题目内容
碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-2I-+ S4O62-(快)
向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32-)∶n(S2O82-) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 | 体积V/mL | ||||
K2S2O8溶液 | 水 | KI溶液 | Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | |
① | 10.0 | 0.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
② | 9.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
③ | 8.0 | Vx | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
表中Vx mL,理由是 。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH
已知:①4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH1 ②4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2
则电池反应的ΔH= ;碘电极作为该电池的 极。
(1)Na2S2O3 < 2
(2)2.0 保证反应物K2S2O8浓度改变,而其它的条件不变,才能达到实验目的
(3)
(4),正
解析试题分析:(1)由反应的离子方程式可以看出当反应I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-不再发生时容器内含有一定量的I2,溶液颜色将由无色变为蓝色。即当Na2S2O3耗尽时溶液颜色将由无色变为蓝色。根据两个反应方程式中的物质的关系可知:n(S2O32-)∶n(S2O82-)<2,才可以有I2存在,也才能确保能观察到蓝色。(2)要探究反应物浓度对化学反应速率的影响,其它条件都相同,变量为K2S2O8溶液的浓度,根据①②可知混合溶液的体积为10ml.所以③中取K2S2O8 8.0ml,则需要水的体积为2.0ml.(3)降低温度,化学反应速率减慢,达到平衡所需要的时间延长;加入催化剂,化学反应速率加快。达到平衡所需要的时间缩短。c(S2O82-)与时间的关系见答案。(4)(①-②)÷2可得2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)ΔH=。由于在反应中Li失去电子,作负极。而碘得到电子,因此碘电极作为该电池的正极。
考点:考查滴定终点时溶液中物质的量的关系、浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及原电池反应原理的知识。
(16分)在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 molA和0.6 molB,在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g)2C(s)+3D(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
⑴该反应的平衡常数表达式K= ,ΔH 0(填“>”或“<”)。
⑵1000 ℃时,4 min后达到平衡.求4 min内D的平均反应速率v(D)= ,B的平衡转化率为 ,平衡时B的体积分数 。
⑶欲提高⑵中B的平衡转化率,可采取的措施是
A.减少C的量 B.增加A的量 C.移出部分D
D.降低反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
⑷1000 ℃时, 在一容积为2 L的密闭容器内加入XmolC和0.6 molD,5 min后达到平衡,B的浓度与⑵中B的浓度相同,求X的范围
⑸下列说法中能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而变 B.B的速率不随时间的变化而变化
C.c(B)︰c(D)=1︰1 D.混合气体的密度保持不变(M(B)≠M(D))
2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霆天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾履形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为;2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是____。
A.在单位时问内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有_____、____。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应原理为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol。
①该反应在___下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2C03溶液吸收,该反应的离子方程式为____。(已知:H2S: Ka1=9.1×10-8;Ka2=1.1×10-12。H2CO3:Ka1=4.30×10-7;Ka2=5.61×10-11)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1条件下平衡常数K=______(保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是______。
③该反应的△H ______0(填“<”或“>”);若在9000C时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO,5mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时υ正______υ逆(填“<”,“>”,“=”)。
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)上述反应平衡常数K的表达式为________,温度降低,平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=________。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
(3)在相同温度容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是________(填写序号字母)。
a.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
b.容器内压强保持不变
c.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
d.容器内的密度保持不变
(4)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________(填写序号字母)。
a.及时分离出CH3OH气体
b.适当升高温度
c.保持容器的容积不变,再充入1 mol CO2和3 mol H2
d.选择高效的催化剂