碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx= mL,理由是 。
已知某条件下,浓度c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82—)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为:
2Li(s)+I2(s)="2LiI" (s) △H
已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) △H1
4 LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s) △H2
则电池反应的△H=_______________
教材中用酸性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-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,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):
实验序号 |
A溶液 |
B溶液 |
① |
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 |
② |
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液 |
(1)写出草酸溶于水的电离方程式: 。
(2)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是:① ②(填:>、<、=)。
(3)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则 在2 min末, c(MnO4-)= mol/L。
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。
(5)小组同学发现反应速率随时间变化如图所示,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①该反应放热,② 。
(1)中和热的测定是高中化学的定量实验之一.50 mL0.50 mol/L 盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是 。大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)氧化剂H2O2在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 |
反应物 |
催化剂 |
① |
10 mL 2% H2O2溶液 |
无 |
② |
10 mL 5% H2O2溶液 |
无 |
③ |
10 mL 5% H2O2溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
④ |
10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ |
10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是________。同学们进行实验时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方法是 ________(填一种即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系下图所示。分析该图能够得出的实验结论是________。
Ⅱ.资料显示,某些金属离子对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量 ____ 或 _____来比较;(2)0.1g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因:________,计算H2O2的初始物质的量浓度为________。(保留两位有效数字,在标准状况下测定)
Ⅲ.(1)为了加深对影响反应速率因素的认识,老师让甲同学完成下列实验:在Ⅱ中的实验装置的锥形瓶内盛6.5g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸,10s时收集产生的H2体积为50 mL(若折合成标准状况下的H2体积为44.8mL),用锌粒来表示10s内该反应的速率为____g/s;
(2)根据化学反应速率与化学平衡理论,联系化工生产实际,你认为下列说法不正确的是________(填序号)。
A.化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可以指导怎样使有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高原料转化率的有效办法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益
在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度的升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(1)反应的△H 0(填“>”或“<”);
100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。
在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为 mol•L-1•s-1;反应的平衡常数K1= mol/L。
(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol•L-1•s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。则:
① T 100℃(填“>”或“<”)。
② 计算温度T时反应的平衡常数K2= mol/L。
(3) 温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,则平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
可逆反应:A2(?)+B2(?)2AB(?);ΔH=-Q kJ/mol,当温度和压强改变时n(AB)的变化如图,下列叙述正确的是
A.A2、B2及AB均为气体,Q>0
B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,Q>0
C.AB为气体,A2、B2有一种为非气体,Q<0
D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,Q>0
已知分解1 mol H2O2放出热量 98 KJ,在含少量I-的溶液中,H2O2的分解机理为:
H2O2+ I-→ H2O + IO- (慢); H2O2+ IO-→ H2O + O2+ I- (快)
下列有关反应的说法正确的是
A.反应的速率与I-的浓度有关 | B.IO-也是该反应的催化剂 |
C.反应活化能等于98 KJ•mol-1 | D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) |
(原创)含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2 和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。
③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃ |
30 |
40 |
50 |
NH3生成量/10-6mol |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式:
此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式:
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
氨与硝酸在工农业生产中均有重要的用途。某小组根据工业生产原理设计了生产氨与硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0
①一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率α= ;若此时放出热量为aKJ,则其热化学方程式为 ___________________。
②氨气溶于水则为氨水。已知NH3·H2O的电离平衡常数为Kb,计算0.1mol/L的NH3·H2O溶液中c(OH-)=___________mol/L(设平衡时NH3·H2O的浓度约为0.1mol/L,用含有Kb的代数式表示)。
(2)以氨气、空气为主要原料先进行氨的催化氧化,然后制得硝酸。
①其中NO在容积恒定的密闭容器中进行反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如下图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号) 。
A.在t1~t2时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态 |
B.在t2时,采取的措施可以是升高温度 |
C.在t3~t4时与在t1~t2时的平衡常数K肯定相同 |
D.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值 |
②实际上,生成的NO2会聚合生成N2O4。如果在一密闭容器中,17℃、1.01×105Pa条件下,2NO2(g)N2O4(g) △H<0的平衡常数K=13.3。若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO2)=0.04mol/L,c(N2O4)=0.007mol/L,则改变的条件是 。
下列说法中正确的是 ( )
A.Na2S2O3+2HCl![]() |
B.若在恒容容器中发生反应:N2+3H2![]() |
C.在合成氨反应中,其他条件相同时,在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)的速率—时间图像可用图一表示 |
D.若在恒压容器中发生反应:2SO3![]() |
碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-
2I-+ S4O62-(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32-)∶n(S2O82-) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 |
体积V/mL |
||||
K2S2O8溶液 |
水 |
KI溶液 |
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
Vx |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中Vx mL,理由是 。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
(4)碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为:
2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH
已知:①4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH1
②4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2
则电池反应的ΔH= ;碘电极作为该电池的 极。
已知2A2(g)+B2(g)2C3(g);△H =-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2,在500 ℃时充分反应达平衡后C3的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
(1)比较a b(填“>、=、<”)
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。若将反应容器的体积压缩,平衡向 方向移动(填“正反应”或”逆反应”),该反应的平衡常数将 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)若在原来的容器中,只加入2 mol C3,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,C3的浓度也是w mol/L,则c 等于 (用a、b表示)。
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是
A 2v逆(A2)=v正(B2) B v正(C3)=2v正(B2)
C A2与C3浓度相等 D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.容器内压强保持不变 F.容器内密度保持不变
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__________。
A.及时分离出C3气体 B.适当升高温度
C.增大B2的浓度 D.选择高效的催化剂
(6)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A2和1molB2,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量dkJ,则d b(填“>、=、<”)
(7)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图。
根据下图判断,在t1和t4时刻改变的外界条件分别是 和 。
(1)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他取了两只试管,均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于凉水中,记录溶液褪色所需的时间。
①需要用 来酸化KMnO4溶液,褪色所需时间tA tB(填“>”、“=”或“<”)。
②写出该反应的离子方程式 。
(2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,操作为:
①配制250 mL溶液:准确称量5.0g乙二酸样品,配成250mL溶液。
②滴定:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000 mol·L-1 KMnO4溶液装入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一时间后,紫红色慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了。请解释原因: 。当____ ,证明达到滴定终点。
③计算:再重复上述操作2次,记录实验数据如下。
序号 |
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
1 |
0.00 |
20.10 |
2 |
1.00 |
20.90 |
3 |
0.00 |
22.10 |
则消耗KMnO4溶液的平均体积为 mL,已知H2C2O4的相对分子质量为90,则此样品的纯度为 。
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是__________。
A 未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B 滴定前锥形瓶有少量水
C 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外
E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
(16分)氢是一种理想的绿色清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 利用FeO/Fe3O4循环制氢,已知:
H2O(g)+3FeO(s)Fe3O4(s) + H2(g) △H="a" KJ/mol (Ⅰ)
2Fe3O4(s)=6FeO(s) + O2(g) △H="b" KJ/mol (Ⅱ)
下列坐标图分别表示FeO的转化率(图1)和一定温度时,H2生成速率[细颗粒(直径0.25 mm),粗颗粒(直径3 mm)](图2)。
(1)反应:2H2O(g)=2H2(g) + O2(g) ΔH= (用含a、b代数式表示);
(2)在上述循环制氢的过程中FeO的作用是: ;
(3)900°C时,在两个体积均为2L密闭容器中分别投入0.60molFeO和0.20mol H2O(g),甲容器用细颗粒FeO,乙容器用粗颗粒FeO。
①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时,H2生成速率不同的原因是: ;
②用细颗粒FeO时,H2O (g)的转化率比用粗颗粒FeO时H2O(g)的转化率 (填“大”或“小”或“相等”);
③求此温度下该反应的平衡常数K(写出计算过程)。
(4)在坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时,H2O(g)转化率随时间变化示意图(进行相应的标注):
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-═2SO42-+I2(慢),I2+2S2O32-═S4O62-+2I- (快),
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的Na2S2O3耗尽后,溶液颜 色将如何变化 ?为确保能观察到该现象,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的范围为:n(S2O32—):n(S2O82—) 。
(2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx= mL,反应速率最快的是 (填序号)。
(3)已知图中A曲线为某条件下,浓度c(S2O82—)与 反应时间t的变化曲线图,若保持其他条件不变, (填“B”或“C”)曲线为降低反应温度, (填“B”或“C”)曲线为加入催化剂。
接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-190 kJ·mo1-1
(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18mol,则v(O2)= mol·L-1·min-1
(2)下列条件的改变能加快其反应速率的是 (选填序号)
①升高温度 ②保持体积不变,只增加氧气的质量
③保持体积不变,充入Ne使体系压强增大 ④保持压强不变,充入Ne使容器的体积增大
(3)下列描述中能说明上述(1)反应已达平衡的是 (选填序号)
①v(O2)正=2v(SO3)逆 ②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③单位时间内生成2n molSO2的同时生成2n mol SO3④容器中气体的平均分子量不随时间而变化
⑤容器中气体的密度不随时间而变化 ⑥容器中气体压强不随时间而变化
(4)在相同条件下发生上述反应,若要得到380kJ热量,则加入各物质的物质的量可能是 。
A.4 mo1SO2和2mol O2 | B.6mol SO2和6mo1 O2 |
C.4mol SO2和4 mo1 O2 | D.6mo1 SO2和4 mo1 O2 |