题目内容

【题目】某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照表中所示方案完成实验。

实验编号

反应物

催化剂

①

10 mL 2% H2O2溶液

无

②

10 mL 5% H2O2溶液

无

③

10 mL 5% H2O2溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

④

10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

⑤

10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。

(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为 。

(3)实验①和②的目的是 。

实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。

(4)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析图像能够得出的实验结论是 。

【答案】(1)催化剂降低了反应所需的活化能 (2)H2O2 H++H (3)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(4)碱性环境能加快H2O2分解的速率,酸性环境能减慢H2O2分解的速率

【解析】(1)催化剂能够加快化学反应速率是因为催化剂能够降低反应所需要的活化能。(2)H2O2能够发生电离:H2O2 H++H,溶液显酸性。(3)实验①和②中反应物的浓度不同,是为了探究浓度对反应速率的影响。由于通常条件下H2O2稳定,不易分解,因此需要向反应物中加入等量同种催化剂或采取其他合理措施。(4)由于实验⑤产生氧气的速率最快,实验④产生氧气的速率最慢,说明碱性环境能加快H2O2分解的速率,酸性环境能减慢H2O2分解的速率。

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(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究,反应的方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。在1 L 密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3 mol H2,实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示:

实验②从初始到平衡的过程中,该反应的平均反应速率v(NH3)=____________;与实验①相比,实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________(填字母编号)。

a.增大压强 b.减小压强

c.升高温度 d.降低温度

e.使用催化剂

(2)800 K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2 mol N2、3 mol H2,甲容器在反应过程中保持温度压强不变,乙容器保持温度体积不变,丙容器是绝热容器保持体积不变,三容器各自建立化学平衡。

①达到平衡时,平衡常数K甲________K乙________K丙(填“>”“<”或“=”)。

②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲________c(N2)乙,c(N2)乙________c(N2)丙(填“>”“<”或“=”)。

③对甲、乙、丙三容器的描述,以下说法正确的是____________。

A.甲容器气体密度不再变化时,说明此反应已达到平衡状态

B.在乙中充入稀有气体He,化学反应速率加快

C.丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态

D.向丙容器中充入氨气,正向速率减小,逆向速率增大

【题目】2013年12月17日,中国国土资源部召开新闻发布会,宣布在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷既是清洁的燃料,也是重要的化工原料。

(1)甲烷和二氧化碳重整制合成气,对于温室气体的治理具有重大意义。

已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3 kJ·mol-1

CH4(g)C(s)+ 2H2(g) ΔH=+75 kJ·mol-1

①反应2CO(g)C(s)+CO2(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。

②合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=-90.8 kJ·mol-1,T ℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下:

比较此时正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。

③在一恒容密闭容器中,要提高反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是 。

a.升温

b.加入催化剂

c.增加CO的浓度

d.加入H2

e.加入惰性气体

f.分离出甲醇

(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

①B极为电池 极,电极反应式为 。

②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗甲烷的体积为 (标况下)。

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