题目内容
【题目】(1)化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。如图是某同学利用稀硫酸和硫代硫酸钠(Na2S2O3)的反应来测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率:已知:S2O+2H+ === H2O+S↓+SO2↑
① 除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是__________。
② 若在2 min时收集到224 mL(标准状况下)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是_____________________。
③ 利用该化学反应,试简述一种测定反应速率的其他方法:_______________。
Ⅱ.探究化学反应速率的影响因素:已知 I2+2S2O32- === S4O62- +2I-
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。
(已知Na2S2O3溶液足量)
实验序号 | 体积V/mL | 时间/s | |||
Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | 碘水 | 水 | ||
① | 10.0 | 2.0 | 4.0 | 0.0 | t1 |
② | 8.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | t2 |
③ | 6.0 | 2.0 | 4.0 | V | t3 |
④ 表中V =__________mL,t1、t2、t3的大小关系是____________________________。
( 2 ) 恒温条件下,在体积固定的密闭容器中,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1molL﹣1、0.3molL﹣1、0.08molL﹣1。
请回答下列问题:
① c1+c2+c3的取值范围为____________________
② c1:c2的值为__________________
③下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是 __________
A.混合气体密度不再变化 B.v正(X)=2 v逆(Z)
C.容器内压强不再发生变化 D.混合气体的平均相对分子质量
E. X的物质的量和Y的物质的量之比
【答案】 秒表 SO2会部分溶于水 测定一段时间内生成硫沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度等) 4 t1 <t2 <t3 0.28molL﹣1<C1+C2+C3<0.56molL﹣1 1:3 C D
【解析】Ⅰ. ①测量反应速率时相应测量时间,因此除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是秒表;②由于SO2会部分溶于水,所以实际得到的气体体积偏小,则测定值比实际值偏小;③由于反应中还有单质S沉淀产生,所以利用该化学反应,还可以通过测定一段时间内生成硫沉淀的质量来测定反应速率;④根据表中数据可知三次实验中溶液的总体积是16mL,所以表中V=16mL-6mL-2mL-4mL=4mL。反应物浓度越大,反应速率越快,则根据硫代硫酸钠的浓度可知t1、t2、t3的大小不关系是t1 <t2 <t3;
(2)若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1molL﹣1、0.3molL﹣1、0.08molL﹣1,反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)为正方向气体体积缩小的方向,若向逆转化,则c1+c2+c3的取值可达最大,若向正方向转化的取值可达最小,则: X(g)+3Y(g) 2Z(g) 总体积
平衡时: 0.1 0.3 0.08
若逆向转化 0.14 0.42 0 0.14+0.42+0=0.56
若正向转化 0 0 0.28 0.28
故0.28mol/L<c1+c2+c3<0.56mol/L;
②平衡时X、Y的浓度之比为1:3,X、Y按1:3反应,故X、Y起始浓度之比为1:3;
③A、反应在固定的密闭容器中进行,反应物都是气体,故混合气体密度一直不变,不一定达到平衡状态,选项A错误;B、表达正逆反应速率,但比例错误,应该为2 v正(X)=v逆(Z)才能证明反应已达平衡状态,选项B错误;C、该反应正方向为气体体积缩小的反应,若反应达到平衡状态,则气体的总物质的量不变,压强不变,选项C正确;D、该反应正方向为气体体积缩小的反应,若反应达到平衡状态,则气体的总物质的量不变, =可知,混合气体的平均相对分子质量不变,选项D正确;E、平衡时X、Y的浓度之比为1:3,X、Y按1:3反应,X、Y的浓度之比始终为1:3,选项E错误。答案选CD。