高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

某工厂以天然气、水蒸气和空气为原料和能源合成氨的流程如右图：

该流程中外热式一级烃转化器系指以 CH₄为燃料在烃气转化器外面加热使之维持 800⁰C高温的工业装置。内热式一级烃气转化器系指以H₂在装置内燃烧为能量维护一级烃气转化器所生成的CO与H₂O(g)反应生成CO₂和H₂所需1000⁰C高温的装置。在编号为i－v的反应器中发生如下反应：

A．CH4+2O2＝CO2 +2H2O	B．CH4+H2O(g)＝CO +3H2
C．2CH4+3H2O(g)＝CO + CO2 +7H2	D．K2CO3+CO2 +H2O＝2KHCO3

E．CO+ H₂O(g)CO₂ + H₂ΔH＜0     F．2H₂ +O₂＝2H₂O
（1）反应A发生在编号为______的反应器中，它的作用是_______________________________。
（2）反应F发生在编号为____________的反应器中。
（3）反应D的作用是____________。
（4）属于制备合成氨原料气的反应有______(填化学方程式编号）。
（5）为什么转化反应要分两步——第一步在400⁰C时进行,第二步在200 ⁰C时进行？
________________________________________________________________________________。

金属镁及其化合物不仅在国防上有重要应用，在化学研究中也有广泛应用。
（1）某同学研究反应速率时用如下方法：取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使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所示。镁与盐酸反应的离子方程式为                  ；在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4 min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：_____________。

（2）向少量的Mg(OH)₂悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解，写出NH₄Cl饱和溶液使Mg(OH)₂悬浊液溶解的离子方程式                 。
（3）Mg　Al可形成原电池:

编号	电极材料	电解质溶液	电子流动方向
1	Mg　Al	稀盐酸	Mg流向Al
2	Mg　Al	NaOH溶液

 
根据上表中的实验现象完成下列问题:
①实验1中Mg为      极；
②实验2中电子流动方向          ，Al为      极，为什么?　　　　　　　。 

金属镁及其化合物不仅在国防上有重要应用，在化学研究中也有广泛应用。
（1）某同学研究反应速率时用如下方法：取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使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所示。镁与盐酸反应的离子方程式为                  ；在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4 min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：_____________。

（2）向少量的Mg(OH)₂悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解，写出NH₄Cl饱和溶液使Mg(OH)₂悬浊液溶解的离子方程式                 。
（3）Mg　Al可形成原电池:

编号	电极材料	电解质溶液	电子流动 方向
1	Mg　Al	稀盐酸	Mg流向Al
2	Mg　Al	NaOH溶液

 
根据上表中的实验现象完成下列问题:
①实验1中Mg为      极；
②实验2中电子流动方向          ，Al为      极，为什么?　　　　　　　。 

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇。光照下，草酸(H₂C₂O₄)能将其中的Cr₂O₇^2－转化为Cr^3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄ ·4H₂O]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		10	30
②	5	60	10
③		60		20

 
测得实验①和②溶液中的Cr₂O₇^2－浓度随时间变化关系如图所示。

（2）实验①和②的结果表明_______________________________；
（3）该课题组队铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄ ·4H₂O]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：Fe^2＋起催化作用；假设二：             ；假设三：             ；……
（4）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、K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O、Al₂(SO₄)₃等。（溶液中Cr₂O₇^2－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
取_______________________________代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验	反应进行相同时间后 若溶液中的Cr2O7^2^－浓度____________________________则假设一成立； 若溶液中的Cr2O7^2^－浓度____________________________则假设一不成立；

 

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ：此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；
猜想Ⅱ：……。
【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因
【实验用品】仪器：试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；
试剂：0.1mol/L H₂C₂O₄溶液、0.05mol/L KMnO₄（硫酸酸化）溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容。
（1）草酸（H₂C₂O₄，弱酸）与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为（已知：MnO₄^＿还原产物是Mn²⁺）                                                    。
（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是               。
（3）猜想Ⅱ可能是______________________________________________________________。要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是             。
（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。

	试管A	试管B
加入试剂
（预期）实验现象 （褪色时间）
结论	猜想Ⅱ正确

 

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。
  
（1）图1是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)＝                  ； H₂的平衡转化率为_________________________。
（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化。写出反应的热化学方程式                        。
（3）该温度下，反应平衡常数K＝______________（填数值），温度升高，平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
（4）恒容条件下，下列措施中能使反应体系中增大的措施有               。
a．升高温度         b．充入He气        c．再充入2 molH₂      d．使用催化剂

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设，并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ：在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入少量MnSO₄固体再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表1：

试 管	未加MnSO4的试管	加有MnSO4的试管
褪色时间	30 s	2 s

［表1］
实验Ⅱ：另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表2：

试 管	未滴加稀硫酸的试管	滴加了稀硫酸的试管
褪色时间	100 s	90 s

［表2］
实验Ⅲ：另取3支试管分别加入5 mL等浓度H₂C₂O₄溶液，然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间，如表3：

试 管	滴入10滴稀硫酸的试管	加入1 mL稀硫酸的试管	加入2 mL稀硫酸的试管
褪色时间	70 s	100 s	120 s

［表3］
（1）实验Ⅰ得出的结论是_____。
（2）比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是：_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO₄溶液的反应有影响
③加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO₄溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小
④在酸性范围内，pH值越小对反应越有利[
（3）写出草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：____。实验室利用该反应标定未知浓度H₂C₂O₄溶液，滴定终点的现象是：溶液颜色_____，且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO₄溶液体积会导致测得H₂C₂O₄溶液的浓度____（选填：偏大、偏小、无影响）。
（4）有同学根据查阅的资料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

上述实验中，实验_____可证明这个历程是可信的。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)俗称大苏打，照相业中用作定影剂。Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中与酸反应有单质硫和SO₂生成。
（1）Na₂S₂O₃溶液与稀硫酸混合反应可用于探究外界条件对反应速率的影响，完成有关的实验设计表(已知各溶液体积均为5 mL)：

实验编号	T/K	c(Na2S2O3)/ mol·L^－1	c(H2SO4)/ mol·L^－1	实验目的
①	298	0．1	0．1	实验①和②探究温度对该反应速率的影响； 实验①和③探究反应物浓度对该反应速率的影响
②	308
③		0．2

（2）Na₂S₂O₃还具有很强的还原性，Na₂S₂O₃溶液与足量氯水反应的化学方程式为：
________                                                (提示：S元素被氧化为SO₄^2-)。
（3）现有一瓶Na₂S₂O₃固体，可能含有Na₂SO₄固体，请设计实验验证，写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂：1 mol·L^－1 H₂SO₄、1 mol·L^－1 HNO₃、1 mol·L^－1 HCl、1 mol·L^－1 NaOH、0．1 mol·L^－1 Ba（NO₃）₂、0．1 mol·L^－1 BaCl₂、0．01 mol·L^－1 KMnO₄、蒸馏水。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量固体于试管A中，加蒸馏水溶解。
步骤2：向试管A加入
步骤3：取步骤2的少量上层清液于试管B中，

 

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1、2所示的实验。请回答相关问题。

（1）定性分析：如图1可通过观察       ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为0.05 mol/L Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是       。
（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是         。
（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于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3所示。
①写出H₂O₂在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式                。
②实验时放出气体的总体积是        mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：   ＞   ＞   ＞   。
解释反应速率变化的原因                   。
④H₂O₂的初始物质的量浓度是            （请保留两位有效数字）。

臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O₃(g)= 3Ag₂O(s)；        △H=－236kJ·mol^-1，
已知：2Ag₂O(s)= 4Ag(s)+O₂(g)；        △H=" +62" kJ·mol^-1，
则O₃转化为O₂的热化学方程式为________________________________________________。
（2）臭氧在水中易分解，臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。

由上表可知pH增大能加速O₃分解，表明对O₃分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。
（3）电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势，在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。
臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为_______________________；阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为_______________________。

下列各表述与示意图一致的是

A．图①表示25℃时，用0.1 mol·L^－1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L^－1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化

B．图②中曲线表示反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)；ΔH＜0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

C．图③表示10 mL 0.01 mol·L^－1 KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol·L^－1 H2C2O4溶液混合时，n(Mn^2+) 随时间的变化

D．图④中a、b曲线分别表示反应CH2＝CH2 (g) + H2(g)→CH3CH3(g)；ΔH＜0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化

Ⅰ．课本中通过向草酸（H₂C₂O₄）溶液中滴加用硫酸酸化高锰酸钾中研究浓度对化学反应速率的影响，请你写出该反应的化学方程式                              ，该反应不需使用指示剂的原因是                          ；
Ⅱ．某同学根据课本外界条件对化学反应速率的影响原理，设计了硫代硫酸钠与硫酸反应有关实验，实验过程的数据记录如下（见表格），请结合表中信息，回答有关问题：

实验 序号	反应温度 （℃）	参加反应的物质
Na2S2O3	H2SO4	H2O
V/mL	c/mol•L^-1	V/mL	c/mol•L-1	V/mL
A	20	10	0．1	10	0．1	0
B	20	5	0．1	10	0．1	5
C	20	10	0．1	5	0．1	5
D	40	5	0．1	10	0．1	5

 
（1）写出上述反应的离子方程式                           
（2）根据你所掌握的知识判断，在上述实验中反应速率最快的可能是     （填实验序号）
（3）在利用比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有  关的各项反应条件．其中：
①能说明温度对该反应速率影响的组合比较是     ；（填实验序号）
②A和B、A和C的组合比较所研究的问题是                          
③B和C的组合比较所研究的问题是                                
（4）教材是利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小的可能原因：                                   

对于可逆反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；△H＜0，下列研究目的和示意图相符的是

在一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol NO₂，发生下列反应2NO₂（g） N₂O₄（g） ΔH ＜ 0，达到平衡状态后，在t₁时刻改变条件，化学反应速率随时间变化关系如图。下列对t₁时刻改变条件的推测中正确的是

A．保持压强不变，升高反应温度

B．保持温度和容器体积不变，充入1mol N2（g）

C．保持温度和容器体积不变，充入1mol N2O4（g）

D．保持温度和压强不变，充入1mol N2O4（g

在一固定体积的密闭容器中，充入2molA和1molB，发生如下反应：2A（g） + B（g）xC（g），平衡后，C的体积分数为W%，若维持容器容积和温度不变，0.6molA 、0.3molB 和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为W% 。平衡后若缩小容器体积，C的浓度c（C）、C的体积分数C%、混合气体平均相对分子质量（M）和正反应速率[V（正）]，随压强（P）的变化，一定符合的是

A                 B               C              D