高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L^－1、2 mol·L^－1、18.4 mol·L^－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表：

实验步骤	现象	结论
①分别取等体积的2 mol·L^－1的硫酸于试管中	反应速率Mg>Fe，Cu不反应	金属的性质越活泼，反应速率越快
②____________		反应物浓度越大，反应速率越快

（1）甲同学表中实验步骤②为_________________________________________。
（2）甲同学的实验目的是_____________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是____________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。

（3）乙同学在实验中应该测定的数据是___________________________________________________。
（4）乙同学完成该实验应选用的实验药品是________，该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是___________。
实验二：已知 2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄===K₂SO₄＋2MnSO₄＋8H₂O＋10CO₂↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，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。
（5）针对上述实验现象，丙同学认为KMnO₄与H₂C₂O₄反应放热，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是______________的影响。
（6）若用实验证明你的猜想，除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。
A．硫酸钾　　　　　　　B．硫酸锰             C．二氯化锰                  D．水

已知：4NH₃(g)+5O₂(g) == 4NO(g)+6H₂O(g) △H="-1" 025kJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应物 起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（  ）

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇。光照下，草酸（H₂C₂O₄）能将其中的Cr₂O 转化为Cr³⁺。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	初始pH	废水样品体积mL	草酸溶液体积mL	蒸馏水体积mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60

 
测得实验①和②溶液中的Cr₂O浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为            （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明          ；实验①中0~t₁时间段反应速率v（Cr³⁺）=    mol·L^-1·min^-1
(用代数式表示)。
（4）该课题组队铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe²⁺起催化作用；
假设二：              ；
假设三：              ；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K₂SO₄、FeSO₄、Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O、Al₂(SO₄)₃等，溶液中Cr₂O的浓度可用仪器测定。）

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论

 

碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50 mol·L^—1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L^—1K₂S₂O₈、0.10 mol·L^—1Na₂S₂O₃等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S₂O₈^2—+ 2I^— =" 2" SO₄^2— + I₂（慢）     I₂ + 2 S₂O₃^2— = 2I^— + S₄O₆^2—（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，S₂O₃^2—与S₂O₈^2—初始的物质的量需满足的关系为：n（S₂O₃^2—）：n（S₂O₈^2—）                     。
（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(S₂O₈^2—)~反应时间t的变化曲线如图13，若保持其它条件不变，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(S₂O₈^2—)~反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。

（4）碘也可用作心脏起捕器电源—锂碘电池的材料，该电池反应为：
2 Li(s) + I₂ (s) =" 2" LiI(s)         ΔH
已知：4 Li(s) + O₂ (g) =" 2" Li₂O(s)               ΔH₁
4 LiI(s) + O₂ (g) =" 2" I₂ (s) + 2 Li₂O(s)      ΔH₂
则电池反应的ΔH =                      ；碘电极作为该电池的               极。

2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
（1）下列方程中H₂O₂所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是        。
A．BaO₂+2HClH₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂ =2Ag+O₂+H₂O   
C．2H₂O₂2H₂O+O₂↑
D．H₂O₂+NaCrO₂+NaOH=Na₂CrO₄ +H₂O
（2）火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态H₂O₂为助燃剂。已知：
N₂H₄（1）+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)  △H=" -" 534 kJ·mol^－1   
H₂O₂（1）=H₂O（1）+1/2O₂(g)  △H=" -" 98.64 kJ·mol^－1
H₂O（1）=H₂O(g)  △H=+44kJ·mol^－l
则反应N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂(g)+4H₂O(g)的△H=           ，
该反应的△S=        0(填“＞”或“<”)。
（3）H₂O₂是一种不稳定易分解的物质。
①如图是H₂O₂在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图

②实验证实，往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也会有气泡产生。已知常温时H₂CO₃的电离常数分别为Ka_l=4.3×l0^－7，Ka₂ =" 5.0" ×l0^－11 。Na₂CO₃溶液中CO₃^2－第一步水解常数表达式K_hl=      ，常温时K_hl的值为            。若在Na₂CO₃溶液中同时加入少量Na₂CO₃固体与适当升高溶液温度，则K_hl的值
           (填变大、变小、不变或不确定)。
（4）某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响，实验结果如图1、图2所示。

注：以上实验均在温度为20℃、w(H₂O₂)=0．25%、pH=7．12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L^-l的条件下进行。图1中曲线a：H₂O₂；b：H₂O₂+Cu²⁺；c：H₂O₂+Fe²⁺；d：H₂O₂+Zn²⁺；e：H₂O₂+Mn²⁺；图2中曲线f：反应时间为1h；g：反应时间为2h；两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知，下列叙述错误的是                  (填序号)。
A．锰离子能使该降解反应速率减缓
B．亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低      
C．海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢     
D．一定条件下，铜离子浓度一定时，反应时间越长，海藻酸钠溶液浓度越小

A、B、X、Y、Z、W六种短周期主族元素，A是地壳中含量最多的金属元素，短周期主族元素中B的原子半径最大，X、Y、Z、W元素在周期表中的相对位置如下图所示，其中Z元素原子最外层电子数是电子层数的2倍。请回答下列
问题：

（1）W的最高价氧化物化学式是           ；Z的原子结构示意图为      。
（2）A、B各自最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为  。
（3）AW₃可用于净水，其原理是         。（请用离子方程式表示）
（4）工业合成X的简单气态氢化物是放热反应。下列措施中既能提高
反应速率，又能提高原料转化率的是                          。
a．升高温度
b．加入催化剂
c．将X的简单气态氢化物及时移离
d．增大反应体系的压强
（5）标准状况下，2.24L X的简单气态氢化物被200 mL l mol L^－1X的最高价氧化物对应的水化物溶液吸收后，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是（用离子符号表示）                         。
（6）WY₂在杀菌消毒的同时，可将剧毒氰化物氧化成无毒气体而除去，写出用WY₂（沸点9.9℃）氧化除去CN^－的离子方程式         。

液化石油气中常存在少量有毒气体羰基硫(COS)，必须将其脱除以减少环境污染和设备腐蚀。完成下列填空。
（1）写出羰基硫的电子式         ，羰基硫分子属于           （选填“极性”、“非极性”）分子。
（2）下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是        。
a．相同条件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄
b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
c．CS₂中碳元素为+4价，硫元素为-2价
（3）羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H₂S，对钢铁设备产生电化学腐蚀。写出正极的电极反应式         ，负极的反应产物为            （填化学式）。
为除去羰基硫，工业上常采用催化加氢转化法，把羰基硫转化为H₂S再除去：COS + H₂ CO + H₂S
（4）已知升高温度，会降低羰基硫的转化率。则升高温度，平衡常数K      ，反应速率        （均选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（5）若反应在恒容绝热密闭容器中进行，能说明该反应已达到平衡状态的是     。
a．容器内气体密度保持不变           b．容器内温度保持不变
c．c(H₂)＝c(H₂S)                    d．υ(H₂)_正＝υ(H₂S)_正
（6）已知该反应的平衡常数很大，说明                     。

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:S₂O₈^2-+2I^-2SO₄^2-+I₂(慢）        I₂+2S₂O₃^2-2I^-+ S₄O₆^2-(快)
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,S₂O₃^2-与S₂O₈^2-初始的物质的量需满足的关系为:n(S₂O₃^2-)∶n(S₂O₈^2-）  。
（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V_x  mL,理由是                 。
（3）已知某条件下,浓度c(S₂O₈^2-)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(S₂O₈^2-)-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）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。

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：

离子	H^+	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	未测定	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

 
根据表中数据判断试样的pH=         。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（g） △H=－241.8kJ·mol^－1
C（s）+1/2O₂（g）="CO" （g）       △H=－110.5kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：             　　                 。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是           。
A．Ca(OH) ₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，汽缸中的化学反应式为N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K=               。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是           。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                    。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知该反应的△H0，判断该设想能否实现并简述其依据：                   。

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式                                          。
（2） 将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是：                             。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)₂的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是      （填序号）

A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H⁺ + 2e^－= H₂↑
（4）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积
为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO2
1	650	2	4	1．6	5
2	900	1	2	0．4	3
3	900	1	2	0．4	1

 
①实验1中，以v (H₂)表示的平均反应速率为              。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是                 （答一种情况即可）

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe^2＋浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]　控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号	实验目的	T/K	pH	c/10^－^3 mol·L^－^1
H2O2	Fe^2^＋
①	为以下实验作参照	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
③		298	10	6.0	0.30

 

[数据处理]　实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图。
(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：
v(p－CP)＝________mol·L^－1·s^－1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：_____________________________
(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，________。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：________。

KMnO₄酸性溶液与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定：
①所用KMnO₄酸性溶液的浓度可选择：0.02 mol·L^-1、0.002 mol·L^-1；
②所用H₂C₂O₄溶液的浓度可选择：0.2 mol·L^-1、0.4 mol·L^-1；
③每次实验时KMnO₄酸性溶液的用量均为4 mL、H₂C₂O₄溶液的用量均为2mL。
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成____            组实验进行对比即可得出结论。
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO₄酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如下表所示：

KMnO4酸性溶液浓度 （mol·L^-1）	溶液褪色所需时间（min）
第一次	第二次	第三次
0.02	14	13	11
0.002	6.7	6.6	6.7

 
①用0.002 mol/L KMnO₄酸性溶液进行实验时，KMnO₄的平均反应速率（忽略混合前后溶液体积变化）。
②依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论。

KMnO4酸性溶液	H2C2O4溶液
浓度/ mol/L	体积(ml)	浓度/ mol/L	体积（ml）
0.02	2	b	4
a	2	c	4

 
则表中a=        ；b=         ；c=           。
（3）草酸电离常数：Ka₁=5.9×10^-2，Ka₂=6.4×10^-5。与KMnO₄反应时，它将转化为CO₂和H₂O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为           。
②室温下，0.1mol·L^-1 KHC₂O₄酸溶液中pH    7，理由是            。
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn²⁺)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因：                   。

一定温度下，在容积固定的V L密闭容器里加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH<0，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x。
(1)K和x的关系满足K＝________。在保证A浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡________(填字母)。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
(2)若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：
t₂时________________；
t₈时________________；
②t₂时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动；
③若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。

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如图所示。

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Fe^3＋和Cu^2＋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)0.1 g 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6.5 g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，10 s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产品产率的有效办法
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

四川有丰富的天然气资源，以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：

请填写下列空白：
(1)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧
化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：______________________。
(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：
________________________________________________________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×10⁷ L甲烷为原料能够合成________L氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：
①__________________；  ②_________________。