高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案.docx
《高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案
2020-2021高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案
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．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：
步骤1：
取8mL0.1
的KI溶液于试管,滴加0.1
的FeCl3溶液5～6滴,振荡；
请写出步骤1中发生的离子反应方程式：
_________________
步骤2:
在上述试管中加入2mLCCl4，充分振荡、静置；
步骤3：
取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.1
的KSCN溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。
探究的目的是通过检验Fe3+，来验证是否有Fe3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。
针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：
KI溶液过量，Fe3+完全转化为Fe2+，溶液无Fe3+
猜想二：
Fe3+大部分转化为Fe2+，使生成Fe（SCN）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
信息一：
乙醚比水轻且微溶于水，Fe（SCN）3在乙醚中的溶解度比在水中大。
信息二：
Fe3+可与
反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。
结合新信息，请你完成以下实验：
各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A、B中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处：
实验操作
预期现象
结论
实验1：
在试管A加入少量乙醚，充分振荡，静置
_____________
____________
实验2：
__________________________
若产生蓝色沉淀
则“猜想二”成立
【答案】
若液体分层，上层液体呈血红色。
则“猜想一”不成立在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡
【解析】
【分析】
【详解】
（1）KI溶液与FeCl3溶液离子反应方程式
；
（2）①由信息信息一可得：
取萃取后的上层清液滴加2-3滴K4[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：
往探究活动III溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色，
实验操作
预期现象
结论
若液体分层，上层液体呈血红色。
则“猜想一”不成立
实验2：
在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）6]溶液，振荡
3．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________________________；
（3）实验室中现有
、
、
、
等4中溶液，可与实验中
溶液起相似作用的是______________________________________；
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有________（答两种）；
（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中：
V1=______，V6=______，V9=______；
②该同学最后得出的结论为：
当加入少量
溶液时，生成氢气的速率会大大提高。
但当加入的
溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因________________________________________________________
【答案】Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率Ag2SO4升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答案合理即可）301017.5当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积
【解析】
【详解】
（1）在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：
CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。
（2）由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了CuZn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。
（3）只要是比锌的金属性弱的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。
（4）要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：
升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。
（5）①因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取 30mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20mL，可以求得V6＝10mL，V9＝17.5mL。
②由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢。
4．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液＋少量HCl溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_______________________________。
（2）常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为_____________________。
（3）实验①和②的目的是______________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。
为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_______________________。
（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。
分析上图能够得出的实验结论是__________________________。
【答案】
（1）降低了活化能
（2）H2O2
H＋＋HO2-
（3）探究浓度对反应速率影响向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）
（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
【解析】
分析：
（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能；（3）实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答。
详解：
（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而加快反应速率，故答案为降低了反应的活化能；
（2）H2O2的电离方程式为H2O2
H++HO2－；（3）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
点睛：
本题考查影响化学反应速率的因素，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，题目难度中等，注意信息的利用即可解答。
5．某化学兴趣小组为验证SO2的还原性和Fe3+的氧化性，特邀你参与以下探究活动。
I.理论预测
该兴趣小组实验实施前进行了充分的讨论交流,确定选择SO2和FeCl3溶液的反应来探究，并预测将SO2通入FeCl3溶液中的现象。
小组同学想听听你的分析：
（1）确定选择SO2和FeCl3溶液的反应而不选择SO2和Fe（NO3）3溶液的反应来探究，你认为可能是基于什么原因作出的选择：
_______________________________________。
（2）将SO2通入FeCl3溶液中，你认为可能观察到的现象是：
______________________，你预测的理论依据是（用离子方程式表示）：
___________________________________。
II.实验探究
（1）配制1mol·L-1FeCl3溶液（未用盐酸酸化）
①下面是小组四位同学在配制溶液时的“转移”操作，其中正确的是：
_________。
②检测得知溶液呈酸性，其原因是：
___________________________（用离子方程式表示）。
（2）将SO2通入FeCl3溶液至饱和，观察到溶液由棕黄色变为红棕色，并没有观察到预期的现象。
将反应后的溶液放置12小时后又出现了预期的结果。
查阅资料得知：
[Fe（HSO3）]2+为红棕色，生成[Fe（HSO3）]2+的反应为可逆反应。
请你用化学方程式解释将SO2通入FeCl3溶液至饱和时观察到的现象：
_____________________________________。
（3）为了探究如何缩短红棕色变为预期颜色的时间，小组继续探究：
另取少量FeCl3溶液，再通入SO2，溶液变为红棕色，加浓HCl酸化，几分钟后变为预期颜色。
请你推测小组在实验方案设计中“加浓HCl酸化”的目的是：
_____________________________________________________。
【答案】NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰溶液由（棕）黄色变为浅绿色2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+AFe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+FeCl3+SO2+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+HCl增大H+浓度，使“FeCl3+SO2+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率
【解析】
【分析】
本题考查SO2和FeCl3溶液反应的实验探究，涉及物质性质的分析，物质的量浓度溶液的配制，盐类的水解，外界条件对化学平衡的影响，结合相应知识进行分析；
【详解】
I.
（1）SO2溶于水显酸性，酸性条件下，NO3-也可将SO2氧化，干扰实验，因此，本题答案为：
NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰；
（2）由于SO2具有还原性，Fe3+具有氧化性，预测SO2通入FeCl3溶液中SO2将Fe3+还原为Fe2+，可能观察到的现象是：
溶液由棕黄色变为浅绿色。
反应的离子方程式可表示为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，因此，本题答案为：
溶液由（棕）黄色变为浅绿色；2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42+4H+；
II.
（1）①“转移”时防止溶液外洒，应将玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度线以下，用玻璃棒引流溶液，故选A；
②FeCl3属于强酸弱碱盐，由于Fe3+的水解使溶液呈酸性，Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+，因此，本题答案为：
Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+；
（2）根据资料，红棕色溶液中含[Fe（HSO3）]2+，该过程中元素的化合价没有变化，反应的化学方程式为SO2+FeCl3+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，因此，本题答案为：
FeCl3+SO2+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+HCl；
（3）出现红棕色是发生了反应SO2+FeCl3+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，缩短红棕色时间，使上述平衡向逆反应方向移动。
因此，本题答案为：
增大H+浓度，使“FeCl3+SO2+H2O
[Fe（HSO3）]Cl2+HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率；
6．某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。
[实验一]配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250mL0.2mol·L－1的醋酸溶液，用0.2mol·L－1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。
回答下列问题：
（1）配制250mL0.2mol·L－1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________和________。
（2）为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.2000mol·L－1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积（mL）
20.05
20.00
18.80
19.95
则该醋酸溶液的准确浓度为________（保留小数点后四位）。
[实验二]
探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH，结果如下，回答下列问题：
醋酸浓度
（mol·L－1）
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
（3）从表中的数据，还可以得出另一结论：
随着醋酸浓度的减小，醋酸的电离程度将________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是：
______。
[实验三]探究温度对醋酸电离程度的影响
（5）请你设计一个实验完成该探究，请简述你的实验方案：
___________________________________。
【答案】胶头滴管250mL容量瓶0.2000mol·L－1增大0.0100mol·L－1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1（或其他合理答案）用pH计（或pH试纸）测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH
【解析】
【分析】
实验一：
（1）根据仪器的用途选取仪器，用胶头滴管定容，用250mL容量瓶配制溶液，
（2）根据NaOH的体积，第3次数据显然误差较大，舍去；
实验二：
（1）以0.1000mol/L、0.0100mol/L醋酸为例，设0.1000mol/L的醋酸溶液体积为1L，将其稀释至0.0100mol/L，体积变为10L，两溶液中H+的物质的量分别为：
10-2.88mol、10-2.38mol，可见溶液变稀，电离出的H+的物质的量增大；
【详解】
实验一：
（1）根据仪器的用途选取仪器，用胶头滴管定容，用250mL容量瓶配制溶液，答案为：
胶头滴管；250mL容量瓶；
（2）根据NaOH的体积，第3次数据显然误差较大，舍去；另外三次所用NaOH平均体积为：
mL=20.00mL，则氢氧化钠溶液平均浓度：
=0.2000mol/L，答案为：
0.2000mol/L；
实验二：
（1）以0.1000mol/L、0.0100mol/L醋酸为例，设0.1000mol/L的醋酸溶液体积为1L，将其稀释至0.0100mol/L，体积变为10L，两溶液中H+的物质的量分别为：
10-2.88mol、10-2.38mol，可见溶液变稀，电离出的H+的物质的量增大，说明醋酸的电离程度增大，答案为：
增大；
（2）看每次测量值，H+浓度远小于醋酸的浓度，说明醋酸不完全电离；联系起来看，浓度为0.1000mol/L、0.0100mol/L及0.0010mol/L的醋酸，pH变化值小于1，所以醋酸是弱电解质，答案为：
0.0100mol/L醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1；
实验三：
探究温度对醋酸的电离程度的影响，应控制其他条件相同，只有温度存在差异的醋酸溶液，H+浓度有差异，能够对溶液中H+浓度区分度较好的仪器是pH计，答案为：
用pH计（或pH试纸）测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH。
7．某小组以醋酸为例探究弱酸的性质。
（1）实验一：
探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。
①设计实验方案如下表，表中c=________mol·L-1。
编号
酸的种类
酸的浓度/mol·L-1
酸的体积/mL
镁条质量/g
1
醋酸
1.0
10
2.0
2
盐酸
c
10
2.0
②实验步骤：
a）检查装置（下图）的气密性后，添加药品；
b）反应开始后，___________________________（填写操作）；
c）将所记录的数据转化为曲线图（右图）。
③写出0～5min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：
____________。
（2）实验二：
现有一瓶醋酸溶液，常温下测定其中醋酸的电离程度（已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比）。
设计实验方案，将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中。
待测物理量
测定方法
①__________
量取25.00mL醋酸溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.1000mol·L-1NaOH标准溶液装入碱式滴定管中，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．
②__________
_______________________________________
【答案】1.0每隔1min记录一次生成H2的体积醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小醋酸溶液的物质的量浓度H+的物质的量浓度取适量醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液pH
【解析】
【分析】
（1）①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素保持一致，据此分析C的数值；
②据图可知，是要通过测量在相同的时间内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，据此分析反应开始后的操作；
③通过图象来分析单位时间内氢气的体积的变化可知醋酸、盐酸与镁条反应的速率的变化情况；
（2）醋酸的电离程度是已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比，故要求醋酸的电离程度，故应测出醋酸溶液的浓度和溶液中H+的浓度，据此分析。
①根据测定方法可知，此为酸碱中和滴定，可测出醋酸溶液的浓度；碱液应盛放在碱式滴定管中；
②由于①能测出醋酸溶液的浓度，故此步实验的目的是测量溶液中H+的浓度，而若较精确的测量溶液的pH，用pH计。
【详解】
（1）①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素保持一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故C也应为1.0mol/L，故答案为：
1.0；
②据图可知，是要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔1min记录一次生成H2的体积，故答案为：
每隔1min记录一次生成H2的体积；
③通过图象分析可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单位时间内生成的氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小，故答案为：
醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显，盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小；
（2）醋酸的电离程度是已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比，故要求醋酸的电离程度，故应测出醋酸溶液的浓度和溶液中H+的浓度。
①根据测
升级会员 