题目内容
(8分)(2011·西宁模拟)甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物质和致畸物质之一。我国规定:室内甲醛含量不得超过0.08mg·m-3。某研究性学习小组打算利用酸性KMnO4溶液测定新装修房屋内的空气中甲醛的含量,请你参与并协助他们完成相关的学习任务。
测定原理:
酸性KMnO4为强氧化剂,可氧化甲醛和草酸,其反应方程式如下所示:
4MnO4-+5HCHO+12H+===4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4-+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
测定装置:
部分装置如下图所示:
测定步骤:
(1)用______________量取5.00 mL 1.00×10-3mol·L-1KMnO4溶液,注入洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20 mL稀释,备用。
(2)将1.00×10-3 mol·L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
(3)打开a,关闭b,用注射器抽取100 mL新装修房屋内的空气。关闭________,打开________(填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应。再重复4次。
(4)将洗气瓶中的溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用草酸标准溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸标准溶液的体积。
(5)再重复实验2次(每次所取的高锰酸钾溶液的体积均为5.00 mL)。3次实验所消耗的草酸标准溶液的体积平均值为12.38 mL。
交流讨论:
(1)计算该新装修房屋内的空气中甲醛的浓度为________mg·m-3,该新装修房屋内的甲醛________(填“是”或“否”)超标;
(2)某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设称量或量取、溶液配制及滴定实验均无错误)提出合理假设:______________、______________(至少答出两种可能性);
(3)实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中一致认为:
①实验原理可以简化
实验中可不用草酸标准溶液滴定,可多次直接抽取新装修房屋内的空气,再推送到洗气瓶中,直至_________________________________________________________;
②实验装置应加以改进
可将插入酸性KMnO4溶液中的导管下端改成具有多孔的球泡(如图所示),有利于提高实验的准确度,其理由是___________________________________________________。
测定步骤:(1)酸式滴定管'(3)a'b
交流讨论:(1)3.6'是
(2)注射器推送气体速度过快'装置气密性较差'同一地点取样次数太多等(任选其中两个作答或其他合理答案均可)
(3)①酸性KMnO4溶液刚好褪色'②可增大气体与溶液的接触面积,使空气中的甲醛被充分吸收
解析
(8分)(2011·泰州模拟)某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验 序号 | 时间 温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800 | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800 | c2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800 | c3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820 | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1中,反应在10 min~20 min时间内平均速率为________mol·L-1·min-1。
(2)在实验2中,A的初始浓度c2=________mol·L-1,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是________。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3________v1,且c3________1.0mol/L(填“=”、“>”或“<”)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”),理由是________________________________________________________________________。
(8分)(2011·苏北四市调研)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3 kJ·mol-1,
ΔS=+133.7 J·(K·mol)-1
①该反应能否自发进行与________有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变
b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验 组 | 温度/ ℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1中以v(H2)表示的反应速率为_________________________________________。
②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是________(用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1 mol CO2和3 mol H2