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=_______________
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)氨气、空气可以构成燃料电池.其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则电解质溶液应该显(填“酸性”“中性”或“碱性”).正极的电极反应式为。
(2)25℃时.将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-))时.则反应的情况可能为。
A.盐酸不足.氨水剩余B.氨水与盐酸恰好完全反应 C.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-))时.用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
(3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H=bkJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/℃ |
200 |
300 |
400 |
K |
1.0 |
0.86 |
0.5 |
①写出该反应的化学平衡常数的表达式:__________,b________(填“大于”“小于”或“等于”)0
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)_________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2).
(4)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)∆H="-1266.8KJ/mol" ;②N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+180.5KJ/mol,写出氨高温催化氧化的热化学方程式:。
某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。下表是该小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据:用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间(秒)
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了浓度、____________、____________等因素对过氧化氢分解速率的影响;
(2)若已知1 克液态过氧化氢分解成氧气和液态水时,可放出2.89 kJ能量,写出该反应的热化学方程式:____________________;
(3)产生的O2充入某密闭容器,发生4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),不同情况测得反应速率,其中反应速率最快的是_________
A.υ(NH3)="0.4" mol / (L·s) |
B.υ(O2)="0.5" mol / (L·s) |
C.υ(NO)="0.6" mol / (L·s) |
D.υ(H2O)="1" mol / (L·min) |
能源短缺是人类社会面临的重大问题,世界各国都在努力寻找新能源,探求绿色能源的开发。甲醇是一种可再生能源,是一种污染性较小,热值较大的能源,因而具有广泛的开发价值和良好的应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:
反应Ⅱ:
①上述反应符合“原子经济”原则的是_________(填“I’’或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
由表中数据判断△H1_________0(填“>”、“=”或“<”),说明生成物的总能量一定_______(填“>”、“=”或“<”)反应物的总能量。
③反应Ⅱ反应历程如下图,回答下列问题;在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1、E2和△H2的变化是:E1_________、E2_________、△H2_________(填“增大”“减小”“不变”)。
(2)最新研制的一种新型甲醇电池示意图如图,电池的两极分别充人甲醇和氧气(池内为酸性介质)。则电池工作时____________(填a或b)为正极,a极的电极反应式为______________。
(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
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时,分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验 编号 |
温度 |
时间/min |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
1 |
130 ℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
2 |
180 ℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时,反应到40 min,体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是__________________________;
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180 ℃时,压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线,并做必要的标注。
(5)根据已知求算:ΔH2=________。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。 现有以下实验记录:
实验编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
温度/℃ |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
显色时间/s |
160 |
80 |
40 |
20 |
10 |
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为______________________。
(2)该实验的目的是 ___________________________。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要加入的显色试剂是__________________,实验现象为:________________。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是________(选填字母)。
A.温度B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积)
(5)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是___________________
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? 。
(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△H0(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
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_____________________。
已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c(CH3OCH3)c(H2O)/[c(CH3OH)]2,该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44.
请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式 .
(2)该反应的正反应是 反应(填“放热”或者“吸热”)
(3)已知在密闭容器中,测得某时刻各组分的浓度如下:
①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”).
②若以甲醇百分含量为纵坐标,以温度为横坐标,此时反应点在图象的位置是图中 点.比较图中B、D两点所对应的正反应速率B D(填“>”、“<”或 “=”).理由是 .
(4)一定条件下要提高反应物的转化率,可以采用的措施是
a.升高温度 b.加入催化剂
c.压缩容器的体积 d.增加水蒸气的浓度
e.及时分离出产物.
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)0.1 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)
(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
用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。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-1H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
② |
20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
(1)该反应的离子方程式 。(已知H2C2O4是二元弱酸)
(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 < (填实验序号)。
(3)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下),则在2 min末, c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50mL)
(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。(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
① ;② 。
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 |
在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 molA和0.6 molB,在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g)2C(s)+3D(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ |
1000 |
1150 |
1300 |
平衡常数 |
64.0 |
50.7 |
42.9 |
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,ΔH0(填“>”或“<”)。
(2)1000 ℃时,4 min后达到平衡.求4 min内D的平均反应速率v(D)=,B的平衡转化率为,平衡时B的体积分数。
(3)欲提高⑵中B的平衡转化率,可采取的措施是
A.减少C的量B.增加A的量 C.移出部分D
D.降低反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000 ℃时, 在一容积为2 L的密闭容器内加入XmolC和0.6 molD,5 min后达到平衡,B的浓度与⑵中B的浓度相同,求X的范围
(5)下列说法中能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而变 B.B的速率不随时间的变化而变化
C.c(B)︰c(D)=1︰1 D.混合气体的密度保持不变(M(B)≠M(D))