对于如下反应,其反应过程的能量变化示意图如图:
编号 |
反应 |
平衡常数 |
反应热 |
反应① |
A(g)=B(g)+C(g) |
K1 |
△H1 |
反应② |
B(g)+C(g)=D(g) |
K2 |
△H2 |
反应③ |
A(g)= D(g) |
K3 |
△H3 |
下列说法正确的是
A.K3 =K1 + K2 B.△H3=△H1+△H2
C.加催化剂,反应①的反应热降低,反应速率加快
D.则增大压强,K1减小,K2增大,K3不变
NaHSO3可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。某课题组用淀粉作指示剂,通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。
(1)写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式: 。
(2)调节反应物浓度和温度进行对比实验,记录结果如下:
编号 |
0.02mol/LNaHSO3溶液/mL |
0.02mol/LKIO3溶液/mL |
H2O/mL |
反应温度/℃ |
溶液变蓝的时间t/s |
① |
10 |
15 |
a |
10 |
t1 |
② |
10 |
40 |
0 |
10 |
t2 |
③ |
10 |
b |
0 |
20 |
t3 |
表中a= ,b= 。
(3)改变反应温度,重复实验③,得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝)。
①在30℃下,若溶液变蓝时,I2的物质的量为n mol,则从反应开始至溶液变蓝,IO3-的平均反应
速率 mol·L-1·s-1(写出表达式即可,不要化简)。
②根据图像,请你分析温度低于50℃时,溶液变蓝所需时间与反应温度的关系: 。
(4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂),用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大,一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设,请你完成假设二:
假设一:反应生成的I2对反应起催化作用;
假设二: ;
………………
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定)。
实验方案(不要求写出具体操作过程) |
预期实验现象和结论 |
|
|
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= a kJ•mol-1
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g) ΔH2= b kJ•mol-1
2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJ•mol-1
反应CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH= kJ•mol-1。
(2)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图8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 。
③ 将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
① 利用FeO吸收CO2的化学方程式为:6FeO + CO2=2Fe3O4 + C,则反应中每生成1molFe3O4,转移电子的物质的量为 mol。
② 以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,在铜电极上CO2可转化为CH4,另一电极石墨连接电源的 极,则该电解反应的化学方程式为 。
钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。
(1)CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2)可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。
①该催化剂中铁元素的化合价为 。
②图1表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高;Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。
(2)草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。
①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为 (填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225℃~300℃发生反应的化学方程式: 。
②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。
在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小 |
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)= mol·L-1·min-1 |
C.N点的逆反应速率v逆小于M点的正反应速率v正 |
D.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量 |
(12分)研究氮、硫元素的化合物具有重要意义。
(1)t0℃,p0kpa时,向固定容积为2L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0molO2,5分钟后达到平衡,测得生成1.0mol SO3(g),放出热量98.0kJ,则v(O2)=__________mol·L-1·min,若继续通入2.0mol SO2和1.0mol O2,则平衡____________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,__________mol<n(SO3)<__________mol。
已知t0℃,p0kpa时,N2和O2反应的能量变化如图所示:
则t0℃,P0kpa时,SO2与NO反应生成N2和SO3的热化学方程式为____________________。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是________(填写代号)。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.NO2和SO2的体积比保持不变
d.每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:4,则平衡常数K=_____________。
(3)一定温度下,向氨水中加水稀释的过程中,NH3·H2O的电离程度______________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),________________。
已知反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H<0。某温度下,将2 mol CO和1 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,CO的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是
A.由图甲知,A点CO的平衡浓度为0.4 mol |
B.由图甲知,B点CO、O2、CO2的平衡浓度之比为2:l:2 |
C.达平衡后,缩小容器容积,则反应速率变化图象可以用图乙表示 |
D.若0.50 MPa时不同温度下CO转化率与温度关系如丙图,则T2>T1 |
下列各示意图与对应的表述正确的是
A.图①表示一定条件下某化学反应的速率随时间变化的趋势图,该反应一定为放热反应 |
B.图②中曲线表示将氢氧化钠溶液滴加到醋酸溶液浓度的变化趋势图 |
C.图③表示等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,分别加入足量镁粉,产生H2的物质的量的变化 |
D.图④为水的电离平衡曲线图,若从A点到C点,可采用在水中加入适量NaOH固体的方法 |
26.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
混合液 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
4mol·L-1H2SO4/mL |
30 |
V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
饱和CuSO4溶液/mL |
0 |
0.5 |
2.5 |
5 |
V6 |
20 |
H2O/mL |
V7 |
V8 |
V9 |
V10 |
10 |
0 |
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= 。
②反应一段时间后,实验E中的金属呈 色。
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降,请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
H2O2是一种常用绿色氧化剂,在化学研究中应用广泛。
(1)请写出H2O2的电子式 。
(2)H2O2分解过程的能量变化如图(a)所示,
试判断该反应为 反应(吸热或放热)。
①已知:Fe3+催化H2O2分解的机理可分两步反应进行,
第一步反应为:2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+,
完成第二步反应的离子方程式:
Fe2++ H2O2 + _________ ="=" _________+ _________
②按图(b)装置(A、B瓶中已充有NO2气体,2NO2(g) N2O4(g), ΔH<0)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 (填“深”或“浅”),原因是 。
(3)空气阴极法电解制备H2O2的装置如图(c)所示,主要原理是在碱性电解质溶液中,利用空气中O2在阴极反应得到H2O2和稀碱的混合物。
试回答:
①电源a极的名称是 。
②写出阴极电极反应式 。
(4)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板中的金属铜,请写出铜溶解的离子方程式 ,控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3.0 mol·L-1 H2SO4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 。
碳酸钙、盐酸是中学化学实验中的常用试剂。
(1)甲同学拟测定CaCO3固体与过量0.1 mol·L-1HCl的反应速率。
① 该反应的化学方程式为_________。
② 设计两种实验方案:
方案一:通过测量_________和__________计算反应速率
方案二:通过测量_________和__________计算反应速率
③ 配制250mL 0.1 mol·L-1HCl:量取___________mL 10 mol·L-1HCl加入烧杯中,加适量蒸馏水,搅拌,将溶液转入__________中,洗涤,定容,摇匀。
(2)乙同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响。
限选试剂与用品:0.1 mol·L-1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水、量筒、秒表
① 设计实验方案:在固体表面积或反应物浓度不同的条件下,测定________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
② 拟定实验表格,完整体现实验方案。(表格列数自定;列出所用试剂的用量、待测物理量和拟定的数据;数据可用字母a、b、c等表示)
物理量 实验序号 |
V(0.1mol/L HCl)/mL |
|
…… |
实验目的:实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响;实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响 |
实验1 |
|
|
…… |
|
实验2 |
|
|
…… |
|
实验3 |
|
|
…… |
下列说法符合事实的是
A.常温下由水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中加入铝粉都能够产生氢气 |
B.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。在含Cl—、CrO42—浓度相同的溶液中滴加几滴稀AgNO3溶液时,则先生成AgCl沉淀 |
C.电解硫酸铜溶液一段时间后,加入氧化铜固体不可能使溶液恢复到原来的浓度 |
D.实验室制氢气,为了加快反应速率,可向稀H2SO4中滴加少量Cu(NO3)2溶液 |
在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g) 发生:H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2,平衡时,H2的体积分数与Br2(g) 的物质的量变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知:T2>T1 |
B.a、b两点的反应速率:b>a |
C.为了提高Br2(g)的转化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法 |
D.T1时,随着Br2(g)加入,平衡时HBr的体积分数不断增加 |
一氧化碳与氢气在催化剂作用下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e5个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2等量混合气体,控温。实验测得相关数据如图,温度分别为300℃、500℃的密闭容器中,甲醇的物质的量与时间的关系;温度分别为T1~T5的密闭容器中,反应均进行到5min时甲醇的体积分数.下列有关说法正确的是
A.K1 < K2 |
B.该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应 |
C.将容器c中的平衡态转变到容器d中的平衡态,可采取的措施有升温或减压 |
D.反应到5min时,a、b两容器中平衡正向移动,d、e两容器中平衡逆向移动 |
探究外界条件对化学反应速率的影响常用到该反应
已知:Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2+H2O
针对上述反应涉及到的元素或物质及性质回答有关问题:
23.硫元素的化合价由高到低顺序为:______________________________
涉及元素的简单离子半径由小到大顺序为:______________________________;
24.氧原子的最外层电子排布轨道表示式:______________________________;
列举2个能说明氧、硫两种元素非金属性强弱事实:______________________________;
25.预测镁在二氧化硫中燃烧的现象:________________________________________
产物除氧化镁、硫磺外还可能有 生成。
26.下面是某同学是根据该反应实验数据绘制的图表
该同学得出的结论是:
_________________________________________________________________________________。
27.将SO2通入BaCl2溶液至饱和,未见沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,生成BaSO3沉淀,用电离平衡原理解释上述现象。
_________________________________________________________________________________。
若继续通入另两种气体如Cl2 和H2S也会产生沉淀,请用化学方程式表示生成沉淀的原理。
_________________________________________________________________________________。