题目内容

10．某化学研究性小组在用铝与稀硫酸的反应制氢气的实验时发现，如果把在空气中放置一段时间的5.0g铝片放入圆底烧瓶中，然后通过分液漏斗加入500mL 0.5mol/L硫酸溶液，充分反应后，该小组同学根据记录数据得到了产生氢气的速率与反应时间的关系图象（如右图所示），请你帮助该小组同学回答下列问题：
（1）曲线OA段不产生氢气的原因是硫酸首先与铝片表面的Al2O3反应，有关的离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）曲线BC段产生氢气的速率突然加快的主要原因是由于反应放出的热量使溶液温度升高而使反应速率加快了
（3）点C以后产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是随着反应的进行，硫酸溶液的浓度逐渐下降
（4）从理论上分析该小组同学能收集到氢气的体积为（标准状况下）5.6L．

分析 （1）铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，根据氧化铝的性质分析；
（2）金属和酸的反应是放热反应，根据温度对化学反应速率的影响分析；
（3）溶液的浓度影响化学反应速率；
（4）先根据金属和酸的量进行过量计算，再根据不足量的物质作标准计算生成的气体．

解答 解：（1）铝是活泼性较强的金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝和稀硫酸反应生成氯化铝和水，所以离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
故答案为：硫酸首先与铝片表面的Al2O3反应； Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）金属和酸的反应是放热反应，所以该反应放热，使溶液的温度升高，升高温度，化学反应速率加快．
故答案为：由于反应放出的热量使溶液温度升高而使反应速率加快了；
（3）随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小；
故答案为：随着反应的进行，硫酸溶液的浓度逐渐下降；
（4）设稀硫酸完全反应需要金属铝xg．
2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
54g  3mol
xg   0.5L×0.5mol/L
所以x=4.5＜5，故金属铝过量，应以稀硫酸为标准计算生成的氢气体积．
设生成氢气的体积为y．
2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
    3mol             67.2L
   0.5L×0.5mol/L     y
y=5.6L    
故答案为：5.6 L．

点评 本题考查了根据图象分析外界条件对化学反应速率的影响等知识点，难度不大，易错的是（4）题，注意先进行过量计算，再根据不足量的物质为标准进行计算．

练习册系列答案
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13．X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素，X和Y同主族，Y和W的气态氢化物具有相同的电子数，X元素可以组成M和N两种气态单质，反应M+2I-+2H+═I2+N+H2O常作为M的鉴定反应．

（1）M与N的关系为同素异形体．
（2）写出实验室制取W2的离子方程式：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（3）成都七中某化学兴趣小组设计如图所示的实验装置（图中夹持和加热装置略去）．分别探究YX2和W2的性质．
①分别通入YX2和W2时，在装置A中观察到的现象是否相同？相同（填“相同”或“不相同”）．
若装置D中装的是铁粉，当通入W2时观察到的现象为产生棕黄色的烟；
若装置D中装的是五氧化二钒（V2O5），当通入YX2时，打开K放入适量的氧气，在D装置中发生反应的化学方程式为2SO2+O2$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{△}$2SO3．
②若装置B中装有5.0mL1.0×10-3mol/L的碘水，当通入足量的W2完全反应后，转移了5.0×10-5mol电子，该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl．
（4）某同学将足量的YX2通入一支装有BaCl2溶液的试管，未见沉淀生成，向该试管中加入适量（填字母）5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl，可以看到白色沉淀产生．
A．氨水   B．稀盐酸   C．稀硝酸   D．CaCl2
（5）若Y和X组成的负二价阴离子Z，Z中Y和X的质量比为Y：X=4：3，当W2与含Z的溶液完全反应后，有黄色沉淀生成，取上层清液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该反应的粒子方程式为S2O32-+Cl2+H2O═SO42-+S↓+2Cl-+2H+．
（6）Y，W两种元素可形成化学式为YW2，Y2W2等化合物，则YW2的电子式为，Y2W2的结构式为Cl-S-S-Cl．
1．X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，下列判断错误的是（　　）
A．X的电负性大于Y的电负性B．X的原子半径大于Y的原子半径
C．X的氧化性大于Y的氧化性D．X的第一电离能大于Y的第二电离能
18．下表是元素周期表的前三周期，回答下列问题：

（1）可用于半导体材料的元素是Si （填元素符号），它在元素周期表中的位置为第3周期ⅣA族；
（2）A、G两种元素分别与E元素都能形成两种化合物，其中属于离子化合物的是Na2O、Na2O2（写化学式，下同），属于共价化合物的是H2O、H2O2；这四种化合物中含有非极性键的化合物是H2O2、Na2O2．
（3）表格中十种元素的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是NaOH，属于两性氢氧化物的是Al（OH）3（用化学式表示）；
（4）只含有A、C两种元素的化合物称做烃，这些化合物中相对分子质量最小的是甲烷，该化合物分子的空间构型是正四面体；
（5）画出元素H的原子结构示意图，元素H与元素J组成的化合物的水溶液中加入少量烧碱溶液，反应的离子方程式为Al3++3OH-=Al（OH）3↓．
（6）由元素A、D、J组成的既含有离子键又含有共价键的化合物的化学式为NH4Cl．
5．下表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表某一化学元素．
b
hj
acfilm
eg
dk
（1）上述元素的单质可能是电的良导体的是acfhg（填字母代号）．
（2）下表是一些气态基态原子的第一、二、三、四级电离能（kJ•mol-1）：
锂XY
第一电离能519502580
第二电离能729645701820
第三电离能1179969202750
第四电离能955011600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量Li原子失去1个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难
②表中Y可能为以上13种元素中的f（填写字母）元素．用元素符号表示X和j形成化合物的电子式．
（3）根据构造原理，用电子排布式表示e的特征电子构型1s22s22p63s23p63d24s2
（4）以上13种元素中m（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多．
15．下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是（　　）
A．Fe2O3B．MnO2C．CaOD．V2O5
2．伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰泡林（Linus Pauling）1994年谢世，人们打开他的办公室，发现里面有一块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图一所示．
（1）该结构的分子式是C6H2O2N10，有人预测它是炸药，如果它在没有氧气参与的情况下爆炸，推测反应的化学方程式（发生分解反应，生成两种单质和两种化合物）是C6H2N10O2=H2O↑+CO↑+5N2↑+5C
（2）组成该分子所有元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H；分子中C原子的杂化方式为sp2；基态N原子价电子排布图为．
Ⅱ．石墨是层状结构，
（1）在石墨中具有三种不同的作用力，其中范德华力可以解释石墨的滑腻感，离域π键可以解释导电、传热的性质；
（2）石墨的化学式可以写成（C2）n，如图二．根据石墨化学式形式写出它的等电子体白石墨（图三）的化学式（BN）n；
（3）石墨能导电，而白石墨不能导电，解释白石墨不能导电的原因因为氮的电负性较大，π键上的电子在很大程度上被定域在氮的周围，不能自由流动，故（BN）n不导电．
Ⅲ．SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si两原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构．试在图四正方体的顶点上画出与该Si最近的C的位置．若Si-C键长为acm，结合金刚石晶胞结构，计算SiC晶体的密度为$\frac{15\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm3．（阿伏伽德罗常数用NA表示）
19．氢-氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%～40%的KOH溶液的多孔碳电极，根据原电池原理判断下列叙述正确的是（　　）
A．负极反应：H2-2e-═2 H+
B．通O2的一极是发生还原反应
C．工作一段时间后电解质溶液的c（OH-）增大
D．工作时负极区附近pH增大
20．在生活、生产中为增大化学反应速率而采取的措施合理的是（　　）
A．食物放在冰箱里B．在糕点包装内放置小包除氧剂
C．燃煤发电时用煤粉代替煤块D．塑料制品中添加抑制剂

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