题目内容

(6分) 某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如下图1所示的装置。

(1)检查图1所示装置气密性的方法是____________________。
(2)若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间段内产生气体的体积,也可以测量__________________________。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示,则t1~t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是__________________________________。

(9分)(1)用手捂住锥形瓶,观察乙中长导管内液面是否上升 (2)产生相同体积的气体所需时间 (3)反应放热,溶液温度升高 (各2分)

解析试题分析:(1)根据本题的实验装置选择检查气密性的方法,捂热甲装置之后,若气密性良好,气体膨胀进入乙中,乙中压强增大,会使长导气管中液面上升;(2)要比较产生气体的快慢可以保证时间相等,测气体的体积,也可以保证气体体积相等,测时间;(3)随着时间的进行,氢离子浓度减小,而反应速率加快只能是反应液温度升高,该反应为放热反应。
考点:气密性的检查方法、化学反应速率的比较和影响化学反应速率的因素。

练习册系列答案
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(14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=—92.4kJ?mol?1
一种工业合成氨的简易流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:                                 
(2)步骤II中制氯气原理如下:

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是           
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为            
(3)下左图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:           
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在下右图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是(填序号)            ,简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:                                                  

(15分)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

化学反应
平衡常数
温度℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
 
 
 
(1)反应②是           (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)       K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3      (用K1、K2表示)。

(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是            
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是            

(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,同时Al—AgO电池是应用广泛的鱼雷电 池,其原 理 如右图所示。该电池的负极反应式是                        

(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为             

(16分)化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
(1)已知某温度下:
反应①:CO2(g) +H2 (g)→CO(g)  +  H2O(g),ΔH= +41.2 kJ/mol
反应②: (g)→(g)+H2(g),ΔH=" +117.6" kJ/mol
②的化学反应平衡常数分别为K1、K2
请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式                  。该反应的化学平衡常数K=         (用K1、K2表示)。
(2)对于反应①,恒温恒容条件下,向密闭容器中加入2molCO2和2molH2当反应达到平衡后,以下说法正确的是     

A.因为该反应是吸热反应,所以升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小;
B.若继续加入1molCO2、1mol H2,平衡向正反应方向移动;
C.若继续通入1mol CO2则平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大;
D.压缩体积,平衡不移动,反应物和产物的浓度都不变;
(3)温恒容条件下,反应①达到平衡后;t1时刻通入少量CO2请在下图中画出t1之后的正逆反应曲线,并作出标注。

(4)已知某温度下, Ag2SO4(M=312g/mol)的溶解度为0.624g/100g H2O,该温度下Ksp(Ag2SO4)               ;(两位有效数字)
(5)电解法制备高铁酸钠(Na2FeO4),总反应式为:Fe+2H2O+2OH- = FeO42-+3H2,电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是     (写化学式) ;阳极的电极反应式为:     

(16分)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

(14分)金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO4·7H2O(绿矾)的工艺流程如下图所示。 

已知:TiO2+在一定条件下会发生水解;钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),含有少量SiO2杂质;其中一部分铁元素在钛铁矿处理过程中会转化为+3价。
(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,写出步骤①化学反应方程式:_________;
步骤②中,加入铁粉的主要目的是       
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的    (填字母序号)。
  a.熔沸点差异    b.溶解性差异    c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均涉及到的操作是       (填操作名称);在实验室完成步骤⑤“灼   烧”所需主要仪器有                 
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为Ti(OH)4 的原因:
                
(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为               
(6)实验室通过下面方法可测定副产品绿矾中FeSO4·7H2O的质量分数。
a.称取2.85g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为19.00mL(滴定时发生反应的离子方程式为:Fe2++MnO4-+H+→Fe3++Mn2++H2O 未配平 )。
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为         (用小数表示,保留二位小数)。

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