题目内容

Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:

MnO2
触摸试管情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
很烫
剧烈反应,带火星的木条复燃
3.5min
块状
微热
反应较慢,火星红亮但木条未复燃
30min
 
(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式:                 ,该反应是        反应(填放热或吸热)。
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与                  有关。
Ⅱ.某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如右图所示,图中数据分析:

(1)该反应的化学方程式为:                        
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为:      
(3)在密闭容器里,通入a mol X(g)和b mol Y(g),发生反应X(g) + Y(g) = 2Z(g),当改变下列条件时,反应速率会减小                      
A.降低温度     B.加入催化剂      C.增大容器体积

Ⅰ(1) 2H2O22H2O +O2 ↑ ;2分, 放热;1分(2)催化剂接触面积。1分
Ⅱ(1)3X + Y2Z  2分,(2)0.05 mol·L-1·min-1  2分
(3)AC  2分,少选得1分,错选不得分

解析试题分析:Ⅰ(1)H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为2H2O22H2O +O2↑,根据试管很烫可知该反应是放热反应。
(2)根据表中给出的数据可知,在其他条件相同时,粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间短,说明接触面积对反应速率有影响。
Ⅱ(1)由由图象可以看出,X、Y的物质的量逐渐减小,则X、Y为反应物,Z的物质的量逐渐增多,作为Z为生成物,当反应到达2min时,△n(X)=0.3mol,△n(Y)=0.1mol,△n(Z)=0.2mol,化学反应中,各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比,则△n(X):△n(Y):△n(Z)=3:1:2,所以反应的化学方程式为:3X + Y2Z。
(2)物质Z浓度的变化量为0.2mol÷2L=0.1mol/L,所以Z物质表示的反应速率为01mol/L÷2min=0.05mol/(L·min)。
(3)A、温度较低反应速率一定是减小的,A正确;B、加入催化剂反应速率可以加快,也可能减小,B不正确;C、增大容器容积,物质的浓度减小,则反应速率减小,C正确,答案选AC。
考点:考查外界条件对反应速率的影响以及可逆反应的有关计算

练习册系列答案
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(本题16分)
(1)为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0). 在2 L密闭容器中加入一定量NO和CO,当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:

          物质
T/℃     n/mol
NO
CO
E
F
初始
0.100
0.100
0
0
T1
0.020
0.020
0.080
0.040
T2
0.010
0.010
0.090
0.045
 
①请结合上表数据,写出NO与CO反应的化学方程式                       .
②根据表中数据判断,温度T1和T2的关系是(填序号)__________。
A.T1>T2         B.T1<T2   C.T1=T2      D.无法比较
(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N­­2(g) + 6H2O(g);   ΔH=  - 1266.8 kJ/mol
N2(g) + O2(g) =" 2NO(g)" ;  ΔH =" +" 180.5kJ/mol,
则氨催化氧化的热化学方程式为________________________________________。
(3)500℃下,在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动。

当合成氨在容器B中达平衡时,测得其中含有1.0molN2,0.4molH2,0.4molNH3,此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为___________;保持温度和压强不变,向此容器中通入0.36molN2,平衡将___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的两种Cu2O分别进行催化分解水的实验:
 ΔH >0
水蒸气的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号
温度
0
10
20
30
40
50

T1
0.050
0.0492
0.0486
0.0482
0.0480
0.0480

T1
0.050
0.0488
0.0484
0.0480
0.0480
0.0480

T2
0.10
0.094
0.090
0.090
0.090
0.090
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(O2)=              ;催化剂的催化效率:实验①   实验②(填“>”、“<”)。
(5)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极和乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸。
总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。
过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。

(15分)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

化学反应
平衡常数
温度℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
K3
 
 
 
(1)反应②是           (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)       K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3      (用K1、K2表示)。

(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是            
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是            

(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,同时Al—AgO电池是应用广泛的鱼雷电 池,其原 理 如右图所示。该电池的负极反应式是                        

(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为             

(16分)影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表:

实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2 mol·L-1的硫酸于试管中
反应速率Mg>Fe,Cu不反应
金属的性质越活泼,反应速率越快
②____________
 
反应物浓度越大,反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为_________________________________________。
(2)甲同学的实验目的是_____________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是____________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验。

(3)乙同学在实验中应该测定的数据是___________________________________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是________,该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是___________。
实验二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
(5)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______________的影响。
(6)若用实验证明你的猜想,除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。
A.硫酸钾       B.硫酸锰             C.二氯化锰                  D.水

(14分)金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO4·7H2O(绿矾)的工艺流程如下图所示。 

已知:TiO2+在一定条件下会发生水解;钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),含有少量SiO2杂质;其中一部分铁元素在钛铁矿处理过程中会转化为+3价。
(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,写出步骤①化学反应方程式:_________;
步骤②中,加入铁粉的主要目的是       
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的    (填字母序号)。
  a.熔沸点差异    b.溶解性差异    c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均涉及到的操作是       (填操作名称);在实验室完成步骤⑤“灼   烧”所需主要仪器有                 
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为Ti(OH)4 的原因:
                
(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为               
(6)实验室通过下面方法可测定副产品绿矾中FeSO4·7H2O的质量分数。
a.称取2.85g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为19.00mL(滴定时发生反应的离子方程式为:Fe2++MnO4-+H+→Fe3++Mn2++H2O 未配平 )。
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为         (用小数表示,保留二位小数)。

金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3 (s) + 3H2 (g)  W (s) + 3H2O (g)请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为                          
(2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为3:5,则H2的平衡转化率                 
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:

温度
25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份
WO3      W2O5      WO2        W
 
500℃时,固体物质的主要成分为                                        
第二阶段反应的化学方程式为                                           
假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为               
钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g)  WI4 (g)。下列说法正确的有               
A.灯管内的I2可循环使用
B.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
C.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上   
D.接通电源后,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢

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