高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

H₂O₂是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。
（1）空气阴极法电解制备H₂O₂的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H₂O₂和稀碱的混合物。

试回答：
①直流电源的a极名称是     。
②阴极电极反应式为             。
③1979年，科学家们用CO、O₂和水在三苯膦钯的催化下制得了H₂O₂。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、        。
（2）Fe³⁺对H₂O₂的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO₂气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的       （填“深”或“浅”），其原因是                。

（3）用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是         ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H₂O₂ 和3.0mol·L^－1H₂SO₄溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
Cu的平均溶解速率 （×10^－3mol·min^－1）	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是       。

已知草酸（H₂C₂O₄）是一种二元弱酸，主要用作还原剂和漂白剂。
（1）草酸的电离方程式为                                                         。
（2）将草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液混合发生的反应为：
MnO₄^-+   H₂C₂O₄+      →   Mn²⁺  +   CO₂↑+   H₂O
某合作小组同学在烧杯中进行上述反应时，发现刚开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后突然褪色，反应速率明显加快。
①配平上述离子方程式
②该实验不久后溶液突然褪色的原因最有可能是                    。
A．体系压强增大                         B．反应物接触面积增大
C．生成物对反应有催化作用               D．反应物浓度增大
（3）为研究该化学反应速率的影响因素，某同学进行了以下实验：

组别	温度/℃	V(H2C2O4) /mL	V(KMnO4) /mL	V(H2O) /mL	KMnO4溶液 褪色时间/s
1	30	10	10	20	40
2	30	20	20	0	t
3	30			15

①对比实验1和3要研究改变反应物浓度对化学反应速率的影响，请完成表格中横线。
②实验2中溶液褪色时间t 为       
A．>40          B．=40            C．<40          D．无法判断

用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO₄^－(aq)＋5H₂C₂O₄(aq)＋6H^＋(aq)＝2Mn^2＋(aq)＋10CO₂(g)＋8H₂O(l)  ΔH<0
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的体积，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO₄溶液已酸化，所用注射器的容积充裕）：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L^-1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^-1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L^-1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^-1KMnO4溶液

（1）该实验探究的是              因素对化学反应速率的影响，如果实验完成时草酸与KMnO₄均有剩余，则相同时间内针筒中所得CO₂体积大小关系是：   <   （填实验序号）研究发现反应速率总是如图所示发生变化，则t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn²⁺是反应的催化剂，②              。

（3）若实验①在4 min末收集了4.48 mL CO₂（标准状况），则4 min末c(MnO₄^-)=              mol·L^-1（假设溶液混合后体积为50 mL），此4 min内的平均速率为v(H₂C₂O₄)=                。
（4）除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定                 来比较化学反应速率。

酸性KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液 紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸。
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式为                                       。
（2）滴定过程中操作滴定管的图示正确的是     

（3）若配制酸性KMnO₄标准溶液时,俯视容量瓶的刻度线，会使测得的草酸溶液浓度             。（填“偏高”、“偏低”、或“不变”）。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L^-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验（每次
实验草酸溶液的用量均为8mL）。

实验编号	温 度（℃）	催化剂用量(g)	酸性高锰酸钾溶液	实验目的 a.实验1和2探究                                                     b.实验1 和3 探究反应物浓度对该反应速率的影响； c.实验1 和4 探究催化剂对该反应速率的影响。
体积（mL）	浓度 (mol•L^-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（4）写出表中a 对应的实验目的                         ；
（5）该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验编号	溶液褪色所需时间（min）
第1 次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“当其它条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就越短，即反应速率就越快”的结论。某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到了错误的实验结论，请简述改进的实验方案_________。
（6）该实验中使用的催化剂应选择MnSO₄并非MnCl₂，原因为（离子方程式表示）为                 。

已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c（X）·c（Y）/[c（Z）]²，该反应在不同温度下的平衡常数：400℃，K=32；500℃，K=44。请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式                         。
（2）该反应的正反应是      反应（填“放热”或者“吸热”）。
（3）已知在密闭容器中，测得某时刻各组分的浓度如下：

物质	Z（g）	X（g）	Y（g）
浓度/（mol•L^﹣1）	0．54	0．68	0．68

①此时系统温度400℃，比较正、逆反应速率的大小：v_正    v_逆 （填“＞”、“＜”或“=”）。
②若以Z百分含量为纵坐标，以温度为横坐标，

此时反应点在图象的位置是图中    点。比较图中B、D两点所对应的正反应速率B    D（填“＞”、“＜”或“=”），理由是                                                            。
（4）一定条件下要提高反应物的转化率，可以采用的措施是    。
a．升高温度         
b．加入催化剂         
c．压缩容器的体积
d．增加Z的浓度        
e．及时分离出产物

将0.20 mol NO和0.1 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)  △H＜0在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。

下列说法正确的是

A．容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡

B．当向容器中再充入0.20 mol NO时，平衡向正反应方向移动，K增大

C．第12 min时改变的反应条件为减小压强

D．向该容器内充入He气，容器内气体压强增大，所以反应速率增大

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄ + 5H ₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/ mL	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
1	20	3.0	2.0	3.0	2.0	4.0
2	20	3.0	m	2.5	n	4.8
3	20	3.0	3.0	2.0	2.0	t1
4	30	3.0	2.0	3.0	2.0	t2

（1）已知：实验1、2、3的目的是探究KMnO₄浓度对反应速率的影响。则实验2中m=   ，
n=     。如果研究温度对化学反应速率的影响，需利用实验4和     。
（2）通过查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺)随时间变化的趋势如图所示。

为进行实验探究，该小组同学通过讨论提出假设：Mn²⁺对该反应有催化作用。
①请你填写表中空白帮助该小组同学完成实验方案。

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/mL	再向试管中加入少量固体	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
5	20	3.0	2.0	3.0	2.0		t3

②能说明该小组同学提出的假设成立的实验事实是                。
（3）有人将酸性KMnO₄溶液和H ₂C₂O₄溶液的反应设计成原电池，则该原电池的正极反应式为                             。

(12分)影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。

②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：                                         。
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^－对反应具有促进作用，而SO2－ 4对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；
原因Ⅲ：                                           ；
原因Ⅳ：Cl^－、SO2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；
原因Ⅴ：                                              。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量            固体 ，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量            固体，观察反应速率是否变化。
通过观察到实验a和实验b现象，从而得出结论。

某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH₃COCH₃＋Br₂CH₃COCH₂Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v (Br₂)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：

实验 序号	初始浓度 c/mol·L^－1	溴颜色消失 所需时间 t/s
CH3COCH3	HCl	Br2
①	0．80	0．20	0．0010	290
②	1．60	0．20	0．0010	145
③	0．80	0．40	0．0010	145
④	0．80	0．20	0．0020	580

分析实验数据所得出的结论不正确的是
A． v (Br₂)与c(CH₃COCH₃)成正比       
B．增大c(Br₂)，v (Br₂)变小
C．增大c(HCl)，v (Br₂)增大           
D．实验②和③的v (Br₂)相等

对于可逆反应N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH<0。下列研究目的和图示相符的是

某小组利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡，混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案：

编号	H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
浓度/mol•L^-1	体积/mL	浓度/mol•L^-1	体积/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）该反应的离子方程式为                     ；
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是        (填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是             ；
（3）实验①测得KMn0₄溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMn0₄)=       mol·L^-1·min^-1；
（4）已知50℃时c(MnO₄^-)～反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时c(Mn0₄^-)～t的变化曲线示意图。

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g)下表为不同温度下的平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）该反应的平衡常数表达式K=       ，ΔH       0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）将1 mol的H₂和 1 mol 的 CO充入 1 L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，求CO的平衡转化率（写出计算过程）。
（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是
         （填字母）。
A．c（H₂）减少
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH₃OH 的物质的量增加
D．重新平衡时c(H₂)/ c(CH₃OH)减小
（4）其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时，H₂的转化率随时间的变化如图所示，请补充完成350℃时H₂的转化率随时间的变化示意图。

(16分)（一）某小组利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。限选试剂与仪器：0.20mol/LH₂C₂O₄溶液，0.010mol/L 酸性KMnO₄溶液，蒸馏水，锥形瓶，恒温水浴槽，量筒，秒表。该小组设计了如下的方案。

物理量		H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
	浓度/mol·L^-1	体积/mL	浓度/mol·L^-1	体积/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③				0.010	4.0	25

（1）已知反应后H₂C₂O₄转化为CO₂逸出，KMnO₄转化为MnSO₄。为了观察到紫色褪去，H₂C₂O₄与KMnO₄初始的物质的量需要满足的关系为：n(H₂C₂O₄)：n (KMnO₄) ≥_______。
（2）请完成表格内五处空白。
（3）实验③测得KMnO₄溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（KMnO₄）＝______________mol·L^-1·min^-1。
（4）已知50℃时c(MnO₄^—)～反应时间t的变化曲线如下图。其中反应速率最快的阶段是_____，原因是                                          。

（二）利用下图（a）和（b）中的信息，按图（c）装置（连通的A、B瓶中已充有NO₂气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是_________________________。

一定条件下，A（g）+B(g) C(g)，ΔH ＜0,达到平衡后根据下列图像判断：

（1）升温，达到新平衡的是          （填“A、B、C、D或E”，下同）
新平衡中C的体积分数          （填“增大、减小或不变”，下同）
（2）减压，达到新平衡的是        ，A的转化率        。
（3）减少C的量，达到新平衡的是        。
（4）增加A的量，达到新平衡的是        ，此时B的转化率        ，A的转化率。        
（5）使用催化剂，达到新平衡的是        ，C的质量分数。        

Na、Cu、Al、O、C、H是常见的六种元素。
（1）Al位于元素周期表第_____周期第_____族；Cu的基态原子价电子排布式为__________。
（2）用“＞”或“＜”填空：

第一电离能	离子半径	沸点
Na_______Al	O^2—_______Na+	CH4______H2O

（3）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO₂ (g)＋CH₄(g)  2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物 质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数K=__________
②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H="+2.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H=566.0 kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=________________
（4）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________.

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是__________________
（5）利用高温电解技术可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应方程式为：，其工作原理示意图如下：

CO₂在电极a放电的反应式是_______________________________