题目内容

已知反应：3I^-（aq）+

S 2O

（aq）?I

（aq）+

2SO

（aq）
（1）写出反应的平衡常数表达式K=

)?c2

(SO

)

c3(I-)?c

(S2O

)

)?c2

(SO

)

c3(I-)?c

(S2O

)

；
（2）如图表示反应过程中有关物质的能量，则反应的△H

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）；
（Ⅰ）、（Ⅱ）两线中，使用催化剂的是

（Ⅱ）

线；
（3）反应中发生反应的I^-与被氧化的I^-的物质的量比为

3：2

；
（4）反应的速率可以用

与加入的淀粉溶液反应显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大．某探究性学习小组在20℃进行实验，记录的数据如下：

实验编号

①

②

③

④

⑤

c（I^-）/mol?L^-1

0.040

0.080

0.160

c（

S 2O

）/mol?L^-1

0.040

0.080

0.040

t/s

t₁

则：该实验的目的是

研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响

，显色时间t₁=

s，分析表中数据，得出的结论是

反应速率与反应物起始浓度乘积成正比

．

分析：（1）平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值．在书写平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写，对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数；
（2）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应．催化剂降低活化能，改变反应途径，提高反应速率，但不影响反应热；
（3）根据方程式可知，I

可看做I₂和I^-相结合形成的微粒，故发生反应的I^-与被氧化的I^-的物质的量比为3：2；
（4）由题目中表格数据可分析出c（I^-）、c（S₂O₃^2-）浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响；
对比数据组①和②、数据组②和③、数据组③和④、数据组①和③，分析当其中一个变量（即一种反应物浓度）保持不变时，反应时间的变化（即反应速率的变化），然后分析当两个变量同时变化一定的倍数时，反应时间的变化（即反应速率的变化），就可以得出其中的规律，据此计算t₁．

解答：解：（1）反应3I^-（aq）+

S 2O

（aq）?I

（aq）+

2SO

（aq）的平衡常数k=

)?c2

(SO

)

c3(I-)?c

(S2O

)

，故答案为：

)?c2

(SO

)

c3(I-)?c

(S2O

)

；
（2）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，所以△H＜0；
催化剂降低活化能，改变反应途径，提高反应速率，但不影响反应热，故（Ⅱ）表示使用催化剂，
故答案为：＜；（Ⅱ）；
（3）根据方程式可知，I₃^-可看做I₂和I^-相结合形成的微粒，故发生反应的I^-与被氧化的I^-的物质的量比为3：2，故答案为：3：2；
（4）由题目中表格数据可分析出c（I^-）、c（S₂O₃^2-）浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响．
对比数据组①和②、③和④，可以看到，c （S₂O₈^2-）不变，c （I^-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；
对比数据组②和③，可以看到，c （I^-）不变，c （S₂O₈^2-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率也加快了一倍；
对比数据组对比数据组①和③，可以看到，c （I^-）和c （S₂O₈^2-）均增大到2倍时，反应时间为原反应时间的1/4，即反应速率加快了4倍．
可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是：反应物浓度每增加一倍，反应时间就减少一倍，对于两个反应物来说都是如此，
可得出结论：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比．
对比实验①和⑤，实验⑤的c （I^-）为实验①的4倍，而c （S₂O₈^2-）保持不变，则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的1/4，即t₁=88s×

=22s．
故答案为：研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响；22s；反应速率与反应物起始浓度乘积成正比．

点评：本题通过陌生情景考查平衡常数、反应中能量变化、氧化还原反应、化学反应速、影响化学反应速率的外界因素（浓度）、学生对图表的观察、分析以及学生对实验数据的分析、整理、归纳等方面的思维能力，难度较大．（4）中解决该类试题应注意：①认真审题，明确实验目的，理解直接测量与实验目的间的逻辑和数学关系；②理解控制变量的思想在实验设计和数据分析中的运用．

练习册系列答案

．
（2）实验中加入硫酸，你认为硫酸的作用是

．
（3）硫酸铜溶液与碘化钾溶液反应生成白色沉淀（碘化亚铜）并析出碘，该反应的离子方程式为：

．
（4）下列关于滴定中的操作及说法正确的是

；
A．在使用滴定管前，应先检查是否漏水，在确保滴定管不漏水后方可使用
B．润洗滴定管时，从滴定管上口加入适量待装溶液，把滴定管夹在滴定管夹上，慢慢放出溶液
C．接近终点时，用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁以减小实验误差
D．滴入最后一滴Na₂S₂O₃标准液，溶液变成蓝色，且半分钟内不褪色，即为终点
（5）根据本次实验结果，该胆矾试样中铜元素的质量分数ω（Cu）=

．

TiO₂在工业生产和日常生活中有重要用途。

（1）工业上用钛矿石（FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质）经过下述反应制得：

其中，步骤②发生的主要反应为：2H₂SO₄+FeTiO₃ == TOSO₄（硫酸氧钛）+FeSO₄+2H₂O

净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理。写出该过程中发生反应的化学方程式：________________。

步骤③中加热的目的是（请写出必要的化学方程式和文字）: 。

（2）用TiO₂制备金属钛的一种方法是先将TiO₂与Cl₂、C反应得到TiCl₄，再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生：TiO₂（s）+2Cl₂（g）TiCl₄（1）+O₂（g） △H＝+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO₂和Cl₂反应（即氯化反应）来制取TiCl₄，请说明判断该反应难以发生的理由是_______。当往氯化反应体系中加入碳后，反应在高温条件下能顺利进行生成TiCl₄。

已知：C（s）+O₂（g）＝CO₂（g） △H=394 kJ/mol。

则TiO₂（s）+C（s）+2Cl₂（g）＝TiCl₄（1）+CO₂（g） △H=________

从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因是_______________。

（3）下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个由有机光敏染料（S）涂覆TiO₂纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

TiO₂/STiO₂/S^* （激发态）

TiO₂/S^*TiO₂/S⁺+ e^-

I₃^-+2e^-3I^-

2TiO₂/S^*+I₃^-2TiO₂/S + I₃^-

下列关于该电池叙述正确的是

A.电池工作时，I^-离子在镀铂导电玻璃电极上放电

B.电池工作时，是将太阳能转化为电能

C.电池的电解质溶液中I^-和I₃^-浓度不会减少

D.电池中镀铂导电玻璃为正极

间接碘量法测定胆矾中铜含量的原理和方法如下：
已知：在弱酸性条件下，胆矾中Cu²⁺与I^-作用定量析出I₂，I₂溶于过量的KI溶液中：I₂+I^-═I₃^-，又知氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞I₂＞FeF₆^3-；析出I₂可用c mol?L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定：2S₂O₃^2-+I₃^-═S₄O₆^2-+3I^-．
操作：准确称取ag胆矾试样（可能含少量 Fe₂（SO₄）₃），置于250mL碘量瓶（带磨口塞的锥形瓶）中，加50mL蒸馏水、5mL 3mol?L^-1H₂SO₄溶液，加少量NaF，再加入足量的10%KI溶液，摇匀．盖上碘量瓶瓶盖，置于暗处5min，充分反应后，加入1～2mL0.5%的淀粉溶液，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定到蓝色褪去时，共用去V mL标准液．
（1）实验中，在加KI前需加入少量NaF，推测其作用可能是．
（2）实验中加入硫酸，你认为硫酸的作用是．
（3）硫酸铜溶液与碘化钾溶液反应生成白色沉淀（碘化亚铜）并析出碘，该反应的离子方程式为：．
（4）下列关于滴定中的操作及说法正确的是；
A．在使用滴定管前，应先检查是否漏水，在确保滴定管不漏水后方可使用
B．润洗滴定管时，从滴定管上口加入适量待装溶液，把滴定管夹在滴定管夹上，慢慢放出溶液
C．接近终点时，用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁以减小实验误差
D．滴入最后一滴Na₂S₂O₃标准液，溶液变成蓝色，且半分钟内不褪色，即为终点
（5）根据本次实验结果，该胆矾试样中铜元素的质量分数ω（Cu）=__．

试完成下列两小题：

（1）化学实验必须注意安全，下列做法存在安全隐患的是___________（选填字母）。

A.氢气还原氧化铜实验中，先加热氧化铜后通氢气

B.蒸馏石油时，加热一段时间后发现未加碎瓷片，立刻拔开橡皮塞并投入碎瓷片

C.实验室做钠的实验时，余下的钠屑投入到废液缸中

D.配制浓硫酸与酒精混合液时，将1体积的酒精倒入3体积的浓硫酸中

E.皮肤上沾有少量浓硝酸时，立刻用大量水冲洗，再涂上稀碳酸氢钠溶液

F.制乙烯时，用量程为300 ℃的温度计代替量程为200 ℃的温度计，测反应液的温度

（2）间接碘量法测定胆矾中铜含量的原理和方法如下：

已知：在弱酸性条件下，胆矾中Cu²⁺与I^-作用定量析出I₂，I₂溶于过量的KI溶液中：

I₂+I^-====，又知氧化性：Fe³⁺＞Cu²⁺＞I₂＞。

析出的I₂可用c mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定：2+====+3I^-。

准确称取a g胆矾试样，置于250 mL碘量瓶（带磨口塞的锥形瓶）中，加50 mL蒸馏水、5 mL 3 mol·L^-1 H₂SO₄溶液，加少量NaF，再加入足量的10% KI溶液，摇匀。盖上碘量瓶瓶盖，置于暗处5 min，充分反应后，加入1—2 mL 05%的淀粉溶液，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定到蓝色褪去时，共用去V mL标准液。

①实验中，在加KI前需加入少量NaF，推测其作用可能是：______________________。

②实验中加入5 mL 3 mol·L^-1 H₂SO₄溶液，你认为硫酸的作用是：_______________________。

③本实验中用碘量瓶而不用普通锥形瓶是因为：_____________________________________。

④硫酸铜溶液与碘化钾溶液反应生成白色沉淀（碘化亚铜）并析出碘，该反应的离子方程式为：____________________________________________________________________。

⑤根据本次实验结果，该胆矾试样中铜元素的质量分数为w(Cu)=______________。

I、已知反应：

3I^－（aq）+S₂O₈²^－(aq) I₃^－(aq)+2SO₄²^－(aq);

（1）写出反应的平衡常数表达式

K= 。

（2）右图表示反应过程中有关物质的能量，则反应

的 △H 0（填>、<、=）。

（I）、（II）两线中，使用催化剂的是线。

（3）反应中发生反应的I^－与被氧化的I^－的物质的量比为。

（4）反应的速率可以用I₃^－与加入的淀粉溶液反应是蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，记录的数据如下：

实验编号	①	②	③	④	⑤
c(I^－)/mol·L^－¹	0.040	0.080	0.080	0.160	0.160
c(S₂O₈²^－/mol·L^－¹)	0.040	0.040	0.080	0.080	0.040
t/s	88	44	22	11	t₁

则：该实验的目的是

显色时间t₁= s

分析表中数据，得出的结论是

II、二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)

某温度下，SO₂的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如右图所示。

根据图示回答下列问题。

①平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A） K（B）

（填“>”、“<”、“=”）。

②已知上述反应的是放热反应，当该反应处于平衡状态时，

在体积不变的条件下，下列选项中有利于提高SO₂平衡转

化率的有（填字母）。

A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．减小压强

E．加入催化剂 F．移出氧气

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