题目内容

已知：将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合，无反应发生。
①向其中滴加双氧水，发生反应：H2O2+2H++2Iˉ=2H2O+I2；
②生成的I2立即与试剂X反应，当试剂X消耗完后，生成的 I2才会遇淀粉变蓝因此，根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间，即可推算：H2O2+2H++2Iˉ= 2H2O+I2的反应速率。
下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录（各实验均在室温条件下进行）：

编号
往烧杯中加入的试剂及其用量（mL）
催化剂
开始变蓝时间（min）
0．1 mol·Lˉ1
KI溶液
H2O
0．01 mol·Lˉ1
X溶液
0．1mol·Lˉ1
双氧水
1 mol·L1
稀盐酸
1
20．0
10．0
10．0
20．0
20．0
无
1．4
2
20．0
m
10．0
10．0
n
无
2．8
3
10．0
20．0
10．0
20．0
20．0
无
2．8
4
20．0
10．0
10．0
20．0
20．0
5滴Fe2(SO4)3
0．6
 
（1）已知：实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2Iˉ= 2H2O+I2反应速率的影响。实验2中m=            ，n=              。
（2）已知，I2与X完全反应时，两者物质的量之比为1∶2。按表格中的X和KI的加入量，加入V（H2O2）>________，才确保看到蓝色。
（3）实验1，浓度c(X)～ t的变化曲线如图，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出实验3、实验4，c(X) ～ t的变化曲线图（进行相应的标注）。
 
（4）实验4表明：硫酸铁能提高反应速率。催化剂能加快反应速率是因为催化剂      (填“提高”或“降低”)了反应活化能。
（5）环境友好型铝—碘电池已研制成功，已知电池总反应为：2Al(s)+3I2(s)2AlI3(s)。含Iˉ传导有机晶体合成物作为电解质，该电池负极的电极反应为：________________________，充电时Al连接电源的___________极。
（6）已知：N2H4(l) +2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(g) △H1= －640kJ/mol  
H2O（l）=H2O（g）  △H2＝+44.0kJ/mol
则0.25mol 液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是           。

（17分）
（1）20．0（2分）  20．0 （2分）   
（2）0．5mL （2分） 
（3）画图3分（标注1分）

（4）降低（2分）
（5）Al—3e－+3I－= AlI3 （2分）  负极（2分）
（6）204 kJ  （2分）

解析试题分析：（1）实验1、2的目的是探究过氧化氢浓度对反应速率的影响，则KI溶液的浓度和体积、X的浓度和体积、稀盐酸的浓度和体积必须相同，所以n=20.0；由于溶液的总体积相等，则m=20.0，使实验1中双氧水的浓度大于实验2，符合控制变量设计实验方案的要求；（2）由于n=c?V，根据表中数据可以求X的物质的量为 0.0001mol，由于I2与X完全反应时，两者物质的量之比为1∶2，则消耗I2的物质的量为0.00005mol，由于H2O2+2H++2Iˉ= 2H2O+I2中过氧化氢与碘单质的系数之比等于物质的量之比，则需要过氧化氢的物质的量为0.00005mol，只有过氧化氢的物质的量大于0.00005mol时，碘单质才会过量，才能确保蓝色，由于V=n/c，则V（H2O2）>0.00005mol÷0．1mol·Lˉ1=0.0005L="0." 5mL；（3）实验1→3，就是减小KI溶液浓度，减小反应物浓度，反应速率减小，该反应能进行到底，则X溶液浓度减小到0的时间比实验1多一些；实验1→4，就是使用了5滴硫酸铁作催化剂，催化剂能加快反应速率，该反应能进行到底，则X溶液浓度减小到0的时间明显比实验1少一些；（4）催化剂能加快反应速率，主要原因是催化剂能降低反应的活化能；（5）负极发生氧化反应，所含元素化合价升高，反应物失去电子，根据电子、电荷、原子守恒原理可得：Al—3e－+3I－= AlI3；充电时总反应为2AlI3(s)2Al(s)+3I2(s)，铝元素的化合价由+3价降为0价，发生还原反应，由于电解池中阴极发生还原反应，阴极与直流电源的负极相连，则Al连接电源的负极；（6）先将已知热化学方程式编号为①②，根据盖斯定律和题意，由①—②×4可得：N2H4(l) +2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(l) △H= －816kJ/mol，则1mol液态肼液态双氧水反应生成液态水时放出772kJ热量，因此0.25mol液态肼液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为0.25×816kJ=204kJ。
考点：考查化学反应原理，涉及设计实验方案探究浓度对反应速率的影响、物质的量在化学方程式或离子方程式中的应用、物质的量浓度、溶液的体积、物质的量、浓度和催化剂影响反应速率的图像、催化剂影响反应速率的原因、新型充电电池、负极反应式、电解原理、盖斯定律、反应热的有关计算等。

练习册系列答案
相关题目

（15分）A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物；C单质一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。请回答下列问题：

（1）A元素的氢化物水溶液能使酚酞变红的原因用电离方程式解释为            。
（2）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若所得溶液的pH=7，则a    b(填“>"或“<”或“=”)
（3）常温下，相同浓度F、G简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、G两元素先后沉淀，F (OH)n完全沉淀的pH是4.7，G (OH)n完全沉淀的pH是2.8，则ksp较大的是：              （填化学式）
（4）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有：                。
①酸雨          ②温室效应     ③光化学烟雾    ④臭氧层破坏
（5）A和C组成的一种离子化合物，能与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是        。
（6）已知一定量的E单质能在B2 (g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB2(g) 与E（s）反应生成EB(g)的热化学方程式          。
            
（7）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为                 。

随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）下图是在101kPa，298k条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化示意图。

已知：① N2（g）+O2（g）＝2NO（g） △H=+179.5kJ/mol
② 2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）  △H=-112.3kJ/mol
则在298k时，反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的△H＝       。
（2）将0.20mol NO2和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①下列说法正确的是          。（填序号）
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中加再充入0.20mol NO时，平衡向正反应方向移动，K值增大
c.升高温度后，K值减小，NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应反应速率增大
②计算产物NO在0～2min时平均反应速率v(NO)=    mol·L-1·min-1；
③第4min时改变的反应条件为     （填“升温”、“降温”）；
④计算反应在第6min时的平衡常数K=     。若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol，平衡将     移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为     ，当有0.25molSO2被吸收，则通过质子（H+）交换膜的H+的物质的量为      。

（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀，计算应加入CaC12溶液的最小浓度为      。

氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用FeO/Fe3O4循环制氢，已知：
H2O(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+4H2(g)  △H=akJ/mol （I）
2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)   △H=bkJ/mol  （II）
下列坐标图分别表示FeO的转化率（图-1 )和一定温度时，H2出生成速率[细颗粒(直径0.25 mm)，粗颗粒(直径3 mm)](图-2)。

（1）反应：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)  △H=          (用含a、b代数式表示)；
（2）上述反应b＞0，要使该制氢方案有实际意义，从能源利用及成本的角度考虑，实现反应II可采用的方案是：                                           ；
（3）900°C时，在两个体积均为2.0L密闭容器中分别投人0.60molFeO和0.20mol H2O(g)甲容器用细颗粒FeO、乙容器用粗颗粒FeO。
①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时，H2生成速率不同的原因是：               ；
②细颗粒FeO时H2O(g)的转化率比用粗颗粒FeO时H2O(g)的转化率           （填“大”或“小”或“相等”）；
③求此温度下该反应的平衡常数K（写出计箅过程，保留两位有效数字）。
（4）在下列坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时，H2O(g)转化率随时间变化示意图（进行相应的标注）。

（6分）50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L  NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反 应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是________；
(2)用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验，求得的中和热数值________(填“偏 大”、“偏小”或“无影响”)；
(3)实验中改用60 mL 0.50 mol/L 盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，简述理由________________________________________________________。

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)   ΔH =" a" kJ  mol－1
（1）已知：
①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)   ΔH1 =" +" 489.0 kJ  mol－1 
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)            ΔH2 =" +" 172.5 kJ  mol－1
则a =         kJ  mol－1。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K =       ，温度升高后，K值        （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
① 甲容器中CO的平衡转化率为        。
② 下列说法正确的是         （填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
d．增加Fe2O3可以提高CO的转化率
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a～c装置中，能保护铁的是        （填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是           （填名称）。

在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应A（g）＋3B（g）

 

 
2C（g），下列说法中，能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是

A．生成C的速率与C分解的速率相等            B． A、B、C的浓度相等
C．单位时间生成 n mol A，同时生成 3nmol B    D． A、B、C的分子数之比为 1∶3∶2

在2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是（ ）。

A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.04 mol·L－1·min－1
B．200℃时，该反应的平衡常数为25 L2/mol2
C．当外界条件由200℃降温到100℃，原平衡一定被破坏，且正逆反应速率均增大
D．由图乙可知，反应xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2

电镀废液中Cr2O72－可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：
Cr2O72－（aq）+ 2Pb2+（aq）+ H2O（l）2PbCrO4（s）+ 2H+（aq）△H＜0
该反应达平衡后，改变条件，下列说法正确的是

A．移走部分PbCrO4固体，Cr2O72－转化率升高
B．升高温度，该反应的平衡常数（K）增大
C．加入少量NaOH固体，自然沉降后，溶液颜色变浅
D．加入少量K2Cr2O7固体后，溶液中c(H+)不变

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