T℃时,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示,则下列结论正确的是
A.在t1min时,3V正(B)=2V逆(C)
B.(t1+10)min时,保持容器总压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
C.T℃时,在相同容器中,若由0.3mol·L—1 A、0.1 mol·L—1 B和0.4 mol·L—1 C反应,达到平衡后,C的浓度仍为0.4 mol·L—1
D.其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
在一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
V(O2)/mL |
0.0 |
9.9 |
17.2 |
22.4 |
26.5 |
29.9 |
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L•min)
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol/(L•min)
C.反应到6 min时,c(H2O2)=0.30mol/L
D.反应到6 min时,H2O2分解了50%
碳的氧化物在工业上有着广泛的应用,如CO 和H2可以合成甲醇,CO2和NH3可以合成尿素。(共计12分)
Ⅰ.若在20L的密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2,发生反应:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。测得平衡时CO得转化率随温度变化及压强的变化如图所示:p2、195℃时,n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min |
0 |
1 |
3 |
5 |
n(H2)/mol |
8 |
5 |
4 |
4 |
(1)p2、195℃时,0~1min内,υ(H2)= mol/(L·min)。
(2)你认为p1 p2; p2、195℃时,B点,υ(正) υ(逆)。(填“﹤”“﹥”或“=”)
(3)p2、195℃时,该反应的化学平衡常数为 ;
Ⅱ.NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
(1)NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为 。
(2)工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有 (填序号)
A.升高温度 B.加入催化剂
C.将尿素及时分离出去 D.增大反应体系的压强
等质量的三份铁a、b、c,分别加入足量的等量稀H2SO4中,a中同时加入适量CuSO4溶液,c中加入适量CH3COOK。下列各图中表示产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系,其中可能正确的是( )
(实验班做)如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_________________。500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为 ,图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)500℃该反应的平衡常数为 (保留两位小数),若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是________________。
A.在原容器中再充入1mol H2 B.在原容器中再充入1molCO2
C.缩小容器的容积 D.使用更有效的催化剂
E.将水蒸气从体系中分离出
(4)500℃条件下,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0. 5mol/L,则此时v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(5)下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 B.在原容器中充入1molHe
C.将水蒸气从体系中分离出 D.缩小容器容积,增大压强
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1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2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下图所示。解释反应速率变化的原因: 。
(3)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
可逆反应mA(g)nB(g)+pC(s); △H=Q, 温度、压强的变化对正、逆反应速率的影响符合图中的两个图像,以下叙述正确的是
A.m>n, Q>0 | B.m>n,Q<0 | C.m>n+p,Q>0 | D.m<n+p, Q <0 |
草酸(H2C2O4)与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,
【实验1】甲同学用8.00 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与5.00 mL 0.01 mol/L
H2C2O4溶液反应,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:
组别 |
KMnO4溶液 /ml |
H2C2O4溶液 /ml |
10%硫酸体积/mL |
温度/℃ |
其他物质 |
Ⅰ |
8.00 |
5.00 |
3.00 |
20 |
|
Ⅱ |
8.00 |
5.00 |
3.00 |
30 |
|
Ⅲ |
8.00 |
5.00 |
1.00 |
20 |
2.00 mL 蒸馏水 |
(1)如果研究温度对化学反应速率的影响,可用实验_________ 和________ 作对比(用Ⅰ~III表示)。
(2)对比实验Ⅰ和III,可以研究__________对化学反应速率的影响,实验Ⅲ中加入2.00 mL蒸馏水的目的是________________。
【实验2】乙同学在研究草酸与高锰酸钾在酸性条件下反应的影响因素时发现,草酸与酸性高锰酸钾溶液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)针对上述现象,乙同学认为草酸与高锰酸钾反应放热,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。
(2)若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是 (填字母)。A.硫酸钾 B.水 C.二氧化锰 D.硫酸锰
下列相关实验能达到预期目的的是( )
|
相关实验 |
预期目的 |
A |
相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中,观察气泡产生的快慢 |
验证固体接触面积对化学反应速率的影响 |
B |
可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)建立平衡后,在其它条件不变时,加入KCl固体,观察体系颜色的变化 |
验证浓度对化学平衡的影响 |
C |
室温下,向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,再向沉淀中加入盐酸,沉淀部分溶解 |
验证BaSO4和BaCO3Ksp的相对大小 |
D |
相同温度下,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体 |
验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响 |
某化学兴趣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 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 ="=" K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 |
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
0.2 mol/L KMnO4溶液 |
3 mol/L 稀硫酸 |
||
1 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
4.0 |
2 |
3.0 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
5.2 |
3 |
3.0 |
4.0 |
1.0 |
2.0 |
6.4 |
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(2)利用实验1数据计算,用KMnO4的浓度变化表示反应速率 v(KMnO4)= 。
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图甲所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图乙所示。 该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是 。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并选择表中空白处应加入的物质。
实验编号 |
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL |
再向试管中加入少量固体 |
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min |
|||
0.6 mol/L H2C2O4溶液 |
H2O |
0.2 mol/L KMnO4溶液 |
3 mol/L 稀硫酸 |
|||
4 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
|
A.KMnO4 B.H2C2O4 C.K2SO4 D.MnSO4
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是 。
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g).实验测得不同温度下的平衡数据列于如表:
温度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度 (×10-3mol/L) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________;
A.2v(NH3)═v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数___________;
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量___________(填“增加”、“减小”或“不变”);
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H______0;
(2)已知:NH2COONH4+2H2O⇌NH4HCO3+NH3•H2O.该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示.
⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率______________;
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大_____________________。
已知热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g)+CO2(g) △H1= +218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) △H2= -175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是( )
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Fe2+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 |
Fe2+ |
||||
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 |
|
|
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。但后续研究表明: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,反应 (填“能”或“不能”)进行;
[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: 。