宁波备战高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题
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高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题附答案一、化学反应速率与化学平衡1.黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:现称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,终读数如图所示。
请回答下列问题:(1)称量样品所用的仪器为_____,将样品研细后再反应,其目的是_______。
(2)装置a的作用是________。
a.有利于空气中氧气充分反应 b.除去空气中的水蒸气c.有利于气体混合 d.有利于观察空气流速(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是___________。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为_________mL。
判断滴定已达终点的现象是_______。
通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(5)若用右图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是____。
(填编号)(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,假设实验操作均正确,可能的原因主要有____________________。
【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d装置中,使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色,且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;BaSO3被氧化成BaSO4【解析】【分析】(1)根据称量黄铜矿样品1.150g,选择精确度较高的仪器;将样品研细,增大了接触面积;(2)浓硫酸可以将水除去,还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速;(3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收;(4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积,根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点;先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2~2SO2~2I2,再根据题中数据进行计算;(5)图2中的②中通入二氧化硫,反应生成了硫酸钡沉淀,可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量;(6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2,另外BaSO3易被空气中氧气氧化,这些原因均能引起测定误差。
高中化学《化学反应速率与化学平衡》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.对于在恒容密闭容器中进行的反应()()()()22C s +H O g CO g +H g ,下列说法错误的是 ( )A .其他条件不变,充入少量He ,则反应速率增大B .若()()2正逆v CO =v H O ,则反应达到平衡状态C .其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变D .若混合气体的质量不再改变,则反应达到平衡状态 2.下列反应中,熵减小的是( ) A .2HI (g)=H 2 (g)+I 2 (g)B .NH 4NO 3爆炸:2NH 4NO 3 (s)=2N 2 (g)+4H 2O (g)+O 2 (g)C .2O 3 (g)=3O 2 (g)D .4NH 3 (g)+5O 2 (g)=4NO (g)+6H 2O (1)3.aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g) ΔH=Q ,同时符合两图中各曲线规律的是( )A .a+b>c+d T 1>T 2 Q>0B .a+b>c+d T 1>T 2 Q<0C .a+b>c+d T 1<T 2 Q<0D .a+b <c+d T 1<T 2 Q<04.某对于平衡体系xA(g)+yB(g)mC(g)+nD(g),其他条件不变增大压强,C 的百分含量减少,则下列关系中正确的是( ) A .x +m<n B .x +y<m +n C .m +n>xD .m +n<y +x5.已知某反应中各物质的浓度数据如下: ()()-1-1mA g +nB g qC g /mol L 3.6 2.4 2.42s /mol L 2.41.64.0⋅⋅()起始浓度末浓度则m:n:q等于()A.3:2:2 B.3:2:3 C.3:2:4 D.3:2:56.化学知识和技术发展离不开伟大化学家,下列人物与其贡献不匹配的是()A.侯德榜——工业制备烧碱B.勒夏特列——化学平衡的移动C.李比希——元素定量分析D.盖斯——反应热的计算7.现有下列两个图象:下列反应中符合上述图象的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0D.H2S(g)H2(g)+S(s) ΔH>0,10min 8.将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合,一定条件下发生反应X(s)3Y(g)2Z(g)时测得Y的物质的量为2.4mol,下列说法正确的是()A.10min内,X的平均反应速率为0.01mol/(L·min)B.第10min时,Z的浓度为0.4mol/LC.10min时,X的转化率为20%D.反应时,向容器中通入He,容器内压强增大,反应速率加快9.下列说法正确的是()A.活化分子间的碰撞一定能发生化学反应B.增大浓度时,化学反应速率加快,主要原因是反应物活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多C.△H<0的反应均是自发反应D.反应NH4HCO3(s)═NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)△H=+185.57kJ•mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向10.下图是可逆反应X 2+3Y 22Z 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述不正确的是( )A .t 1、t 2时,用不同物质表示正、逆反应速率有2v(X 2)=v(Z)B .t 2时,反应已达到了一定限度C .t 2~t 3,反应不再发生D .t 2~t 3,各物质的浓度不再发生变化 11.已知298K 时,2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g);△H=-197kJ ·mol -1。
2020-2021备战高考化学—化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习及答案一、化学反应速率与化学平衡1.某化学兴趣小组欲测定KClO 3,溶液与3NaHSO 溶液反应的化学反应速率.所用试剂为10mL0.1mol/LKClO 3,溶液和310mL0.3mol /LNaHSO 溶液,所得数据如图所示。
已知:2334ClO 3HSO Cl 3SO 3H ----++=++。
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内的平均反应速率()Cl v -=________()mol /L min ⋅。
(2)某同学仔细分析实验数据后发现,在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小.某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素,具体方法如表示。
方案假设实验操作Ⅰ该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快向烧杯中加入10mL0.1mo//L 的3KClO 溶液和10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液,Ⅱ取10mL0.1mo/L 的3KClO 溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl 固体,再加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液Ⅲ溶液酸性增强加快了化学反应速率分别向a 、b 两只烧杯中加入10mL0.1mol/L 的3KClO 溶液;向烧杯a 中加入1mL 水,向烧杯b 中加入1mL0.2mol/L 的盐酸;再分别向两只烧杯中加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液①补全方案Ⅰ中的实验操作:________。
②方案Ⅱ中的假设为________。
③除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是________。
④某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:________。
⑤反应后期,化学反应速率变慢的原因是________。
【答案】0.0025 插入温度计 生成的Cl -加快了化学反应速率 生成的24SO -加快了化学反应速率 将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液 反应物浓度降低 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内生成氯离子的浓度是0.010mol/L ,所以平均反应速率()()Cl0.010mol /L 4min 0.0025mol /L min c -=÷=⋅;(2)①由于是假设该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化;②方案I 、Ⅱ相比较,Ⅱ中加入了少量氯化钠,所以方案Ⅱ中的假设为生成的Cl -加快了化学反应速率;③由于反应中还有硫酸根离子生成,则除I 、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率;④为防止氯离子对实验的干扰,则改进措施是将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液; ⑤反应后期反应物浓度减小,因此化学反应速率变慢。
备战高考化学化学反应速率与化学平衡(大题培优易错难题)及答案一、化学反应速率与化学平衡1.根据当地资源等情况,硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。
完成下列填空:(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)+Q。
经2分钟反应达到平衡,测得n(SO3)=0.040mol,则O2的平均反应速率为______(2)在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______(选填编号)a.移出氧气b.降低温度c.减小压强d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图,请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。
酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性,其原因是______②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,本身被氧化为SO42﹣。
写出有关的离子方程式______。
有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______【答案】0.005mol/(L•min) bd 抑制Fe3+与Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+14N A【解析】【分析】(1)根据v=ct∆∆求出氧气的速率,然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算;(2)反应放热,为提高SO2平衡转化率,应使平衡向正反应方向移动,可降低温度,体积不变,不能从压强的角度考虑,催化剂不影响平衡移动,移出氧气,平衡向逆反应方向移动,不利于提高SO2平衡转化率,由此分析解答;(3)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫的转化率减小,但达到平衡所需要的时间缩短,据此画出曲线;(4)①Fe3+与Fe2+易水解,Fe2+易被氧化成Fe3+;②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式,结合方程计算转移电子数。
备战高考化学一模试题分类汇编——化学反应速率与化学平衡综合含详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性,某小组同学进行如下实验:已知:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol,+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+,Cr3+在水溶液中为绿色。
(1)试管c和b对比,推测试管c的现象是_____________________。
(2)试管a和b对比,a中溶液橙色加深。
甲认为温度也会影响平衡的移动,橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果;乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。
你认为是否需要再设计实验证明?__________(“是”或“否”),理由是____________________________________________________。
(3)对比试管a、b、c的实验现象,可知pH增大2-272-4c(Cr O)c(CrO)_____(选填“增大”,“减小”,“不变”);(4)分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象,说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-(填“大于”,“小于”,“不确定”);写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。
(5)小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水,探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响,结果如表所示(Cr2O72-的起始浓度,体积、电压、电解时间均相同)。
实验ⅰⅱⅲⅳ是否加入Fe2(SO4)3否否加入5g否是否加入H2SO4否加入1mL加入1mL加入1mL电极材料阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨阴极为石墨,阳极为铁Cr2O72-的去除率/%0.92212.720.857.3①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。
②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示,结合此机理,解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。
化学反应速率和化学平衡练习题(含详细答案)高中化学化学反应速率和化学平衡综合练一、选择题1.对于反应C + CO2 ⇌ 2CO(正反应吸热)和N2 + 3H2 ⇌ 2NH3(正反应放热),当温度升高时,v1增大,v2减小,因此选项C是正确的。
2.根据反应式2NH3 → N2 + 3H2,NH3的浓度从2.6mol/L降低到1.0 mol/L需要4秒,因此v(NH3)= (2.6-1.0)/4 = 0.4 mol/L/s,因此选项B是正确的。
3.当SO2 + O2 ⇌ 2SO3达到平衡状态时,SO2与SO3的浓度相等,因此选项B是正确的。
4.为了使正反应速率降低,A的浓度应增大,因此应采取降温的措施,选项D是正确的。
5.由浓度比可知,反应式为2A2 + B2 → 2AB,因此选项B是正确的。
6.在一定条件下,PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)(正反应吸热)达到平衡后,对体系加热会使PCl5分解率增加,因此选项B是错误的,选项A和C也是错误的,只有选项D是正确的。
7.在一定温度下,2.0体积的N2和6.0体积的H2通入一个带活性催化剂的反应器中,反应生成NH3,由于N2和H2的体积比为1:3,因此反应完全消耗后,NH3的体积为2.0体积,因此选项B是错误的,选项A和C也是错误的,只有选项D是正确的。
化学反应速率和化学平衡综合练一、选择题1.对于反应C + CO2 ⇌ 2CO(正反应吸热)和N2 + 3H2 ⇌ 2NH3(正反应放热),当温度升高时,反应速率v1增大,v2减小,因此选项C是正确的。
2.反应式2NH3 → N2 + 3H2,NH3的浓度从2.6 mol/L降低到1.0 mol/L需要4秒,因此反应速率v(NH3)= (2.6-1.0)/4 = 0.4 mol/L/s,因此选项B是正确的。
3.当SO2 + O2 ⇌ 2SO3达到平衡状态时,SO2与SO3的浓度相等,因此选项B是正确的。
2020-2021备战高考化学备考之化学反应速率与化学平衡压轴突破训练∶培优易错难题篇附答案解析(1)一、化学反应速率与化学平衡1.研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。
资料:a.Cu2O为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu2+。
b.CuO2为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu2+和H2O2。
c.H2O2有弱酸性:H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-。
编号实验现象Ⅰ向1mL pH=2的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液出现少量气泡Ⅱ向1mL pH=3的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡Ⅲ向1mL pH=5的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡(1)经检验生成的气体均为O2,Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是__。
(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设:ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。
为检验上述假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2,其反应的离子方程式是__。
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是__。
③为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取a g固体溶于过量稀硫酸,充分加热。
冷却后调节溶液pH,以PAN为指示剂,向溶液中滴加c mol·L−1EDTA溶液至滴定终点,消耗EDTA溶液V mL。
V=__,可知沉淀中不含Cu2O,假设ⅰ成立。
(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96g·mol−1,M(Cu2O)=144g·mol−1)(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__。
高考化学化学反应速率与化学平衡综合题附答案一、化学反应速率与化学平衡1.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)ƒI3-(aq) K=640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:微粒I-I2I3-浓度/(mol·L-1) 2.5×10-3a 4.0×10-3①a=__________。
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】2H2O2KI2H2O+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 32.510-⨯ 2c (I 2)+c (I-)+3c (I 3-)<0.033mol ·L -1【解析】 【分析】(1)H 2O 2+I -=H 2O +IO -,H 2O 2+IO -=H 2O +O 2↑+I -,把两式加和,即可得到总反应的化学方程式。
2023年高考化学二轮复习训练之化学反应速率与化学平衡一.选择题(共22小题)1.(2022•常宁市校级三模)在1L的密闭容器中充入2molN2和7molH2,发生反应N2+3H2=2NH3,保持其他条件不变,相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。
下列叙述错误的是()A.该反应是放热反应B.温度为T1K时,再加入1molN2和1molNH3,平衡向正反应方向移动C.温度为T1K时,N2的平衡转化率为50%D.a、c两点对应的压强:p a<p c2.(2022•苏州模拟)对于可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),下列叙述正确的是()A.当X、Y和Z的物质的量之比为1:3:2时,反应一定达到化学平衡B.通过控制反应条件,可以提高该反应进行的程度C.若Y的反应速率为0.3mol/(L•s),则X的反应速率为0.1mol/(L•s)D.若容器体积不变,向容器中充入氨气,压强增大,反应速率增大3.(2022•南通开学)对于反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣905.8kJ ⋅mol﹣1,下列说法正确的是()A.适当降温加压可提高NH3的平衡转化率B.该反应的平衡常数可表达为K=C.分离出NO(g),v(正)增大,平衡向正反应方向移动D.1molN﹣H断裂的同时有1molO﹣H断裂,说明反应到达该条件下的平衡状态4.(2022•南宁开学)一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)一定达到化学平衡状态的是()A.单位时间内生成2nmolSO3,同时消耗nmolO2B.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2C.SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化D.容器中的气体密度不再发生变化5.(2022•沙坪坝区校级开学)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如题所示。
已知:O3的起始浓度为0.0216mol/L。
高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题及详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.SO2是常见的大气污染物,燃煤是产生SO2的主要原因。
工业上有多种方法可以减少SO2的排放。
(1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。
该反应的总化学方程式是 ___________________________________ 。
(2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。
①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和 NaOH 溶液做吸收液,当生成等物质的量NaHSO 时,两种吸收液体积比V(Na SO ): V(NaOH)=_________________。
323②NaOH 溶液吸收了足量的SO2后会失效,可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤,使NaOH 溶液再生,再生过程的离子方程式是_________________。
(3)甲同学认为 BaCl2溶液可以做2的吸收液。
为此甲同学设计如下实验(夹持装置和SO加热装置略,气密性已检验)。
反应开始后, A 中 Na2 3固体表面有气泡产生同时有白雾SO生成; B 中有白色沉淀。
甲同学认为 B 中白色沉淀是 SO223,与 BaCl 溶液反应生成的BaSO所以 BaCl2溶液可做2SO 吸收液。
乙同学认为 B 中的白色沉淀是 BaSO44的原因是:,产生 BaSO①A 中产生的白雾是浓硫酸的酸雾,进入 B 中与 BaCI2溶液反应生成BaSO4沉淀。
②________________________________________________ 。
为证明 SO2与 BaCl2溶液不能得到 BaSO3沉淀,乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验(夹持装置和加热装置略,气密性已检验):反应开始后, A 中 Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成;B、 C 试管中除了有气泡外,未见其它现象; D 中红色褪去。
③试管 B 中试剂是 __________________ 溶液;滴加浓硫酸之前的操作是____________________ 。
宁波备战高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题一、化学反应速率与化学平衡1.某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取5.0 mL、0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴入0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液,实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V=_________mL。
(2)小组同学在进行(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,一段时间后速率会突然加快。
对此该小组的同学展开讨论:①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升高,速率加快。
②乙同学认为随着反应的进行,因_________,故速率加快。
(3)为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题:①装置乙中仪器A的名称为_________。
②定性分析:如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是____________________________________。
③定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同,排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间【解析】【分析】(1)①、②作对比实验分析,其他条件相同时,只有一个条件的改变对反应速率的影响;(2)探究反应过程中反应速率加快的原因,一般我们从反应放热,温度升高,另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用;(3)比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,阳离子不同,尽量让阴离子相同,减少阴离子不同造成的差别,催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体,所需时间的长短入手。
【详解】(1)①实验1、3反应物物质的量浓度,但温度不同,所以反应速率不同是由温度不同导致的,故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响;②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响,此时反应温度相同,KMnO4的浓度相同,故表中V=4.0mL(2)随着反应的进行,生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加,生成的Mn2+可能对反应有催化作用;(3)①由仪器的构造,可知仪器A为分液漏斗;②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,必须保证在其他的条件相同,所以将CuSO4改为CuCl2更为合理,可以避免由于阴离子不同造成的干扰;③如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是时间,收集相同体积的气体,所需要的时间越少,反应速率越快。
【点睛】本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响,综合性较强。
2.研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。
资料:a.Cu2O为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu2+。
b.CuO2为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu2+和H2O2。
c.H2O2有弱酸性:H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-。
编号实验现象Ⅰ向1mL pH=2的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液出现少量气泡Ⅱ向1mL pH=3的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡Ⅲ向1mL pH=5的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡(1)经检验生成的气体均为O2,Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是__。
(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设:ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。
为检验上述假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2,其反应的离子方程式是__。
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是__。
③为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取a g固体溶于过量稀硫酸,充分加热。
冷却后调节溶液pH,以PAN为指示剂,向溶液中滴加c mol·L−1EDTA溶液至滴定终点,消耗EDTA溶液V mL。
V=__,可知沉淀中不含Cu2O,假设ⅰ成立。
(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96g·mol−1,M(Cu2O)=144g·mol−1)(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__。
(4)研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。
实验Ⅴ:在试管中分别取1mL pH=2、3、5的1mol·L−1Na2SO4溶液,向其中各加入0.5mL30% H2O2溶液,三支试管中均无明显现象。
实验Ⅵ:__(填实验操作和现象),说明CuO2能够催化H2O2分解。
(5)综合上述实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是__。
【答案】2H2O2O2↑+2H2O H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+ CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性,在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu,无法观察到红色沉淀Cu 1000a96c溶液中存在H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-,溶液pH增大,两个平衡均正向移动,O22-浓度增大,使得CuO2沉淀量增大将Ⅲ中沉淀过滤,洗涤,干燥,称取少量于试管中,加入30%H2O2溶液,立即产生大量气泡,反应结束后,测得干燥后固体的质量不变 CuO2的催化能力强于Cu2+;随pH增大,Cu2+与H2O2反应生成CuO2增多【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知,在硫酸铜做催化剂作用下,双氧水分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2O2↑+2H2O,故答案为:2H2O2O2↑+2H2O;(2)①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2,说明双氧水与铜离子反应生成过氧化铜和水,反应的离子方程式为H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+,故答案为:H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+;②由题意可知,过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成双氧水,双氧水具有强氧化性,在酸性条件下可能会氧化氧化亚铜或铜,无法观察到红色沉淀,说明假设ⅱ可能成立,乙同学的观点正确,故答案为:CuO2与H+反应产生的H2O2具有强氧化性,在酸性条件下可能会氧化Cu2O或Cu,无法观察到红色沉淀Cu;③a g过氧化铜的物质的量为ag96g/mol,由方程式可得如下关系:CuO2—Cu2+—EDTA,则有ag 96g/mol = c mol/L×V×10—3L,解得V=1000a96cml,故答案为:1000a96c;(3)由题意可知,双氧水溶液中存在如下电离平衡H2O2H+ +HO2-、HO2-H+ +O22-,溶液pH增大,氢离子浓度减小,两个平衡均正向移动,过氧根浓度增大,使得过氧化铜沉淀量增大,故答案为:溶液中存在H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-,溶液pH 增大,两个平衡均正向移动,O22-浓度增大,使得CuO2沉淀量增大;(4)若过氧化铜能够催化过氧化氢分解,过氧化氢分解速率加快,催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化,则实验操作和现象为将Ⅲ中沉淀过滤,洗涤,干燥,称取少量于试管中,加入30%H2O2溶液,立即产生大量气泡,反应结束后,测得干燥后固体的质量不变,故答案为:将Ⅲ中沉淀过滤,洗涤,干燥,称取少量于试管中,加入30%H2O2溶液,立即产生大量气泡,反应结束后,测得干燥后固体的质量不变;(5)由以上实验可知,当溶液pH 增大时,双氧水溶液中过氧根浓度增大,使得过氧化铜沉淀量增大,过氧化铜的催化能力强于铜离子,使双氧水的分解速率增大,故答案为:CuO 2的催化能力强于Cu 2+;随pH 增大,Cu 2+与H 2O 2反应生成CuO 2增多。
【点睛】当溶液pH 增大时,双氧水溶液中过氧根浓度增大,使得过氧化铜沉淀量增大,过氧化铜的催化能力强于铜离子,使双氧水的分解速率增大是解答关键,也是实验设计的关键。
3.某化学兴趣小组欲测定KClO 3,溶液与3NaHSO 溶液反应的化学反应速率.所用试剂为10mL0.1mol/LKClO 3,溶液和310mL0.3mol /LNaHSO 溶液,所得数据如图所示。
已知:2334ClO 3HSO Cl 3SO 3H ----++=++。
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内的平均反应速率()Cl v -=________()mol /L min ⋅。
(2)某同学仔细分析实验数据后发现,在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小.某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素,具体方法如表示。
方案 假设实验操作 Ⅰ 该反应放热使溶液温度升高,反应速率加快 向烧杯中加入10mL0.1mo//L 的3KClO 溶液和10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液,Ⅱ 取10mL0.1mo/L 的3KClO 溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl 固体,再加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液Ⅲ 溶液酸性增强加快了化学反应速率分别向a 、b 两只烧杯中加入10mL0.1mol/L 的3KClO 溶液;向烧杯a中加入1mL 水,向烧杯b 中加入1mL0.2mol/L 的盐酸;再分别向两只烧杯中加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液①补全方案Ⅰ中的实验操作:________。
②方案Ⅱ中的假设为________。
③除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是________。
④某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:________。
⑤反应后期,化学反应速率变慢的原因是________。
【答案】0.0025 插入温度计 生成的Cl -加快了化学反应速率 生成的24SO -加快了化学反应速率 将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液 反应物浓度降低【解析】【分析】【详解】(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内生成氯离子的浓度是0.010mol/L ,所以平均反应速率()()Cl 0.010mol /L 4min 0.0025mol /L min c -=÷=⋅; (2)①由于是假设该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化;②方案I 、Ⅱ相比较,Ⅱ中加入了少量氯化钠,所以方案Ⅱ中的假设为生成的Cl -加快了化学反应速率;③由于反应中还有硫酸根离子生成,则除I 、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率;④为防止氯离子对实验的干扰,则改进措施是将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液; ⑤反应后期反应物浓度减小,因此化学反应速率变慢。