题目内容

16．现有丙炔和氢气的混合气体5L，其中氢气在混合气体中的体积分数为x，在催化剂作用下，经充分反应后得到的气体的体积为V L（所有体积均在同温同压下测定）．
（1）若丙炔和氢气刚好完全反应，x=$\frac{2}{3}$．
（2）若氢气过量，则V与x的关系是V=10x-5；若氢气不足，则V与x的关系是V=5（1-x）．
（3）根据上述计算结果，在图上画出V随x变化的曲线．

分析 丙炔的分子式为C3H4，与氢气发生的反应有：①C3H4+H2→C3H6②C3H6+H2→C3H8③C3H4+2H2→C3H8，
当V（C3H4）：V（H2）≥1时，反应仅按照①进行；当V（C3H4）：V（H2）≤$\frac{1}{2}$时，反应按③进行；当$\frac{1}{2}$＜V（C3H4）：V（H2）＜1时，部分按①进行，部分按③反应，
当V（C3H4）：V（H2）≥$\frac{1}{2}$时，无论发生①或③，得到的产物是C3H6还是C3H8或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C3H4的体积，
当V（C3H4）：V（H2）＜$\frac{1}{2}$时，氢气过量，剩余气体为的C3H8和H2的混合物，气体体积为C3H4和剩余H2的混合物，
（1）若恰好反应，则V（C3H4）：V（H2）=1：2，据此计算x；
（2）当氢气不足，则V（C3H4）：V（H2）≥$\frac{1}{2}$时，即x≤$\frac{2}{3}$，得到的产物是C3H6、C3H8或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C3H4的体积；
当氢气过量，则V（C3H4）：V（H2）≤$\frac{1}{2}$时，即x＞$\frac{2}{3}$，氢气过量，剩余气体的气体体积为C3H4和剩余H2的混合物；
（3）当x=$\frac{2}{3}$，混合气体体积达到最小值，x＞$\frac{2}{3}$，随着x的增加，混合气体体积V逐渐增大，当x≤$\frac{2}{3}$，随着x增大气体体积V逐渐减小，据此画出x为不同值时反应后的体积V的图象．

解答 解：丙炔的分子式为C3H4，与氢气发生的反应有：①C3H4+H2→C3H6②C3H6+H2→C3H8③C3H4+2H2→C3H8，
当V（C3H4）：V（H2）≥1时，反应仅按照①进行；当V（C3H4）：V（H2）≤$\frac{1}{2}$时，反应按③进行；当$\frac{1}{2}$＜V（C3H4）：V（H2）＜1时，部分按①进行，部分按③反应，
当V（C3H4）：V（H2）≥$\frac{1}{2}$时，无论发生①或③，得到的产物是C3H6还是C3H8或它们的混合物，剩余气体的体积等于反应物C3H4的体积，
当V（C3H4）：V（H2）＜$\frac{1}{2}$时，氢气过量，剩余气体为的C3H8和H2的混合物，气体体积为C3H4和剩余H2的混合物，
（1）若恰好反应，根据反应C3H4+2H2→C3H8可知：V（C3H4）：V（H2）=1：2，则x=$\frac{2}{3}$，故答案为：$\frac{2}{3}$；
（2）当V（C3H4）：V（H2）＜$\frac{1}{2}$时，即x＞$\frac{2}{3}$，氢气过量，剩余气体的气体体积为C3H4和剩余H2的混合物，V=V（C3H4）+V剩余（H2）=5（1-x）L+5x-2×5（1-x）=10x-5，
当氢气不足，V（C3H4）：V（H2）≥$\frac{1}{2}$时，即x≤$\frac{2}{3}$，得到的产物是C3H6或C3H8或二者的混合物，剩余气体的体积等于反应物C3H4的体积，V=V（C3H4）=5（1-x）L，
故答案为：V=10x-5；V=5（1-x）；
（3）当x=$\frac{2}{3}$时，混合气体体积达到最小值，x＞$\frac{2}{3}$，随着x的增加，混合气体体积V逐渐增大，当x≤$\frac{2}{3}$，随着x增大气体体积V逐渐减小，据此画出x为不同值时反应后的体积V的图象为：，
答：x为不同值时反应后的体积V的图象为．

点评 本题考查了有关范围讨论的化学计算，题目难度较大，正确书写反应原理并反应反应特点为解答本题的关键，注意掌握有关范围讨论的计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力．

练习册系列答案
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6．下列说法正确的是（　　）
A．二氧化锰是催化剂，能加快反应速率
B．温度越高，催化剂的催化效果越好
C．食品包装袋中的抗氧化剂就是“负催化剂”，能使氧化还原反应的速率减慢
D．升高温度，吸热反应和放热反应的反应速率都加快
7．铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应）．某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究．

Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
①按图1组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地通入H2，待C装置出口处H2验纯后，再点燃A处酒精灯
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果．
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为24%．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定．（图2）
（1）步骤④中煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2．
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶．
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是df．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂　 
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗     
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol•L-1KI溶液20.00mL，则矿石中铁的百分含量为70%．若省去步骤④，则所测铁的百分含量将偏大．（偏大，偏小或无影响）
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6．
4．从周期表中每一周期最后一个元素的原子序数为2、10、18、36、54、…..推测第十周期最后一个元素的原子序数为（　　）
A．200B．770C．290D．292
11．下列分子中所有碳原子肯定在同一平面上的是（　　）
A．丙烷B．异丁烷C．2-丁烯D．1-丁烯
1．质量为mg的铜丝灼热变黑，立即插入下列物质中，能使铜丝变红，而且质量仍为mg的是（　　）
A．稀HNO3B．COC．CH3CH2CH2OHD．稀H2SO4
8．几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表．分析判断下列说法正确的是（　　）
元素代号ABDEGHIJ
化合价-1-2+4、-4-1+5、-3+3+2+1
原子半径/nm0.0710.0740.0770.0990.1100.1430.1600.186
A．I在DB2中燃烧生成两种化合物
B．B、E、J的离子半径由大到小顺序是E＞J＞B
C．G元素的单质不存在同素异形体
D．B和J能形成既含离子键又含共价键的化合物
5．五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X．在一定条件下X可分别转化为Y、Z．下列说法错误的是（　　）
A．1 mol X最多能与2 mol Br2发生取代反应
B．Y分子结构中有3个手性碳原子
C．Y能发生加成、取代、消去、氧化
D．1 mol Z最多能与7 mol NaOH发生反应
6．酒后驾车是引发交通事故的重要原因．交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+．下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是（　　）
①乙醇沸点低   ②乙醇密度比水小      ③乙醇有还原性     ④乙醇是烃的含氧化合物．
A．②④B．②③C．①③D．①④

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