化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案1.docx

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化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案1

化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题及答案

（1）

一、化学反应速率与化学平衡

1．硫代硫酸钠（Na2S2O3）是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2

实验I：

Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：

2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：

（1）仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。

b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。

c中试剂为_______

（2）实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______（写出一条）

（3）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______

实验Ⅱ：

探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料：

Fe3++3S2O32-⇌Fe（S2O3）33-（紫黑色）

装置

试剂X

实验现象

Fe2（SO4）3溶液

混合后溶液先变成紫黑色，30s后几乎变为无色

（4）根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______（填操作、试剂和现象），进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：

_______

实验Ⅲ：

标定Na2S2O3溶液的浓度

（5）称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：

用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7（摩尔质量为294g∙mol-1）0.5880g。

平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：

6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为25.00mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1

【答案】分液漏斗蒸馏烧瓶硫化钠和碳酸钠的混合液调节酸的滴加速度若SO2过量，溶液显酸性．产物会发生分解加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀开始生成Fe（S2O3）33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe3+与S2O32-氧化还原反应的程度大，导致Fe3++3S2O32-⇌Fe（S2O3）33-（紫黑色）平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色0.1600

【解析】

【分析】

【详解】

（1）a的名称即为分液漏斗，b的名称即为蒸馏烧瓶；b中是通过浓硫酸和Na2SO3反应生成SO2，所以方程式为：

；c中是制备硫代硫酸钠的反应，SO2由装置b提供，所以c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；

（2）从反应速率影响因素分析，控制SO2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；

（3）题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：

SO2过量，溶液显酸性，产物会发生分解；

（4）检验Fe2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：

开始阶段，生成的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；

（5）间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：

①；②；反应①I-被氧化成I2，反应②中第一步所得的I2又被还原成I-，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的得电子总数就与消耗的失电子总数相同；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。

所以假设c（Na2S2O3）=amol/L，列电子得失守恒式：

，解得a=0.1600mol/L。

2．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。

（1）资料1：

KI在该反应中的作用：

H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。

总反应的化学方程式是________________。

（2）资料2：

H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。

下列判断正确的是___________（填字母）。

a.加入KI后改变了反应的路径

b.加入KI后改变了总反应的能量变化

c.H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应

（3）实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。

再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。

资料3：

I2也可催化H2O2的分解反应。

①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________，说明有I2生成。

②气泡明显减少的原因可能是：

i.H2O2浓度降低；ii.________。

以下对照实验说明i不是主要原因：

向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。

A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。

观察到的现象是_____________。

（4）资料4：

I－（aq）＋I2（aq）I3－（aq）K＝640。

为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：

向20mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL0.10mol·L－1KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：

微粒

I－

I2

I3－

浓度/（mol·L－1）

2.5×10－3

a

4.0×10－3

①a＝__________。

②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是________________。

【答案】2H2O22H2O＋O2↑a下层溶液呈紫红色在水溶液中I2的浓度降低A试管中产生气泡明显变少；B试管中产生气泡速率没有明显减小2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）＜0.033mol·L－1

【解析】

【分析】

（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式。

（2）a.加入KI后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a正确；

b.加入KI后，反应物和生成物的能量都没有改变，b不正确；

c.由图中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－是吸热反应，c不正确。

（3）①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成。

②气泡明显减少的原因可能是：

i.H2O2浓度降低；ii.在水溶液中I2的浓度降低。

以下对照实验说明i不是主要原因：

向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。

A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。

观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。

（4）①，由此可求出a。

②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中c（I-）=，求出I－，I2，I3－中所含I的浓度和，二者比较便可得到结论。

【详解】

（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。

答案为：

2H2O22H2O＋O2↑；

（2）a.加入KI后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a正确；

b.加入KI后，反应物和生成物的能量都没有改变，b不正确；

c.由图中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，c不正确。

答案为：

a；

（3）①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2生成。

答案为：

下层溶液呈紫红色；

②气泡明显减少的原因可能是：

i.H2O2浓度降低；ii.在水溶液中I2的浓度降低。

以下对照实验说明i不是主要原因：

向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。

A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。

观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。

答案为：

在水溶液中I2的浓度降低；A试管中产生气泡明显变少，B试管中产生气泡速率没有明显减小；

（4）①，由此可求出a=2.5×10-3mol/L。

答案为：

2.5×10-3；

②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中，c（I-）=；现在溶液中，I－，I2，I3－中所含I的浓度和为2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033，I不守恒，说明产物中还有含碘微粒。

答案为：

2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）<0.033mol·L－1。

【点睛】

在做探究实验前，要进行可能情况预测。

向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄，则表明生成了I2，加入CCl4且液体分层后，发现气泡逸出的速率明显变慢，CCl4与H2O2不反应，是什么原因导致生成O2的速率减慢？

是c（H2O2）减小，还是c（I2）减小所致？

于是我们自然想到设计对比实验进行验证。

3．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。

请回答相关问题。

（1）定性分析：

如图1可通过观察_______，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为0.05mol/LFe2（SO4）3更为合理，其理由是_______。

（2）定量分析：

如图2所示，实验时均生成40mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。

实验中需要测量的数据是_________。

（3）加入0.10molMnO2粉末于50mLH2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示。

①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式________________。

②实验时放出气体的总体积是________mL。

③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：

___＞___＞___＞___。

解释反应速率变化的原因___________________。

④H2O2的初始物质的量浓度是___________（请保留两位有效数字）。

【答案】产生气泡的快慢消除阴离子不同对实验的干扰产生40mL气体所需的时间2H2O22H2O+O2↑60DCBA随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢0.11mol/L

【解析】

【详解】

⑴该反应中产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断；氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，答案为：

两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；

⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：

关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，答案为：

分液漏斗，关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；产生40ml气体所需要的时间。

⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；

①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：

2H2O22H2O+