题目内容

20．等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA+bB?cC（s）+dD．当反应进行一段时间后，测得A减少了n mol，B减少了$\frac{n}{2}$mol，C增加了$\frac{3}{2}$nmol，D增加了n mol，此时达到化学平衡：
（1）该化学方程式的各系数为a=2；b=1；c=3；d=2．
（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态A气态；B液体或固体；D气态．
（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质其物质的量又达到相等，则该反应为放热反应．（填吸热或放热）．

分析 （1）参加反应的各物质的物质的量变化与化学计量数成正比，可计算出该反应中的各计量数；
（2）只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，说明反应物、生成物气体的计量数之和相等；
（3）根据升高温度，平衡向着吸热的反应方向移动判断该反应是吸热反应还是放热反应．

解答 解：（1）同一化学反应的同一时间段内，参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以a：b：c：d=n mol：$\frac{n}{2}$mol：$\frac{3n}{2}$mol：n mol=2：1：3：2，
故答案为：2；1；3；2；
（2）压强对化学反应前后气体体积不变的可逆反应的平衡状态无影响，根据题意知，该反应前后气体体积不变；
  2A+B?3 C+2D，已知生成物C是固体，要使反应前后气体体积不变即计量数不变，那么只能是A、D是气体，B是液体或固体．
故答案为：气态；液体或固体；气态；
（3）升高温度，平衡向吸热方向移动；根据题意知，开始反应时，A、B的物质的量减少，C、D的物质的量增加，所以平衡向正反应方向移动；升高温度，反应一段时间后，测知这四种物质的物质的量相等，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应．
故答案为：放热．

点评 本题考查了化学平衡的建立过程，为高频考点，题目难度中等，注意掌握化学平衡、化学反应速率的影响因素，明确化学计量数与参与反应的各物质的物质的量之间关系．

练习册系列答案
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9．下列各组物质中，所含分子数不相同的是（　　）
A．10g H2 和10g O2B．5.6L N2（标准状况）和11g CO2
C．9g H2O 和0.5mol Br2DD．224mLH2 （标准状况）和0.01mol N2
11．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一，下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如图（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．
回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL 70%硫酸，配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸；
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈；仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是回流（或使气化的反应液冷凝），反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加入冷水的目的是便于苯乙酸析出，下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）
A、分液漏斗 B、漏斗 C、烧杯  D、直形冷凝管  E、玻璃棒
（3）提纯苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%；
（4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现；
（5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．
8．亚硝酸钠（NaNO2）在肉类制品加工中常用作发色剂，防腐剂．某活动小组在实验室中利用Na2O2+2NO═2NaNO2反应来制备亚硝酸钠，装置如图所示（部分夹持装置略去）．

已知：①3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；②酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+．
具体操作：如图连接装置，检验气密性后，装入药品．实验开始前先通入常见气体X一段时间，然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热控制B中导管均匀地产生气泡，直至E中淡黄色粉末完全变为白色固体．
（1）气体X的化学式为N2，其作用是排尽系统内空气，以免生成的一氧化氮被空气中的氧气氧化．
（2）上述装置中，仪器C的作用是防止B中溶液倒吸．B中观察到的主要现象是铜片减小、溶液变蓝色、有气泡冒出．
（3）该活动小组制取的NaNO2产品不纯，杂质为NaOH（填化学式）；为提高产品的纯度，对上述实验装置进行的改进是装置DE之间和装置EF之间添加干燥装置．
（4）请设计实验证明产品中含有NO2-取少量E中白色固体加入稀盐酸产生无色气体，遇到空气变化为红棕色证明固体中含有亚硝酸根离子（简述实验操作、现象和结论）．
（5）称取该小组产品4.5g溶于水配成500mL溶液，取50mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol•L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定，实验数据如表所示：
滴定次数1234
KMnO4溶液体积/mL20.8020.0120.0019.99
第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是abd（填字母）．
a．酸式滴定管未用标准液润洗
b．锥形瓶用水洗净后又用待测液润洗
c．滴定前仰视读数，滴定终点平视读数
d．滴定结束后滴定管尖嘴处仍悬有液滴
根据表中数据，计算产品中亚硝酸钠的质量分数76.7%．
15．亚硫酸钠和硫粉通过化合反应可制得硫代硫酸钠（Na2S2O3）．
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．有关物质的溶解度随温度变化曲线如图2所示．某研究小组设计了制备Na2S2O3•5H2O的装置图（如图1）．

部分操作步骤如下：
①打开K1，关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热．
②C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近7时，即停止C中的反应，停止加热
③过滤C中的混合液，并将滤液进行处理，得到产品．
（1）步骤①中，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）步骤②中，“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．“停止C中的反应”的操作是打开K2，关闭K1．
（3）步骤③中，“过滤”用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒（填仪器名称）．将滤液进行处理过程是将滤液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
依据反应2S2O32-+I2→S4O62-+2I-，可用I2的标准溶液测定产品的纯度．取5.5g产品配制成100mL溶液．取10mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050mol/L I2的标准溶液进行滴定，相关数据记录如表所示．
编号1234
溶液的体积/mL10.0010.0010.0010.00
消耗I2标准溶液的体积/mL19.9919.9817.1320.03
（4）判断达到滴定终点的现象是加入最后一滴I2标准溶液后，溶液变蓝，且半分钟不改变．
（5）Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数是90.2%．（计算结果请用百分数表示并保留1位小数）（Na2S2O3•5H2O的式量为248）
5．用少量溴和足量的乙醇制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示：
有关数据列表如下：
乙醇1，2-二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-1309-116
回答下列问题：
（1）有乙醇制备1，2-二溴乙烷的两个方程式：CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br
（2）在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是d；（填正确选项前的字母）
a．引发反应 b．加快反应速度 c．防止乙醇挥发  d．减少副产物乙醚生成
（3）在装置C中应加入c（填序号），其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体．
a．水   b．浓硫酸   c．氢氧化钠溶液    d．饱和碳酸氢钠溶液
（4）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在下层（填“上”“下”）；
（5）安全瓶B中加入水，可以防倒吸，还可以检查反应进行时后面装置是否发生堵塞，写出发生堵塞时瓶B中现象：B中水面会下降，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出．
（6）判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去；
（7）若产物中有少量副产物乙醚，可用蒸馏的方法除去．
12．高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂．工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程如图：

请回答下列问题：
（1）该生产中需要纯净的CO2气体．写出实验室制取CO2的化学方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（2）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是bd（填字母）．
a．75%酒精    b．双氧水    c．苯酚    d． 84消毒液（NaClO溶液）
（3）写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（4）上述流程中可以循环使用的物质有KOH、MnO2（写化学式）．
（5）测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀．当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点．写出该反应的离子方程式：2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2↓+4H+．
（6）已知：常温下，Ksp[Mn（OH）2]=2.4×10-13．工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c（Mn2+）=2.4×10-5mol/L．
（7）操作Ⅰ的名称是过滤；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．
9．某学生用0.1mol•L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作分解为如下几步：
A．移取20mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶，并加入2～3滴酚酞
B．用标准溶液润洗滴定管2～3次
C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D．取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上1～2cm
E．调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数
F．在锥形瓶下垫一张白纸，把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度．
就此实验完成填空：
（1）正确操作步骤的顺序是（用序号字母填写）BDCEAF；
（2）上述B步骤操作的目的是洗去滴定管内壁附着的水，防止将标准液稀释而产生误差；
（3）上述A步骤操作之前，先用待测液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响是使测得未知液的浓度偏大；
（4）操作中锥形瓶下垫一张白纸的作用是便于观察溶液颜色变换，准确判断滴定终点；
（5）判断到达滴定终点的实验现象是当溶液由无色变为浅红色，且在半分钟内不褪色；
（6）若称取一定量的KOH固体（含少量NaOH）配制标准溶液并用来滴定上述盐酸，则对滴定结果产生的影响是使测得未知液浓度偏小．

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