题目内容
【题目】探究并回答问题
(1)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.
A | B | C | D | E | F | |
4molL﹣1 H2SO4/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A中的金属呈色,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 .
(2)在100℃和200kPa的条件下,反应aA(g)bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下逐步增大体系的压强(维持温度不变),下表列出的不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度.
压强(kPa) | 200 | 500 | 1 000 |
B的浓度(molL﹣1) | 0.04 | 0.1 | 0.27 |
根据表中的数据,回答下列问题:
①压强从200kPa增加到500kPa时,平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”),理由是 .
②压强从500kPa增加到1 000kPa时,平衡转移(填“正向”“逆向”或“不”),其原因可能是 .
【答案】
(1)30;10;17.5;灰黑;紫红;当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积
(2)不;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同;正向;加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质
【解析】解:(1)①要对比试验效果,那么除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同.A组中硫酸为30ml,那么其它组硫酸量也都为30ml.而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜20ml,水为0,那么总量为20ml,所以V6=10ml,V9=17.5ml,V1=30ml.所以答案是:30;10;17.5;②A中没有加入硫酸铜,锌与稀硫酸反应后,锌的表面凹凸不平,有很多细小的锌的颗粒,由于颗粒很小,光被完全吸收,所以看到的固体是灰黑色;Zn能够置换出Cu附着在Zn表面,金属变为紫红色,所以答案是:灰黑;紫红;③因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降,
所以答案是:当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积.(2)①根据表中数据,压强从 200kPa增加到500kPa,增大了2.5倍,B的浓度从0.04mol/L增大到0.1mol/L,也增大了2.5倍,说明浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同,化学计量数满足a=b+c,改变压强化学平衡不移动,所以答案是:不;浓度增大的倍数和压强增大的倍数相同;②利用表中数据可知,压强增大的倍数为1000kPa/500kPa=2,B的浓度增大的倍数为0.27mol/L/0.1mol/L=2.7,浓度增大的倍数大于压强增大的倍数,说明加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质,所以增大压强化学平衡向“正向”移动,所以答案是:正向;加压至1000kPa时,C物质变成了非气态物质.
【题目】某化学小组研究盐酸被氧化的条件,进行如下实验.
(1)研究盐酸被MnO2氧化.
实验 | 操作 | 现象 |
I | 常温下将MnO2和12molL﹣1浓盐酸混合 | 溶液呈浅棕色,略有刺激性气味 |
II | 将 I中混合物过滤,加热滤液 | 生成大量黄绿色气体 |
III | 加热MnO2和4molL﹣1稀盐酸混合物 | 无明显现象 |
①已知MnO2呈弱碱性. I中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应,化学方程式是 .
②II中发生了分解反应,反应的化学方程式是 .
③III中无明显现象的原因,可能是c(H+)或c(Cl﹣)较低,设计实验(图1)IV进行探究:
将实验 III、IV作对比,得出的结论是;将 i、ii作对比,得出的结论是 .
④用图2装置(a、b均为石墨电极)进行实验 V:
ⅰ.K闭合时,指针向左偏转
ⅱ.向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7molL﹣1 , 指针偏转幅度变化不大
ⅲ.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7molL﹣1 , 指针向左偏转幅度增大
将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比,得出的结论是 .
(2)研究盐酸能否被氧化性酸氧化. ①烧瓶中放入浓H2SO4 , 通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸,烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象.由此得出浓硫酸(填“能”或“不能”)氧化盐酸.
②向试管中加入3mL浓盐酸,再加入1mL浓HNO3 , 试管内液体逐渐变为橙色,加热,产生棕黄色气体,经检验含有NO2 .
实验 | 操作 | 现象 |
I | 将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中 | 试纸先变蓝,后褪色 |
II | 将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl2中 | 试纸先变蓝,后褪色 |
III | … | … |
通过实验 I、II、III证明混合气体中含有Cl2 , III的操作是 .
由上述实验得出:盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、有关.
【题目】高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)+CO(g)= Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= , △H0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=、CO的平衡转化率=:
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是 .
A.减少Fe的量
B.增加Fe203的量
C.移出部分CO2
D.提高反应温度
E.减小容器的容积
F.加入合适的催化剂.