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

KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液

10.0
0.0
4.0
4.0
2.0

9.0
1.0
4.0
4.0
2.0

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。

练习册系列答案
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(17分)氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英晶体与焦炭颗粒在高温的氮气流中,通过如下反应制得:3SiO2 + 6C + 2N2 Si3N4 + 6CO,该反应过程中的能量变化如图⑵所示;回答下列问题:

(1)上述反应中的还原剂是         ,还原产物是       
(2)该反应是         (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在一定温度下,上述反应在4L密闭容器内进行,用M、N两种物质描述其物质的量随时间变化的曲线如图⑶所示:

①M、N表示的物质分别为                 
②比较t2时刻,正逆反应速率大小(正)     (逆)
(填“>”、“=”、“<”)。.
③若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为             
④t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为         
(4)①某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,某电极上发生的电极反应为:A极H2-2e+O2===H2O;则A极是电池的      极 (填“正”或“负”)。
②上述合成氮化硅的反应产生的尾气不能排放,经过处理以后可以用下图所示的仪器测量尾气中CO的含量。多孔电极中间的固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质允许O2-在其间通过,其工作原理如图⑷所示,其中多孔Pt电极a、b分别是气体CO、O2的载体。

Ⅰ.该电池的正极为          (填a或b);O流向        (填  “正极”或“负极”)
Ⅱ.该电池的正极反应式为                    ,负极反应式为                       

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。
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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
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在右图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:

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。
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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______υ(填“<”,“>”,“=”)。

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