高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响实验题

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                         
                                                      。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是               。
（4）(NH₄)₂SO₄“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意                。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：
 
请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                          。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，
二是                                             。
（3）由MgCl₂溶液蒸发得到MgCl₂·6H₂O晶体，蒸发的目的是_________。
a．得到热饱和溶液      b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                           
                                            。
②由MgCl₂·6H₂O制备无水MgCl₂的操作在             氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味乙酸乙酯，在实验室我们也可以用下图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题：

(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式                   。
(2)饱和碳酸钠溶液的主要作用是中①            ②              ;③            
(3)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液， 
目的是防止 　   　。
(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是　　      。
(5)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应未达到化学平衡状态的有(填序号)　　　　　　　　。
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化

工业上设计将VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂杂质除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是           （写化学式），操作I的名称      。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：
R₂(SO₄)_n (水层)+ 2nHA（有机层）2RA_n（有机层） + nH₂SO₄  (水层) 
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是                            。
③中X试剂为                   。
（3）⑤的离子方程式为                        。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH	1．3	1．4	1．5	1．6	1．7	1．8	1．9	2．0	2．1
钒沉淀率%	88．1	94．8	96．5	98．0	98．8	98．8	96．4	93．1	89．3

结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为          ；
若钒沉淀率为93．1%时不产生Fe(OH)₃沉淀，则溶液中c(Fe³⁺)<             。
(已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=2．6×10^-39)
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有               和       。

为验证氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验过程：
I． 打开弹簧夹K₁~K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ． 打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ． 当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ． 打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ． 打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ． 更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是                                                      。
（2）棉花中浸润的溶液为                                          。
（3）A中发生反应的化学方程式为                                          。
（4）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是                 。
（5）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂的是       （填“甲”“乙”“丙”）。

	过程Ⅳ  B溶液中含有的离子	过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有SO4^2^－
乙	既有Fe^3^＋又有Fe^2^＋	有SO4^2^－
丙	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有Fe^2^＋

（6）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe^2＋(aq)＋ SO₃^2－ (aq) FeSO₃(s)（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与 SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。
某同学设计如下实验，证实该假设成立：

①溶液E和F分别为            、           。
②请用化学平衡原理解释步骤3中溶液由红棕色变为浅绿色的原因            。

I.(4分)某温度下的溶液中，c(H^＋)=10^x mol/L,c(OH^－)=10^y mol/L。x与y的关系如图所示：

（1）该温度下,中性溶液的pH=       。
（2）该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=       。
II. (6分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度 (×10^－^3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是         （填字母）。
A．2v(NH₃)=v(CO₂)                                 B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变        D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，计算25.0℃时的分解平衡常数为                        。
（2）已知：NH₂COONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO^－)随时间变化趋势如图所示。

③计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为                。
④根据图中信息，如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大：              
                                                                          。

酯是重要的有机合成中间体，请回答下列问题：
（1）实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为：_____________________。
（2）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有__________________________________、
_____________________________________________等。
（3）若用下图所示的装置来制取少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能是：___________、
__________________。

（4）实验时可观察到锥形瓶中有气泡产生，用离子方程式表示产生气泡的原因：                   。
（5）此反应以浓硫酸作为催化剂，可能会造成产生大量酸性废液，催化剂重复使用困难等问题。现代研究表明质子酸离子液体可作此反应的催化剂，实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）：

同一反应时间	同一反应温度
反应温度/℃	转化率(%)	选择性(%)	反应时间/h	转化率(%)	选择性(%)
40	77.8	100	2	80.2	100
60	92.3	100	3	87.7	100
80	92.6	100	4	92.3	100
120	94.5	98.7	6	93.0	100

（说明：选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水）
①根据表中数据，下列________(填编号)，为该反应的最佳条件。
A.120℃，4h         B.80℃，2h         C.60℃，4h         D.40℃，3h
②当反应温度达到120℃时，反应选择性降低的原因可能是_________________。

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
（1）乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是                           (用化学方程式表示)，所以他认为应该检验           (填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

（2）为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是（填写数字序号）        。
①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；
③先加热炭，再加入冷浓硝酸；     ④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸。
（3）请用平衡移动原理解释B装置的作用                                     。
（4）C装置中出现的现象是                                                ，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO₃^－形式存在，写出生成该离子的化学方程式                            。

(8分)某校课外活动小组利用NO₂与N₂O₄的反应来探究温度对化学平衡的影响。
已知：2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH(298 K)＝－52.7 kJ·mol^－1
（1）该化学反应的浓度平衡常数的表达式为__________________。
（2）该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中(如右图所示)，然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体。

请回答：
①A中的现象为____________________
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向_____________(选填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将_____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）。

（1）实验室采用如下图所示的装置，可将粗铜与Cl₂反应转化为固体1（部分仪器和夹持装置已略去）。

① 仪器A的名称是　　　　　。
② 装置B中发生反应的离子方程式是　　　　　。
③ 有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要（填“是”或“否”）　　　　　。
④装置Ⅳ中盛装的试剂是         ，其作用是                   。
（2）在CuCl₂溶液转化为CuCl₂·2H₂O的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。
已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：
Cu(H₂O)₄²⁺(aq) +4Cl^－(aq)CuCl₄^2－(aq) +4H₂O(l)
蓝色　　　　　　　　　　　黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=　　　　　。
若增大氯离子浓度，K值（填“增大”、“减小”或“不变”）　　　　　。
②现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色，请写出两种可采用的方法
a.                            b.                         。

下图为制取乙酸乙酯的实验装置图。回答下列问题：

揭示实验原理
乙酸与乙醇在催化剂存在的条件下加热可以发生反应生成乙酸乙酯。请用氧同位素示踪法写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式______________________。
能否用氢同位素示踪法揭示酯化反应原理？ _______（选填“能”或“不能”），原因是___________________。
反应温度确定：
合成乙酸乙酯的反应为放热反应。实验表明，反应温度应控制在85℃左右为宜。回答：
实验温度不宜低于85℃左右的原因是__________________________________________；
实验温度不宜高于85℃左右的原因是__________________________________________；
实验装置的比较：
利用右图装置制备乙酸乙酯，这种装置与教材装置相比较突出的优点是___________。
酯层厚度的标示：
为更好地测定酯层厚度，可预先向饱和Na₂CO₃溶液中滴加1滴____试液，现象是___________。

某同学以反应2Fe^3＋+2I^－2Fe^2＋+I₂为原理，研究浓度对氧化还原性和平衡移动的影响。实验如下图：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到                   。
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中                      造成的影响。
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe^2＋向Fe^3＋转化。用化学平衡移动原理解释原因：     。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原 因：外加Ag^＋使c（I^-）降低，导致I^－的还原性弱于Fe^2＋，用右图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作             极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol·L^－1 AgNO₃溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是                   。
（5）按照（4）的原理，该同学用右图装置进行实验，证实了ii中Fe^2＋向Fe^3＋转化的原因，
①转化原因是                                         。
②该实验与（4）实验对比，不同的操作是                                    。
（6）实验I中，还原性：I^－>Fe^2＋；而实验II中，还原性：Fe^2＋>I^－，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是                                                          。

某化学反应2A(g)B(g)＋D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L^-1）随反应时间（min）的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为     mol/(L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度C₂＝     mol/L。
（3）设实验3的反应速率为V₃，实验1的反应速率为V₁，则V₃    V₁（填＞、＝、＜)且C₃    1.0mol/L（填＞、＝、＜)
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是       反应（选填吸热、放热）。

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是         。
（2）已知：
20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg（OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程            。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有                       。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因             。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是                    。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是       。
a. 在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K₃[Fe（CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间

以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体（FeCl₃·6H₂O）的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ，该反应的平衡常数表达式为K=         ；过量的SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为                             
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是      、       。
（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为       ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为        （写化学式）。

（1）某化学课外研究小组，设计实验探究KI溶液和FeCl₃溶液反应存在一定的限度。已知该反应为：2Fe³⁺ + 2I^- ＝ 2Fe²⁺ + I₂。请完成相关的实验步骤和现象。
可选试剂：①0. 1mol·L^－1KI溶液；②0. 1mol·L^－1 FeCl₃溶液；③FeCl₂溶液；④盐酸；⑤KSCN溶液；⑥CCl₄。
实验步骤：
①取5mL 0. 1mol·L^－1 KI溶液,再滴加5~6滴（约0.2ml）0. 1mol·L^－1FeCl₃溶液
②充分反应后，将溶液分成三份
③取其中一份，滴加试剂CCl₄，用力振荡一段时间，CCl₄层出现紫红色，说明反应生成碘。
④另取一份，滴加试剂        （填试剂序号），若现象为                      ，则说明该反应有一定的限度。
（2）为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
 
①定性分析：如图甲可通过观察            （填现象），定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃溶液改为Fe³⁺浓度相同的Fe₂(SO₄)₃溶液更为合理，其理由是                       。
②定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中一定需要测量的数据是         （填序号）。
①收集40ml气体所需要的时间②CuSO₄溶液和FeCl₃溶液的浓度③过氧化氢溶液的浓度