C.Z的体积分数增大D.X的转化率下降
【答案】C
【解析】试题分析:
C项:
将气体体积压缩到原来的1/2,假设不移动,W的浓度为原平衡的2倍,故平衡逆向移动,Z的体积分数减小,故错。
故选C。
考点:
化学平衡的计算
点评:
本题考查化学平衡移动的影响因素,题目难度不大,注意根据浓度的变化判断平衡移动的方向,进而判断化学计量数关系为解答该题的关键。
13、一定条件下密闭容器中发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),能说明该反应达到化学平衡状态的是()()
A.N2.H2.NH3的浓度相等
B.N2.H2.NH3的浓度不再变化
C.N2.H2.NH3在密闭容器中共存
D.反应停止,正.逆反应速率都等于零
【答案】B
试题分析:
A.N2.H2.NH3的浓度相等,不一定处于平衡状态,错误;B.N2.H2.NH3的浓度不再变化,已达化学平衡状态,正确;C.N2.H2.NH3在密闭容器中共存,不一定处于化学平衡状态,错误;D.化学平衡为动态平衡,达平衡后,正.逆反应速率相等但不等于零,错误。
14、关于熵值(S)的叙述不正确的是()
A.熵值是一个物理量,只与物质的种类有关,而与其它因素无关
B.同一种物质,其所处的状态不同,熵值不同
C.不同种物质,同一状态(T、P)下,熵值不同
D.同一物质,当物质的量一定时,温度越高,熵值越大
【答案】A
【解析】熵值是一个物理量,同一物质的熵值与其聚集状态及外界条件有关。
例如:
同一物质,不同的聚集状态:
S(g)>S(l)>S(s);同一物质,同一聚集状态:
S(T高)>S(T低),S(P高)>S(P低)。
15、将一定量的SO2和氧气放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应放热)。
判断该反应达到平衡状态的标志是()
A.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等B.SO3的浓度等于SO2的浓度
C.容器中气体的压强不变D.容器中混合气体的密度保持不变
【答案】C
16、兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时,浓度或温度对反应速率的影响,他们准备了以下化学用品:
0.20mol/L与0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L与0.40mol/L的CH3COOH溶液、0.10mol/LCuCl2、锌片(形状、大小、质量相同)、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管,酸液温度控制为298K和308K.
(1)酸液都取足量、相同体积,请你帮助完成以下面实验设计表(表中不要留空格):
实验编号
温度(K)
盐酸浓度
醋酸浓度
实验目的
①
298
0.20mol/L
/
a.实验①和②是探究对锌与盐酸反应速率的影响;
b.实验①和③是探究对锌与盐酸反应速率的影响;
c.实验①和④是探究相同温度下,相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别.
②
308
0.20mol/L
/
③
298
0.40mol/L
/
④
/
(2)若
(1)中实验①锌片消失的时间是20s,则锌片剩余质量与时间关系图如上图.假设:
该反应温度每升高10℃,反应速率是原来的2倍;温度相同、浓度相同时,醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2.请你在此图中大致画出“实验②”(用实线)、“实验④中醋酸实验”(用虚线)的锌片质量与时间关系曲线.
(3)某实验小组在做
(1)中实验④时误加少量0.10mol/LCuCl2溶液,发现反应速率与
(1)中实验①接近.该组同学对影响因素提出如下假设,请完成假设三:
假设一:
Cu2+对该反应起催化剂作用
假设二:
Cl﹣对该反应起催化剂作用
假设三:
…
(4)请你设计实验验证上述假设三是否成立,写出实验步骤及预期现象:
实验步骤
预期现象
【答案】
(1)④:
298;0.20;实验目的:
a.不同温度;b.不同浓度;
(2)
;
(3)形成Zn﹣Cu原电池,加快反应速率(其它答案合理亦可);
(4)①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中,②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中;产生氢气的速率②大于①,证明构成原电池后可以大大加快反应速率.
【解析】
(1)实验①和②的不同点是盐酸的温度,所以是探究不同温度对Zn与盐酸反应速率的影响,实验①和③的不同点是盐酸的浓度,所以是探究不同浓度对Zn与盐酸反应速率的影响,实验①和④是探究相同温度下,相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别,所以实验④的温度是298K,醋酸的浓度是0.20mol/L,
故答案为:
④:
298;0.20;实验目的:
a.不同温度;b.不同浓度;
(2)该反应温度每升高10℃,反应速率是原来的2倍,温度相同、浓度相同时,醋酸的平均反应速度是盐酸的,与①比较,②温度升高10℃,反应速率是原来的2倍,所以②反应时间缩短到10s;④的反应速率是①的,则反应时间是①的2倍,即20s×2=40s,据此画出图象为:
;
故答案为:
;
(3)Zn置换出Cu,构成Zn﹣Cu原电池,能够加快反应速率,所以假设3为:
形成Zn﹣Cu原电池,加快反应速率,
故答案为:
形成Zn﹣Cu原电池,加快反应速率(其它答案合理亦可);
(4)设计对照试验,其中一个为原电池,如:
①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中,会过程中铜电极不反应,锌电极产生氢气;
②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中,可以观察到在铜电极上迅速产生氢气,产生氢气的速率大于①,根据①②可知,Zn﹣Cu构成原电池后可以大大加快反应速率,
故答案为:
①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中,②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中;产生氢气的速率②大于①,证明构成原电池后可以大大加快反应速率.
17、氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注.
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下表所示的方案完成实验.
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)实验①和②的目的是 .
同学们进行实验时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方法是
(填一种方法即可).
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示.
分析该图能够得出的实验结论是 .
Ⅱ.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如图2所示的实验装置进行实验.
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量
或 来比较.
(2)0.1gMnO2粉末加入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.请解释化学反应速率变化的原因:
.请计算H2O2的初始物质的量浓度为 (保留两位有效数字).
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无需写出具体操作):
a. ;b. .
【答案】Ⅰ.
(1)探究浓度对反应速率的影响;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在同一热水浴中);
(2)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;
Ⅱ.
(1)单位时间生成O2的体积;生成单位体积O2所需要的时间;
(2)随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;0.11mol/L;MnO2的质量有没有改变;MnO2的化学性质有没有改变.
【解析】Ⅰ.
(1)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),
故答案为:
探究浓度对反应速率的影响;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在同一热水浴中);
(2)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,
故答案为:
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;
Ⅱ.
(1)通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量单位时间生成O2的体积或生成单位体积O2所需要的时间来比较,
故答案为:
单位时间生成O2的体积;生成单位体积O2所需要的时间;
(2)浓度越大,反应速率越大,反之越小,随着反应进行,反应物的浓度逐渐减小,则速率逐渐减小;根据图象可以看出H2O2完全反应放出60mLO2,H2O2的分解反应为2H2O2
2H2O+O2↑,则:
n(H2O2)=
×2≈0.00536mol,
所以H2O2的初始物质的量浓度为:
c(H2O2)=
≈0.11mol/L;
如果反应前后MnO2的质量有没有改变、MnO2的化学性质有没有改变,则证明MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,
故答案为:
随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;0.11mol/L;MnO2的质量有没有改变;MnO2的化学性质有没有改变.
18、“碘钟”实验中,3I-+S2O82—===I3—+2SO42—的反应速率可以用I3—与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。
某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I-)/mol·L-1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O82—)/mol·L-1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题:
(1)该实验的目的是________________________________________________。
(2)显色时间t1=________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为______(填字母代号)。
A.<22.0sB.22.0s~44.0sC.>44.0sD.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是_________________________。
【答案】
(1)研究反应物I-与S2O82—的浓度对反应速率的影响
(2)29.3s (3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
【解析】本题主要考查外部因素如浓度、温度对化学反应速率的影响。
由已知数据可知,当c(I-)和c(S2O82—)乘积相等时,显色时间相等,故t1=
=29.3s。
升高温度加快化学反应速率,即缩短显蓝色的时间,故t<22.0s。
19、已知298K时有下列数据:
物质
Na2SO4·10H2O(s)
Na2SO4(s)
H2O(g)
H/kJ·mol-1
-4324.08
-1384.49
-241.83
Na2SO4·10H2O(s)===Na2SO4(s)+10H2O(g)ΔS=+1443.8J·mol-1·K-1
(1)上述反应在298K及100kPa时能否自发进行?
(2)欲在100kPa时使上述反应发生逆转,温度范围是多少?
【答案】
(1)不能
(2)T>361K
【解析】
(1)ΔH=H(Na2SO4)+10H(H2O)-H(Na2SO4·10H2O)=(-1384.49kJ·mol-1)+10×(-241.83kJ·mol-1)-(-4324.08kJ·mol-1)=+521.29kJ·mol-1
ΔG=ΔH-T·ΔS=+521.29kJ·mol-1-298K×1443.8×10-3kJ·mol-1·K-1=91kJ·mol-1>0,该反应不能自发进行。
(2)若要使反应逆转,则ΔH-T·ΔS<0,即:
+521.29kJ·mol-1-T×1443.8×10-3kJ·mol-1·K-1<0,所以T>361K时反应发生逆转。
20、某同学利用下图所示方法制取一定浓度的双氧水,并且测定其质量分数.
请回答下列问题:
(1)电解KHSO4饱和溶液时,阳极的电极反应式为_____________________________.
(2)测定所得H2O2溶液的质量分数:
①移取10.00mLH2O2溶液(密度为1.00g/mL)至250mL________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀.移取稀释后的H2O2溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样.
②用0.0100mol/L高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数填写在方框里.
H++
MnO
+
H2O2——
Mn2++
O2↑+
H2O
③滴定时,高锰酸钾溶液应装在________.滴定到达终点的现象是_________________.
④上述操作②中,滴入第一滴KMnO4溶液,溶液紫红色消失很慢,随着滴定过程中Mn2+的增多,溶液紫红色消失速率迅速加快.则Mn2+作用的是_______________________.
⑤若滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,则测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
⑥用同样方法滴定,三次消耗KMnO4溶液的体积分别为20.00mL、19.98mL、20.02mL.则所得H2O2溶液的质量分数是____________________________________________.
【答案】
(1)2SO
-2e-===S2O
(2)①容量瓶 ②6 2 5 2 5 8
③酸式滴定管 滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色
④催化剂 ⑤偏高 ⑥1.7%
【解析】本题利用KMnO4氧化双氧水的反应原理进行滴定来测定双氧水的质量分数,KMnO4溶液具有强氧化性,要用酸式滴定管来盛装,双氧水作为待测液要放在锥形瓶中,由于KMnO4溶液呈紫红色,刚好完全反应后呈无色,因此不需要滴加指示剂就可以进行终点判断.
根据6H++2MnO
+5H2O2===2Mn2++5O2↑+8H2O可求得H2O2的物质的量是5×10-4mol,进一步求得H2O2溶液的质量分数是1.7%.
21、CO是重要的化工原料,应用十分广泛.
(1)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)===H2O(g)+CO2(g)的ΔH=________.
(2)在10L密闭容器中充有10molCO与20molH2,在催化剂使用下反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g);CO的转化率(a)与温度、压强的关系如上图所示.
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,则在A点该温度下的平衡常数K=________.
②若A、C两点都表示达到平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA________tC(填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】
(1)-524.8kJ·mol-1
(2)①1mol2·L-2 ②大于
【解析】
(1)由盖斯定律可知
ΔH=ΔH1-ΔH2=-524.8kJ·mol-1
(2)起始时CO浓度1mol/L、H2的浓度是2mol/L,CO的转化率等于0.5.平衡时CO浓度0.5mol/L、H2浓度为1mol/L,CH3OH的浓度为0.5mol/L,则该温度下的平衡常数=1mol2·L-2.
(3)压强C点大于A点,则速率C点