高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点.docx

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高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点

2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点

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．某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。

（初步探究）

示意图

序号

温度

试剂A

现象

①

0°C

0.5mol∙L−1稀硫酸

4min左右出现蓝色

②

20°C

1min左右出现蓝色

③

20°C

0.1mol∙L−1稀硫酸

15min左右出现蓝色

④

20°C

蒸馏水

30min左右出现蓝色

（1）为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为______________。

（2）写出实验③中I-反应的离子方程式：

_____________________。

（3）对比实验②③④，可以得出的结论：

_______________________。

（继续探究）溶液pH对反应速率的影响查阅资料：

i.pH＜11.7时，I-能被O2氧化为I2。

ii.pH=9.28时，I2发生歧化反应：

3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，pH越大，歧化速率越快。

（4）小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验，装置如图所示。

序号

⑤

⑥

⑦

⑧

试管中溶液的pH

8

9

10

11

放置10小时后的现象

出现蓝色

颜色无明显变化

分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。

（5）甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应，如图所示，请你填写试剂和实验现象。

试剂1______________。

试剂2______________。

实验现象：

___________________________。

（深入探究）较高温度对反应速率的影响

小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。

序号

温度

试剂

现象

⑨敞口试管

水浴

70°C

5mL1mol∙L−1KI溶液

5mL0.5mol∙L−1稀硫酸

20min内仍保持无色，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色

⑩密闭试管

溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色

（6）对比实验⑨和⑩的现象差异，该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设，请你补充假设1。

假设1：

_______________。

假设2：

45°C以上I2易升华，70°C水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。

（7）针对假设2有两种不同观点。

你若认为假设2成立，请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_______________（写出一条）。

你若认为假设2不成立，请设计实验方案证明_______________。

【答案】0.5mol∙L−1稀硫酸4I－+O2+4H+=2I2+2H2O温度相同时，KI溶液被O2氧化成I2，c（H+）越大，氧化反应速率越快试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化试剂1：

1mol·L1KI溶液，滴加1%淀粉溶液试剂2：

pH=10的KOH溶液现象：

电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t＜30min）加热使O2逸出，c（O2）降低，导致I－氧化为I2的速率变慢理由：

KI溶液过量（即使加热时有I2升华也未用光KI），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色[其他理由合理给分，如淀粉与I2反应非常灵敏（少量的I2即可以与淀粉显色），所以实验⑨中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。

水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立[其他方案合理给分，如水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立]。

【解析】

【分析】

某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生4I－+O2+4H+=2I2+2H2O的氧化反应，根据实验进行对比，探究反应温度和稀硫酸浓度对反应速率的影响，pH=9.28时，I2发生歧化反应：

3I2+6OH－=IO3－+5I－+3H2O，pH越大，歧化速率越快，整个反应主要是既发生氧化反应又发生歧化反应，根据歧化速率与氧化速率和淀粉变色速率快慢得出颜色变化；将反应设计成原电池，利用化合价升高和化合价降低来分析；在较高温度对反应速率的实验对比中，假设可能加热使O2逸出，c（O2）降低，导致I－氧化为I2的速率变慢，也可能是45℃以上I2易升华，70℃水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。

【详解】

（1）根据①、②为探究温度对反应速率的影响，其他条件不变，实验②中试剂A应为0.5mol∙L−1稀硫酸；故答案为：

0.5mol∙L−1稀硫酸。

（2）实验③中I－与氧气在酸性条件下反应生成单质碘，其离子方程式4I－+O2+4H+=2I2+2H2O；故答案为：

4I－+O2+4H+=2I2+2H2O。

（3）对比实验②③④，三者温度相同，稀硫酸浓度越大，反应速率越快，因此可以得出的结论：

温度相同时，KI溶液被O2氧化成I2，c（H+）越大，氧化反应速率越快；故答案为：

温度相同时，KI溶液被O2氧化成I2，c（H+）越大，氧化反应速率越快。

（4）根据题中信息及⑦和⑧中颜色无明显变化，说明试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化；故答案为：

试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化。

（5）根据离子反应方程式4I－+O2+4H+=2I2+2H2O和图中信息氧气的通入，因此试剂1为1mol∙L−1KI溶液，滴加1%淀粉溶液，试剂2为pH=10的KOH溶液，因此可以看见实验现象电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t＜30min）；故答案为：

试剂1：

1mol∙L−1KI溶液，滴加1%淀粉溶液；试剂2：

pH=10的KOH溶液；现象：

电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t＜30min）。

（6）假设1：

加热使O2逸出，c（O2）降低，导致I－氧化为I2的速率变慢；故答案为：

加热使O2逸出，c（O2）降低，导致I－氧化为I2的速率变慢。

假设2：

45℃以上I2易升华，70℃水浴时，c（I2）太小难以显现黄色。

（7）针对假设2有两种不同观点。

你若认为假设2成立，请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因KI溶液过量（即使加热时有I2升华也未用光KI），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色[其他理由合理给分，如淀粉与I2反应非常灵敏（少量的I2即可以与淀粉显色），所以实验⑨中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。

你若认为假设2不成立，设计实验方案是水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立[其他方案合理给分，如水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立]。

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