题目内容
常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10mL2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10mL5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10mL5% H2O2溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_____________________________________。
(2)实验①和②的目的是____________________________。实验时由于较长时间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是____________________。
(3)写出实验③的化学反应方程式 。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。
分析上图能够得出的实验结论是______________________________________。
(1)降低了活化能(2分)
(2)探究浓度对反应速率的影响(2分);向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(2分)
(3)2H2O2O2↑+2H2O(2分)
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 (2分)
解析试题分析:(1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率。
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。
(3)双氧水再催化剂的作用下分解生成氧气和水,反应的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O。
(4)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,但最终生成的气体体积相同。根据表中数据可知,方案⑤中添加了氢氧化钠溶液,④中加入了盐酸,这说明碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
考点:考查外界条件对反应速率的影响以及实验方案设计与评价等
I.设反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。
反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,
在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.36 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率 (填序号)
A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断
II.(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=________mol·L-1,KW(25℃)________KW(100℃)(填“>”、“<”或“=”)。25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4HCO3固体,对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量。已知如表数据。
化学式 | 电离平衡常数(25℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为 ____。
②25 ℃时,相同浓度、相同体积的CH3COOH溶液和NaOH溶液混合, 则混合溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”、“<”或“=”)
③向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为_______________________________。
煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,其中合成CH3OH是最重要的研究方向之一。在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T2>T1均大于300℃)。
①通过分析上图,可以得出对反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的说法正确的是(填
序号) 。
A.该反应为放热反应 |
B.T1时的反应速率大于T2时的反应速率 |
C.该反应在T1时的平衡常数比T2时的大 |
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 |
a.体系压强保持不变 b.v(H2)=3v(CO2)
c.CH3OH与H2物质的量之比为1:3 d.每消耗1 mol CO2的同时生成3molH2
e.密闭容器中混合气体的密度不变 f.密闭容器中CH3OH的体积分数不变
③在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入该密闭容器中,充分反应达平衡时,若CO2的转化率为60%,则容器内的压强与起始压强之比为 ,该反应的平衡常数为 。
在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q(Q>0),
(1)该反应所用的催化剂是 (填写名称)
该反应450℃的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
A.3V正(H2)=2V逆(NH3) | B.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 |
C.容器中气体的密度不随时间而变化 | D.容器中气体的分子总数不随时间而变化 |
(4)下列研究目的和示意图相符的是 。
| A | B | C | D |
研究目的 | 压强对反应的影响(P1>P2) | 温度对反应的影响 | 平衡体系增加N2对反应的影响 | 催化剂对反应的影响 |
图示 |
碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。
一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1℃时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
| 活性炭 (mol) | NO (mol) | A (mol) | B (mol) |
初始 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
平衡 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
(1)在T1℃时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为 mol/(L·min);当活性炭消耗0.015mol时,反应的时间 (填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。
(2)在T1℃下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是 。
a.增大活性炭的量 b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分B
(3)结合上表数据,该反应的平衡常数表达式为 。(生成物A、B用相应的化学式表示)若T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2,且K1>K2,能否判断该反应是吸热反应还是放热反应,说明理 。