题目内容
20.为了探究化学反应速率和化学反应限度的有关问题,某研究小组进行了以下实验Ⅰ.以H2O2的分解反应为研究对象,实验方案与数据记录如表,t表示收集a mL O2所需的时间.
| 序号 | 反应温度/℃ | c(H2O2)/mol•L-1 | V(H2O2)/mL | m(MnO2)/g | t/min |
| 1 | 20 | 2 | 10 | 0 | t1 |
| 2 | 20 | 2 | 10 | 0.1 | t2 |
| 3 | 20 | 4 | 10 | 0.1 | t3 |
| 4 | 40 | 2 | 10 | 0.1 | t4 |
(2)为研究温度对化学反应速率的影响,可以将实验2和实验4(填序号)作对比.
(3)将实验1和实验2作对比,t1>t2(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ.以KI和FeCl3反应为例(2Fe3++2I-═2Fe2++I2)设计实验,探究此反应存在一定的限度.可选试剂:①0.1mol•L-1 KI溶液 ②0.1mol•L-1 FeCl3溶液
③0.1mol•L-1 FeCl2溶液 ④0.1mol•L-1 盐酸
⑤0.1mol•L-1 KSCN溶液 ⑥CCl4
实验步骤:(1)取5mL 0.1mol•L-1 KI溶液,再滴加几滴0.1mol•L-1 FeCl3溶液
(2)充分反应后,将溶液分成三份
(3)取其中一份,加试剂⑥,振荡,CCl4层显紫色,说明反应生成碘
(4)另取一份,加试剂⑤(填序号),现象溶液显血红色,说明此反应存在一定的限度.
Ⅲ.N2O4可分解为NO2.在100mL密闭容器中投入0.01mol N2O4,利用现代化学实验技术跟踪测量c(NO2),c(NO2)随时间变化的数据记录如图所示.
①反应容器中最后剩余的物质有N2O4和NO2,其中N2O4的物质的量为0.004mol.
②c(NO2)随时间变化的曲线表明,实验测得的化学反应速率在逐渐减小,从开始到平衡建立这段时间的平均反应速率为0.1mol/(L.s).
分析 Ⅰ.(1)表中数据不同点就是实验目的,根据表中数据知,实验2和实验3主要是双氧水的浓度不同;
(2)探究温度对化学反应速率的影响时,应该只有温度不同,其它因素完全相同;
(3)试验1和实验2相比较,2中使用了催化剂,其他条件相同;
Ⅱ.(4)加入0.1mol•L-1 KSCN溶液,如果溶液出现血红色,说明溶液中有没反应的FeCl3溶液,说明此反应为可逆反应;
Ⅲ.①因为N2O4(g)?2NO2为可逆反应,反应达平衡时,反应容器中最后剩余的物质有NO2、N2O4;再根据平衡图象计算N2O4的物质的量;
②v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$.
解答 解:Ⅰ.(1)实验2和实验3中只有双氧水浓度不同,其它因素完全相同,所以实验目的是探究双氧水浓度对化学反应速率影响,故答案为:H2O2的浓度;
(2)要探究温度对化学反应速率的影响,应该只有温度不同,其它因素完全相同,根据表中数据知,实验2和实验4中温度不同其它因素相同,故答案为:2;4;
(3)试验1和实验2相比较,2中使用了催化剂,其他条件相同,催化剂加快反应速率,缩短反应达到平衡时间,所以t1>t2,故答案为:>;
Ⅱ.(4)加入0.1mol•L-1 KSCN溶液,如果溶液出现血红色,说明溶液中有没反应的FeCl3溶液,说明此反应为可逆反应,存在一定的限度,
故答案为:⑤;溶液显血红色;
III.①因为N2O4(g)?2NO2为可逆反应,反应达平衡时,反应容器中最后剩余的物质有NO2、N2O4;平衡时,n(NO2)=0.12mol/L×0.1L=0.012mol,则N2O4的物质的量为0.01mol-0.006mol=0.004mol,
故答案为:NO2、N2O4;0.004mol;
②v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.11mol/L-0}{1.1s}$=0.1mol/(L.s),
故答案为:0.1mol/(L.s).
点评 本题考查探究化学反应速率影响因素、化学反应速率计算、可逆反应判断等知识点,侧重考查学生实验操作、实验分析及计算能力,探究外界条件对化学反应速率影响时必须只有一个因素不同,否则无法得出正确结论,题目难度不大.
| A. | 1:1 | B. | 3:2 | C. | 2:3 | D. | 2:1 |
| A. | 加催化剂 | B. | 升高温度 | C. | 减小压强 | D. | 加入O2 |
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小
某同学进行实验,实验装置如图1.其中A、B的成分见表
| 序号 | A溶液 | B溶液 |
| ① | 2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 | 4mL 0.01mol/L KMnO4溶液 |
| ② | 2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液 | 4mL 0.01mol/L KMnO4溶液 |
| ③ | 2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 | 4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4 |
(2)实验开始前需要检查气密性.分液漏斗中A溶液应该一次性加入(填“一次性”或“逐滴滴加”)
(3)完成该实验还需要秒表(填仪器名称),实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平.
(4)请在图2中,画出实验②、③中CO2体积随时间变化的预期结果示意图.
乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验
| 实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 水/mL | 10 | 5 | 0 | X |
| 0.5mol/L H2C2O4/mL | 5 | 10 | 10 | 5 |
| 0.2mol/L KMnO4/mL | 5 | 5 | 10 | 10 |
| 时间/s | 40 | 20 | 10 | --- |
(6)2号反应中,H2C2O4的反应速率为0.00625mol/(L•s).
(7)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,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.某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
| 时间/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 温度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 |
(8)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是反应产物的影响.
| A. | Ⅱ中主要反应的热化学方程式:S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-297kJ•mol-1 | |
| B. | Ⅳ中主要反应的化学方程式:2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3 | |
| C. | Ⅳ中使用催化剂可提高化学反应速率和平衡转化率 | |
| D. | Ⅴ中气体a 可以直接排放到大气中 |