题目内容

3．草酸（H2C2O4）与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O用一定量的混合溶液（其中KMnO4为4.0mL 0.2mol•L-1、H2C2O4为2.0mL 0.5mol•L-1）来探究不同条件对化学反应速率的影响．改变的条件如下：
组别10%硫酸体积/mL温度/℃其他物质
①2
20
②2
20		10滴饱和MnSO4溶液
③230
④1301mL蒸馏水
（1）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验①和②（用①～④表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验①和③．
（2）经过5分钟反应，实验①中草酸完全消耗，则草酸的平均反应速率为0.025mol/（L•min）．
（3）反应生成的CO2可以用来合成甲醇（CH3OH）：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g），
该反应是放热反应．断裂1mol CO2中的化学键消耗能量Q1kJ，断裂1mol H2中的化学键消耗能量Q2kJ，形成1mol CH3OH中的化学键释放能量Q3kJ，形成1mol H2O中的化学键释放能量Q4kJ，则该条件下，生成1mol CH3OH放出的能量为（3Q3+Q4-3Q2-Q1）kJ （用Q1、Q2、Q3、Q4的计算式表示）．
（4）在一定条件下，密闭容器中进行的反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）
达到化学平衡状态，下列说法正确的是B（填序号）．
A．各物质的浓度相等
B．消耗3mol H2的同时消耗1mol CH3OH
C．反应达到平衡时，升高温度反应速率不变．

分析 （1）根据对照试验中变量的唯一性进行判断，如：研究催化剂对化学反应速率的影响，除了催化剂情况不同，其它条件完全相同；如果研究温度对化学反应速率的影响，除了温度不同，其它条件完全相同；
（2）计算出混合液中草酸的浓度，然后根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出该时间段内草酸的平均反应速率；
（3）反应放出能量=生成物形成新键放出的总能量-反应物断裂旧键吸收的总能量，据此进行计算；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此进行判断．

解答 解：（1）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，应该除了催化剂不同，其它条件完全相同，根据表中数据可知，①②中温度、硫酸的体积完全相同，应该是探究催化剂对反应速率的影响；实验①和③中除了温度不同外，其它条件完全相同，则探究的是温度对反应速率的影响，
故答案为：①；②；①；③；
（2）经过5分钟反应，实验①中草酸完全消耗，混合液中草酸浓度为：$\frac{0.5mol/L×0.002L}{0.004L+0.002L+0.002L}$=0.125mol/L，则草酸的平均反应速率为：$\frac{0.125mol/L}{5min}$=0.025mol/（L•min），
故答案为：0.025mol/（L•min）；
（3）反应生成的CO2可以用来合成甲醇（CH3OH）：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g），该反应是放热反应，断裂1mol CO2中的化学键消耗能量Q1kJ，断裂1mol H2中的化学键消耗能量Q2kJ，形成1mol CH3OH中的化学键释放能量Q3kJ，形成1mol H2O中的化学键释放能量Q4kJ，则该条件下，生成1mol CH3OH放出的能量=生成物形成新键放出的总能量-反应物断裂旧键吸收的总能量=3Q3kJ+Q4kJ-3Q2kJ-Q1kJ=（3Q3+Q4-3Q2-Q1）kJ，
故答案为：（3Q3+Q4-3Q2-Q1）kJ；
（4）A．达到平衡状态时，各组分的浓度不再变化，但各物质的浓度不一定相等，故A错误；
B．该可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，若消耗3mol H2，则同时消耗1mol CH3OH，故B正确；
C．升高温度后，正逆反应速率都会增大，该反应是放热反应，则平衡向着逆向移动，故C错误；
故答案为：B．

点评 本题考查了影响化学反应速率的因素、热化学方程式的计算、化学平衡状态的判断等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．

练习册系列答案
相关题目
11．下列关于化学反应限度的叙述错误的是（　　）
A．不同的化学反应，限度可能不同
B．可以通过改变反应物浓度来控制化学反应的限度
C．可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度
D．催化剂不能控制化学反应的限度
12．生活中我们常利用原电池装置对金属进行防护．请你在如图1的基础上设计一个原电池装置，阻止铁进一步与硫酸反应．
（1）在图中画出完整的装置图，标出另一电极材料和电子流向．
（2）铁电极是该原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，溶液中的SO42-向负极移动．
（3）该反应是放热反应，则生成物的总能量＜反应物的总能量（填“＞”或“＜”）．
11．如图是元素周期表的一部分

（1）写出元素⑩的基态原子的价电子排布式3d64s2，指出它在周期表中的位置第四周期第ⅤⅢ族．焊接钢轨时，常利用⑩的某些氧化物与⑦的单质在高温下发生反应，试写出其中一种反应的化学方程式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe．
（2）①③⑤三种元素可以形成多种有机化合物分子，其中最简单原子数最少的一种是室内装潢时形成的主要气体污染物．试写出它的电子式，根据价层电子对互斥（VSEPR）理论推测该分子的空间构型为平面三角形．
（3）③④⑤⑥⑧五种元素都可以与元素①形成化合物，其中熔点最高的是NaH（写化合物的化学式）．如果在温度接近373K时，根据M=m/n测定⑤的气态氢化物的相对分子质量，结果发现测定结果比理论值高，其原因是水分子间存在氢键水分子与分子间形成缔合物．
（4）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质．请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：Be（OH）2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O．
18．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料．
（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如图1：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液Ba（NO3）2溶液、75%乙醇、四氯化碳
①欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为BaCl2、NaOH、Na2CO3（只填化学式）．
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为75%乙醇
（2）用提纯的NaCl配制500mL 4.00mol•L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管 （填仪器名称）．
△
（3）电解饱和食盐水的装置如图2所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2＜ （填“＞”、“=”或“＜”）2L，原因是电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应．装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法是中和滴定．
（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；    MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl2+Cl2↑+2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置e（填图3代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置d（填代号）．可选用制备气体的装置：-．
8．实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏（如图1所示），得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品．请回答下列问题：

（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃）
（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入几块碎瓷片，其目的是防止液体暴沸．
（2）配制乙醇和浓硫酸的混合液的方法是：先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡．
（3）在该实验中，若用1mol乙醇和1mol 乙酸在浓硫作用下加热，充分反应，不能生成1mol乙酸乙酯的主要原因是该反应是可逆反应，反应不能进行到底；乙醇、乙酸受热挥发原料损失．
（4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，图2是分离操作步骤流程图．请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法．
试剂：a是饱和的碳酸钠溶液，试剂：b是硫酸．
分离方法：①是分液，②是蒸馏，③是蒸馏．
15．下列反应类型相同的是（　　）
A．乙烯与溴化氢制溴乙烷与苯与溴反应制溴苯
B．蛋白质水解生成氨基酸与淀粉发酵生成酒精
C．乙醇脱水制乙烯与乙醇、乙酸脱水制乙酸乙酯
D．甲烷和氯气制一氯甲烷与苯和硝酸反应制硝基苯
12．下列有机物反应类型的判断正确的是（　　）
A．CH4+3Cl2$\stackrel{光照}{→}$CHCl3+3HCl（取代反应）
B．nH2C=CHCl→（缩聚反应）
C．2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O（氧化反应）
D．CH3COOH+CH3OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH3+H2O（消去反应）
13．下列有机物中，能发生消去反应生成两种烯烃的是（　　）
A．B．C．D．

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