图（右图）。