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-1V（H2O2）/mLm（MnO2）/gt/min
1202100t1
2202100.1t2
3204100.1t3
4402100.1t4
（1）设计实验2和实验3的目的是研究H2O2的浓度对化学反应速率的影响．
（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．

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8．已知稀硝酸和稀硫酸组成的混酸中c（NO3-）+c（SO42-）=5mol•L-1，若取一定量的混酸溶解铜粉达到最大值（假设还原产物只有NO），则混酸中HNO3、H2SO4的物质的量浓度之比为（　　）
A．1：1B．3：2C．2：3D．2：1
9．已知A是一种不溶于水的酸酐．根据如图所示转化关系，请完成下列空白．
（1）A是SiO2，B是Na2SiO3，D是H2SiO3．（写化学式）
（2）写出①～⑤各步反应的化学方程式，如是离子反应请改成离子方程式．
①SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑；
②SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓；
③SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
④SiO32-+2H+=H2SiO3↓；
⑤H2SiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiO2+H2O．
8．某同学想电解饱和食盐水并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性．

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连E；B连C（填写连接的字母）．
（2）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是淀粉KI溶液；电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．
（3）丙装置的c瓶中盛放的试剂为浓硫酸，作用是吸收氢气中的水，防止硬质玻璃管炸裂．
（4）若装入足量的饱和食盐水为75mL（电解前后溶液体积变化可忽略，假设两极产生的气体全部逸出），当测得氢气为8.4mL（标准状况）时停止通电．将U形管内的溶液倒入烧杯，其pH约为12．
（5）目前已开发出用电解饱和食盐水的方法制取ClO2的新工艺．
①图丁是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图．则阳极产生ClO2的电极反应为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+．
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01mol．
15．已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0．该反应达到平衡后，改变下列条件有利于提高SO2转化率的是（　　）
A．加催化剂B．升高温度C．减小压强D．加入O2
5．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素．该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O
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
①2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
③2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4
（1）该实验的目的是探究草酸浓度和催化剂对化学反应速率的影响．
（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1234
水/mL1050X
0.5mol/L H2C2O4/mL510105
0.2mol/L KMnO4/mL551010
时间/s402010---
（5）X=5，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是KMnO4过量．
（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/s051015202530
温度/℃2526262626.52727
结合实验目的与表中数据，你得出的结论是温度不是反应速率突然加快的原因．
（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．
12．硫黄制酸在我国的工业发展进程中具有重要地位，其工业流程示意图如下．已知硫黄的燃烧热△H=-297kJ•mol-1．下列说法正确的是（　　）
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}$2SO3
C．Ⅳ中使用催化剂可提高化学反应速率和平衡转化率
D．Ⅴ中气体a 可以直接排放到大气中
9．正丁醚（CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3）是一种化工原料，常温下为无色液体，不溶于水，沸点为142.4℃，密度比水小．某实验小组利用如下装置合成正丁醚（其它装置均略去），发生的主要反应为：2C3CH2CH2CH2OH$→_{135°}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
实验过程如下：在容积为100mL的三颈烧瓶中将5mL浓硫酸、14.8g正丁醇和几粒沸石混合均匀，再加热回流一段时间，
收集到粗产品，精制得到正丁醚．回答下列问题：
（1）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是先加正丁醇，后加浓硫酸．
（2）实验中冷凝水应从a口出去（填“a”或“b”）．
（3）为保证反应温度恒定在135℃，装置C中所盛液体必须具有的物理性质为该液体沸点大于135℃．
（4）加热时间过长或温度过高，反应混合液会变黑，写出用NaOH溶液吸收有毒尾气的离子方程式2OH-+SO2═SO32-+H2O．
（5）得到的正丁醚粗产品依次用8mL 50%的硫酸、10mL水萃取洗涤．该步骤中需要的属于硅酸盐材质的实验仪器是烧杯、玻璃棒、分液漏斗．该仪器使用前需要检验是否漏水．
（6）将分离出的有机层用无水氯化钙干燥，过滤后再进行蒸馏（填操作名称）精制得到正丁醚．
（7）本实验最终得到6.50g正丁醚，则正丁醚的产率是50.0%．
10．根据如表中烃的分子式排列规律，判断空格中链状烃的同分异构体数目是（　　）
12345678
CH4C2H4C3H8C4H8 C5H12C7H16C8H16
A．13B．14C．10D．9

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