某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案:
| 实验编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度 | ||
| 浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | 浓度(mol·L-1) | 体积 (mL) | ||
| ① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| ② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| ③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,每消耗1molH2C2O4转移_______mol电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=________mol·L-1·min-1。
(4)已知实验③中c(MnO4-)~反应时间t的变化曲线如下图。若保持其他条件不变,请在图中画出实验②中c(MnO4-)~t的变化曲线示意图。
工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
(1)不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。![]()
①该反应△H 0,△S 0(填“>”或“<”),则该反 自发进行(填“一定能”、“一定不能”、“不一定”)实际生产条件控制在250℃、l.3×l04kPa左右,选择此压强的理由是 。
(2)某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)="0.l" mol·L -1。
①该反应的平衡常数K= :
②在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的1/2,与原平衡相比,下列有关说法正确的是 (填序号)。
| A.氢气的浓度减少 |
| B.正反应速率加快,逆反应速率也加快 |
| C.甲醇的物质的量增加 |
| D.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 |
把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要。工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法。有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二。
表一:N2+ O2
2NO
| 温度 | 27℃ | 2000℃ |
| K值 | 3.84×10-31 | 0.1 |
表二:N2+ 3H2
| 温度 | 25℃ | 350℃ | 400℃ | 450℃ |
| K值 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
A、N2+ O2
B、人类大规模模拟大气固氮是没有意义的
C、在常温下,增加工业固氮的容器的压强,K值会发生改变
D、工业固氮是放热反应
(2)向某密闭容器中加入4 mol NH3、1.2 mol H2和一定量的N2三种气体,一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(N2)未画出]。乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件。
①若t1="15" s,则t0~t1阶段的反应速率为v(H2)=
②N2的起始物质的量为
③反应达到平衡状态,下列说法中能表明已达到平衡状态的是
A、单位时间内生成a molN2,同时生成3a mol H2 B、容器的总压强不再变化
C、混合气体的密度不再变化 D、三个H—H 键断裂的同时有六个H—N键断裂
④t4时刻改变的条件为 ,t5时刻改变的条件为
⑤已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式:____________________________________________________________________
如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入2 mol SO2和1 mol O2,乙中充入2 mol SO3和1 mol He,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),反应达到平衡后,再恢复至原温度,回答下列问题:![]()
(1)若固定隔板K,能表示甲容器中一定达到化学平衡的是
| A.甲中气体的总压强不变 | B.各气体的物质的量浓度不变 |
| C.混合气体的平均摩尔质量不变 | D.混合气体的密度不变 |
(2)达到平衡后隔板K是否可能处于0刻度 ________(填“可能”或“不可能”)。若K最终停留在0刻度左侧a处,则a一定小于________。
(3)若平衡时,K最终停留在左侧刻度1处,则甲中SO3的物质的量为________mol,乙中SO3的转化率________50%(填“>”、“<”或“=”),活塞F最终停留在右侧刻度______处(填下列序号:①<6 ②>6 ③=6)。
(4)若一开始就将K、F固定,其他条件均不变,甲平衡后压强变为开始压强的0.8倍,则甲、乙都达到平衡后,两容器的压强之比为P甲:P乙=
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g) ΔH =" a" kJ mol-1
(1)已知: ①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 =" +" 489.0 kJ mol-1
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 =" +" 172.5 kJ mol-1
则a = kJ mol-1。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K = ,温度升高后,K值 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
| | Fe2O3 | CO | Fe | CO2 |
| 甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
① 甲容器中CO的平衡转化率为 。
② 下列说法正确的是 (填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
d.增加Fe2O3可以提高CO的转化率
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a-c装置中,能保护铁的是 (填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是 (填名称)。
Ⅰ. 在水溶液中橙红色的Cr2O72-与黄色的CrO42-有下列平衡关系:
Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+,把K2Cr2O7溶于水配成稀溶液是橙色。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液后,溶液呈 色,因为 。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)中再加入过量稀H2SO4后,则溶液呈 色,因为 。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)则平衡向 方向移动,溶液颜色将 。(填“变深”、“变浅”或“不变”)
Ⅱ.实验室有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸的浓度在实验室中进行如下实验:
1.配制100mL 0.10mol/L NaOH标准溶液。
2.取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。
3.重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
| 实验编号 | NaOH溶液的浓度 (mol/L) | 滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL) | 待测盐酸溶液的体积 (mL) |
| 1 | 0.10 | 22.62 | 20.00 |
| 2 | 0.10 | 22.58 | 20.00 |
| 3 | 0.10 | 22.60 | 20.00 |
(1)滴定达到终点的现象是 ,此时锥形瓶内溶液的pH范围为 。
(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 。
(3)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用下图 的操作,然后挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
甲 乙 丙
(4)在上述实验中,下列操作(其它操作正确)会造成测定结果偏高的有 (多选扣分)。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.配制NaOH标准溶液时,没有等溶解液降至室温就转移至容量瓶中
E.配制NaOH标准溶液时,定容时仰视容量瓶的刻度线
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
Ⅰ.课本中通过向草酸(H2C2O4)溶液中滴加用硫酸酸化高锰酸钾中研究浓度对化学反应速率的影响,请你写出该反应的化学方程式 ,该反应不需使用指示剂的原因是 ;
Ⅱ.某同学根据课本外界条件对化学反应速率的影响原理,设计了硫代硫酸钠与硫酸反应有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
| 实验 序号 | 反应温度 (℃) | 参加反应的物质 | ||||
| Na2S2O3 | H2SO4 | H2O | ||||
| V/mL | c/mol?L-1 | V/mL | c/mol?L-1 | V/mL | ||
| A | 20 | 10 | 0.1 | 10 | 0.1 | 0 |
| B | 20 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
| C | 20 | 10 | 0.1 | 5 | 0.1 | 5 |
| D | 40 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
(1)写出上述反应的离子方程式
(2)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中反应速率最快的可能是 (填实验序号)
(3)在利用比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有 关的各项反应条件.其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合比较是 ;(填实验序号)
②A和B、A和C的组合比较所研究的问题是
③B和C的组合比较所研究的问题是
(4)教材是利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小的可能原因: