(浙江專版)2022年高中化學(xué) 專題過(guò)關(guān)檢測(cè)(四)化學(xué)反應(yīng)條件的控制 蘇教版選修6
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1、(浙江專版)2022年高中化學(xué) 專題過(guò)關(guān)檢測(cè)(四)化學(xué)反應(yīng)條件的控制 蘇教版選修6 一、選擇題(本題包括10小題,每小題2分,共20分。每小題的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)符合要求) 1.用3 g塊狀大理石與30 mL 3 mol·L-1鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體,若要增大反應(yīng)速率,可采取的措施是( ) ①再加入30 mL 3 mol·L-1鹽酸?、诟挠?0 mL 6 mol·L-1鹽酸?、鄹挠? g粉末狀大理石?、苓m當(dāng)升高溫度 A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③ 解析:選B 對(duì)于反應(yīng)CaCO3(s)+2HCl(aq)===CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O
2、(l),增大反應(yīng)速率的方法有增大HCl溶液的濃度,升高溫度或?qū)K狀大理石改為粉末狀大理石。 2.為了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,4位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了下列4個(gè)實(shí)驗(yàn),其中結(jié)論不正確的是( ) A.將大小、形狀相同的鎂條和鋁條與相同濃度、相同溫度下的鹽酸反應(yīng)時(shí),兩者快慢相同 B.盛有相同濃度雙氧水的兩支試管,一支加入MnO2放在冷水中,一支直接放在冷水中,前者反應(yīng)快 C.將濃硝酸分別放在冷暗處和強(qiáng)光下,發(fā)現(xiàn)強(qiáng)光下的濃硝酸分解得快 D.升高溫度,H2O2的分解速率加快,原因是反應(yīng)物分子的能量增加,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞次數(shù)增多 解析:選A 影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的性質(zhì),鎂
3、、鋁的活潑性不同,故兩者與同濃度的鹽酸反應(yīng)快慢不同。 3.等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)定在不同時(shí)間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到下圖,則曲線a、b、c、d所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組別可能是( ) 組別 c(HCl)/mol·L-1 溫度/℃ 狀態(tài) 1 2.0 25 塊狀 2 2.5 25 塊狀 3 2.5 50 塊狀 4 2.5 50 粉末狀 A.4 3 2 1 B.1 2 3 4 C.3 4 2 1 D.1 2 4 3 解析:選A 本題影響反應(yīng)速率的因素有溫度、濃度和接觸面積,三者兼顧才可得出正確答案。第
4、4組濃度最大,溫度最高且為粉末狀,反應(yīng)最快,對(duì)應(yīng)曲線a。 4.為了探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是( ) A B C D 解析:選D 要在相同條件下,只改變溫度,才能比較出溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 5.對(duì)可逆反應(yīng)2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定條件下達(dá)到平衡,下列有關(guān)敘述正確的是( ) ①增加A的量,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) ②升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)減小 ③壓強(qiáng)增大一倍,平衡不移動(dòng),v(正)、v(逆)不變 ④增大B的濃度,v(正)>v(逆) ⑤加入催化劑,B的轉(zhuǎn)化率提高 A
5、.①② B.④ C.③ D.④⑤ 解析:選B A是固體,其量的變化對(duì)平衡無(wú)影響;而增大B的濃度,正反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v(正)>v(逆);升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),但v(正)、v(逆)都增大;催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率不變。 6.把NO2和N2O4的混合氣體盛在甲、乙兩個(gè)大小相同的連通燒瓶里,然后用夾子夾住橡皮管,把甲燒瓶放進(jìn)冷水里(N2O4沒(méi)有液化),乙燒瓶放入熱水里,一段時(shí)間后,兩個(gè)燒瓶中氣體具有相同的( ) A.分子數(shù) B.質(zhì)量 C.顏色 D.平均相對(duì)
6、分子質(zhì)量 解析:選B 2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,升高溫度, (紅棕色) (無(wú)色) 化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氣體顏色加深,分子數(shù)增多,平均相對(duì)分子質(zhì)量減少,但氣體的總質(zhì)量不變。 7.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個(gè)容積可變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡:X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到新平衡,下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較,正確的是( ) 選項(xiàng) 改變的 條件 正、逆反應(yīng)速率變化 新平衡和原平衡比較 A 升高溫度 逆反應(yīng)速率增大量大于正反應(yīng)速率增大量 Z的體積分?jǐn)?shù)變大
7、 B 增大壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 Z的濃度不變 C 減小壓強(qiáng) 正、逆反應(yīng)速率都減小 Y的體積分?jǐn)?shù)變大 D 充入一定量Z 逆反應(yīng)速率增大 X的體積分?jǐn)?shù)不變 解析:選D 將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入一個(gè)容積可變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡:X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。升高溫度,平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng),Z的體積分?jǐn)?shù)減??;增大壓強(qiáng),體積縮小,反應(yīng)物和生成物濃度均增大,正逆反應(yīng)速率均增大。該反應(yīng)前后氣體體積沒(méi)有變化,減壓操作平衡不移動(dòng),X的體積分?jǐn)?shù)保持不變。 8.現(xiàn)有反應(yīng)S2Cl2(l)+Cl2(g)2SCl2(l)
8、 (橙黃色) (鮮紅色) ΔH=-50.16 kJ·mol-1,在密閉容器中達(dá)到平衡,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.溫度不變,增大容器的體積,S2Cl2的轉(zhuǎn)化率降低 B.溫度不變,縮小容器的體積,液體的顏色加深 C.壓強(qiáng)不變,升高溫度,液體的顏色變淺 D.體積不變,降低溫度,氯氣的轉(zhuǎn)化率降低 解析:選D A項(xiàng),溫度不變,增大容器的體積,即減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng),S2Cl2的轉(zhuǎn)化率降低,正確;B項(xiàng),溫度不變,縮小容器的體積,即增大壓強(qiáng),平衡右移,鮮紅色的SCl2濃度增大,液體的顏色加深,正確;C項(xiàng),壓強(qiáng)不變,升高溫度,平衡左移,液體的顏色變淺,正確;D項(xiàng),體積不
9、變,降低溫度,平衡右移,氯氣的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該增大,錯(cuò)誤。 9.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是( ) A.催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率 B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)速率一定增大 C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間 D.在t1、t2時(shí)刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時(shí)間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v= 解析:選D A項(xiàng),催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;B項(xiàng),在恒容的條件下,通入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,但各物質(zhì)的濃度不變,則反應(yīng)速率不變,錯(cuò)誤;C項(xiàng),降低溫度,反應(yīng)速率也降低,反
10、應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間就長(zhǎng),錯(cuò)誤。 10.(2016·桐鄉(xiāng)中學(xué)期中)已知反應(yīng):2NO2 (紅棕色)N2O4(無(wú)色) ΔH<0。將一定量的NO2充入注射器中后封口,圖1和圖2是在拉伸和壓縮注射器的過(guò)程中氣體透光率隨時(shí)間的變化(氣體顏色越深,透光率越小)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.b點(diǎn)的操作是拉伸注射器 B.d 點(diǎn):v(正)<v(逆) C.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比,c(NO2)增大,c(N2O4)減小 D.若不忽略體系溫度變化,且沒(méi)有能量損失,則T(b)>T(c) 解析:選B A項(xiàng),氣體顏色變深,透光率變小,b點(diǎn)開(kāi)始是壓縮注射器的過(guò)程,錯(cuò)誤;B項(xiàng),c點(diǎn)后的拐點(diǎn)是拉伸注射器的過(guò)程,d點(diǎn)是平衡
11、向氣體體積增大的逆向移動(dòng)過(guò)程,所以v(逆)>v(正),正確;C項(xiàng),c點(diǎn)是壓縮注射器后的情況,二氧化氮和四氧化二氮的濃度都增大,錯(cuò)誤;D項(xiàng),b點(diǎn)開(kāi)始是壓縮注射器的過(guò)程,平衡正向移動(dòng),反應(yīng)放熱,導(dǎo)致T(b)<T(c),錯(cuò)誤。 二、非選擇題(本題包括10大題,共80分) 11.(6分)某研究小組擬用定量的方法測(cè)量Al和Fe分別與酸反應(yīng)的快慢,設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置。 (1)檢查圖1所示裝置氣密性的方法是_________________________________________。 (2)若要比較產(chǎn)生氣體的快慢,可以測(cè)量的數(shù)據(jù)是____________________________
12、_。 (3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得鋁絲產(chǎn)生氣體的速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖2所示,則t1~t2時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是____________________________________________________。 解析:(1)氣密性的檢查有兩種方法:微熱法和液差法。該裝置應(yīng)用微熱法檢查氣密性。(2)化學(xué)反應(yīng)速率的快慢可通過(guò)一定時(shí)間內(nèi)收集氣體的多少或收集一定體積的氣體所需時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷。(3)該反應(yīng)受溫度和濃度兩個(gè)因素的影響,t1~t2段溫度的影響是主要的因素,t2~t3段濃度減小是主要的影響因素。 答案:(1)用手捂住錐形瓶,觀察乙中長(zhǎng)導(dǎo)管內(nèi)液面是否上升 (2)測(cè)量相
13、同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積或產(chǎn)生相同體積的氣體所需時(shí)間 (3)反應(yīng)放熱,溶液溫度升高使反應(yīng)速率加快 12.(8分)某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格,實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K,每次實(shí)驗(yàn)HNO3的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。 請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào): 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T/K 大理石規(guī)格 HNO3濃度mol·L-1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ① 298 粗顆粒 2.00 (Ⅰ)實(shí)驗(yàn)①和②探究
14、HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響; (Ⅱ)實(shí)驗(yàn)①和_____探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響; (Ⅲ)實(shí)驗(yàn)①和____探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對(duì)該反應(yīng)速率的影響 ② ③ ④ 解析:要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)選擇試劑、儀器以及操作。實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響,其他條件應(yīng)相同而HNO3的濃度不同,故實(shí)驗(yàn)②中HNO3的濃度為1.00 mol·L-1。實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,除了溫度不同,其余條件要保持一樣。實(shí)驗(yàn)①和④探究大理石規(guī)格(粗、細(xì))對(duì)反應(yīng)速率的影響,因此要求二者大理石的規(guī)格不同,一個(gè)用粗顆粒,另一個(gè)用細(xì)顆粒。 答案: 實(shí)驗(yàn)
15、 編號(hào) T/K 大理石 規(guī)格 HNO3濃度 (mol·L-1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ① 298 粗顆粒 2.00 (Ⅱ)①和③ (Ⅲ)①和④ ② 298 粗顆粒 1.00 ③ 308 粗顆粒 2.00 ④ 298 細(xì)顆粒 2.00 13.(8分)下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): 實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 金屬 質(zhì)量/g 金屬 狀態(tài) c(H2SO4) /mol·L-1 V(H2SO4) /mL 溶液溫度/℃ 金屬消 失的時(shí) 間/s 反應(yīng)前 反應(yīng)后 1 0.10 絲 0.5 50 20 34 5
16、00 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 絲 0.7 50 20 36 250 4 0.10 絲 0.8 50 20 35 200 5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25 6 0.10 絲 1.0 50 20 35 125 7 0.10 絲 1.0 50 35 50 50 8 0.10 絲 1.1 50 20 34 100 9 0.10 絲 1.1 50 30 44 40 據(jù)上表,回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)4和5表明,
17、________________對(duì)反應(yīng)速率有影響,________________反應(yīng)速率越快,能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有________________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。 (2)僅表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有________、________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。 (3)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的其他因素還有________,其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是________。 (4)實(shí)驗(yàn)中的所有反應(yīng),反應(yīng)前后溶液的溫度變化值(約15 ℃)相近,推測(cè)其原因:___________________________________________________________________________。
18、 解析:(1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)4和5,其反應(yīng)條件的區(qū)別為金屬的狀態(tài),實(shí)驗(yàn)4為絲狀,實(shí)驗(yàn)5為粉末狀。這說(shuō)明固體反應(yīng)物的表面積對(duì)反應(yīng)速率有影響。從金屬消失的時(shí)間可看出,固體反應(yīng)物表面積越大,反應(yīng)速率越快。能表明同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有1和2。 (2)觀察表中數(shù)據(jù)可看出實(shí)驗(yàn)1、3、4、6、8及實(shí)驗(yàn)2、5所選擇的實(shí)驗(yàn)條件僅是反應(yīng)物濃度不同,能表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 (3)觀察6、7及8、9等實(shí)驗(yàn),可見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)中影響反應(yīng)速率的因素還有溫度。 (4)因?yàn)樗蟹磻?yīng)中,金屬質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等且硫酸過(guò)量,產(chǎn)生熱量相等,所以溶液溫度變化值相近。 答案:(1)固體反應(yīng)物的表面積 表面積越大 1、2 (2
19、)1、3、4、6、8 2、5 (3)反應(yīng)溫度 6、7或8、9 (4)因?yàn)樗蟹磻?yīng)中,金屬質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等,且硫酸過(guò)量,產(chǎn)生熱量相等,所以溶液溫度變化值相近 14.(8分)以下是著名的碘鐘實(shí)驗(yàn):已知在酸性溶液中,碘酸鉀和亞硫酸氫鈉會(huì)發(fā)生如下一些反應(yīng): ①IO+3HSO===3SO+3H++I(xiàn)-(慢) ②IO+5I-+6H+===3I2+3H2O(慢) ③I2+HSO+H2O===2I-+SO+3H+(快) 為了探究該實(shí)驗(yàn)原理,現(xiàn)分別配制下面三種溶液。 溶液A:0.9 g碘酸鉀溶于少量溫水中,再稀釋到500 mL 溶液B:0.45 g亞硫酸氫鈉配成溶液,稀釋到500 mL
20、 溶液C:取5 g可溶性淀粉,放在小燒杯中,加入25 mL冷水,攪拌成懸濁液。另取200 mL水加熱至沸騰,趁沸騰時(shí)倒入淀粉懸濁液并迅速攪拌,使淀粉糊化、溶解,待溶液冷卻后邊攪拌邊慢慢加入12.5 mL濃硫酸,最后也稀釋到500 mL 溶液D:200 mL水+50 mL A溶液+50 mL C溶液 溶液E:225 mL水+25 mL A溶液+50 mL C溶液 試完成下列問(wèn)題: (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,化學(xué)反應(yīng)速率由哪步反應(yīng)決定:________(填“①”、“②”或“③”)。 (2)當(dāng)哪種離子耗盡時(shí)才能見(jiàn)到溶液變藍(lán)色:________(填“I-”、“HSO”、“H+”或“IO”)。
21、(3)在盛放D溶液和E溶液的兩只燒杯里同時(shí)加入50 mL B溶液。D、E兩燒杯中哪種溶液先變藍(lán)色:________(填“D”或“E”)。 (4)為研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,準(zhǔn)備三份E溶液(各300 mL,配法同上),用三只量筒分別量取50 mL B溶液,同時(shí)把三份B溶液分別加入下述不同溫度的三份E溶液中:a.第一份放在石棉網(wǎng)上加熱到50 ℃左右,b.第二份維持在室溫,c.第三份浸在冰水里冷卻到近冰點(diǎn)。先變藍(lán)色的是________(填“a”、“b”或“c”)。 解析:(1)化學(xué)反應(yīng)速率通常由反應(yīng)慢的一步?jīng)Q定,所以答案為①②。(2)要使溶液變藍(lán)色,在溶液中必須存在I2,而要使溶液中存在I2,溶
22、液中必須不存在HSO。(3)燒杯中的溶液先變藍(lán)色,說(shuō)明反應(yīng)速率快。對(duì)溶液來(lái)說(shuō),反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快,故D燒杯中溶液先變藍(lán)色。(4)溫度越高,反應(yīng)速率越大,溶液變藍(lán)的速率越快。 答案:(1)①② (2)HSO (3)D (4)a 15.(8分)草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應(yīng):MnO+H2C2O4+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液與2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。改變的條件如下: 組別 10%硫酸體積/mL 溫度/℃ 其他物質(zhì) Ⅰ 2 2
23、0 Ⅱ 2 20 10滴飽和MnSO4溶液 Ⅲ 2 30 Ⅳ 1 20 1 mL蒸餾水 (1)該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。 (2)如果研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實(shí)驗(yàn)________和________(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實(shí)驗(yàn)__________和________。 (3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ,可以研究_________________________________________________ 對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入1 mL蒸餾水的目的是______________
24、__________________________________________________________。 解析:(1)根據(jù)得失電子守恒列式可得:n(MnO)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),則n(MnO)∶n(H2C2O4)=2∶5。 (2)研究某一因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),要保證其他各條件完全相同。 (3)對(duì)比Ⅰ和Ⅳ,反應(yīng)的溫度、溶液的體積等都相同,僅有c(H+)不同,故可研究c(H+)對(duì)反應(yīng)速率的影響。加1 mL水的目的是確保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和溶液總體積不變。 答案:(1)2∶5 (2)Ⅰ?、颉、瘛、蟆?3)c(H+)(或硫酸
25、溶液的濃度) 確保所有實(shí)驗(yàn)中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和溶液總體積不變 16.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。 分組實(shí)驗(yàn) 催化劑 ① 10 mL 5% H2O2溶液 無(wú) ② 10 mL 2% H2O2溶液 無(wú) ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 m
26、ol·L-1FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是______________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究________對(duì)反應(yīng)速率的影響。 實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,你?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是_____________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中,測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖。 分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①________環(huán)境能增大H2O2分解的速率; ②________環(huán)境能減小H2O
27、2分解速率。 解析:(1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能,從而增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)。(2)實(shí)驗(yàn)①和②的差別是H2O2溶液的濃度不同,故目的是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響;由于通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解,所以為了加快反應(yīng)速率,可向反應(yīng)物中加入等量的同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中。(3)據(jù)圖可以看出在堿性條件下反應(yīng)最快,在酸性條件下反應(yīng)最慢。 答案:(1)降低了反應(yīng)的活化能 (2)濃度 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中) (3)堿性 酸性 17.(10分)(2015·北京高考)為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的
28、聯(lián)系,某同學(xué)通過(guò)改變濃度研究“2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2”反應(yīng)中Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下: (1)待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí),再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ,目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到________________________________________________________________________。 (2)ⅲ是ⅱ的對(duì)比實(shí)驗(yàn),目的是排除ⅱ中________造成的影響。 (3)ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng),F(xiàn)e2+向Fe3+轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因:______________________________________________
29、__________________。 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,該同學(xué)推測(cè)ⅰ中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,導(dǎo)致I-的還原性弱于Fe2+,用下圖裝置(a、b均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ①K閉合時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn),b作________極。 ②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·L-1AgNO3溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè),該現(xiàn)象是_______________________________________________。 (5)按照(4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)了ⅱ中Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化的原因。 ①
30、轉(zhuǎn)化原因是_______________________________________________________。 ②與(4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不同的操作是___________________________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,還原性:I->Fe2+;而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,還原性Fe2+>I-。將(3)和(4)、(5)作對(duì)比,得出的結(jié)論是_____________________________________________________________。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液的顏色不再發(fā)生變化,則說(shuō)明實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。 (2)實(shí)驗(yàn)ⅱ加入1
31、mL 1 mol·L-1 FeSO4溶液,實(shí)驗(yàn)ⅲ加入了1 mL H2O,結(jié)果是實(shí)驗(yàn)ⅲ的顏色比ⅱ略深,故以ⅲ作對(duì)比,排除ⅱ中溶液稀釋對(duì)顏色變化造成的影響。 (3)ⅰ中加AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng):Ag++I(xiàn)-===AgI↓,使溶液中c(I-)減小,平衡逆向移動(dòng);ⅱ中加入Fe2+,增大了c(Fe2+),平衡逆向移動(dòng);故增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡均逆向移動(dòng)。 (4)由反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2知,F(xiàn)e3+在反應(yīng)中得電子,b應(yīng)為正極。達(dá)到平衡后向U形管左管中加入AgNO3溶液,Ag++I(xiàn)-===AgI↓,使c(I-)減小,若I-還原性弱于Fe2+,則a極改為正極,電流表指針應(yīng)
32、向左偏轉(zhuǎn)。(5)由(4)的原理可知c(I-)降低則還原性減弱,則實(shí)驗(yàn)ⅱ中Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的原因可理解為Fe2+的濃度增大,還原性增強(qiáng),故得出的結(jié)論為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過(guò)改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力,并影響平衡移動(dòng)方向。 第(4)小題是證明c(I-)減小,其還原性減弱,若做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),可選擇增大c(Fe2+),使其還原性增強(qiáng),或減小c(Fe3+),使其氧化性減弱。 (6)實(shí)驗(yàn)ⅰ中減小c(I-),I-的還原性減弱;實(shí)驗(yàn)ⅱ中,增大c(Fe2+),F(xiàn)e2+的還原性增強(qiáng);則可得出離子的還原性與其濃度有關(guān)的結(jié)論。 答案:(1)化學(xué)平衡狀態(tài) (2)溶液稀釋對(duì)顏色變
33、化 (3)加入Ag+發(fā)生反應(yīng):Ag++I(xiàn)-===AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡逆向移動(dòng) (4)①正?、谧髠?cè)產(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn) (5)①Fe2+隨濃度增大,還原性增強(qiáng),使Fe2+還原性強(qiáng)于I- ②向右管中加入1 mol·L-1 FeSO4溶液 (6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過(guò)改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力,并影響平衡移動(dòng)方向 18.(8分)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素,離子方程式為2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一實(shí)驗(yàn)小組欲通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO
34、2的體積,探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下(KMnO4溶液已酸化): 實(shí)驗(yàn)序號(hào) A溶液 B溶液 ① 20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 ② 20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 (1)若實(shí)驗(yàn)①在2 min末收集了4.48 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在2 min末,c(MnO)=________mol·L-1。(假設(shè)混合溶液體積為50 mL) (2)除通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO2的體積來(lái)比較反應(yīng)速率,本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定
35、________來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率變化如下圖,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:①產(chǎn)物Mn2+是反應(yīng)的催化劑、②________。 解析:(1)4.48 mL CO2,即0.000 2 mol,根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算,反應(yīng)的MnO是0.000 04 mol,剩余的MnO是0.000 3 mol-0.000 04 mol=0.000 26 mol,故c(MnO)=0.005 2 mol·L-1。 (2)KMnO4是有顏色的,故還可通過(guò)測(cè)定KMnO4溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)升高溫度會(huì)加快反應(yīng)的速率
36、。 答案:(1)0.005 2 (2)KMnO4溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間 (3)該反應(yīng)放熱 19.(10分)某實(shí)驗(yàn)小組欲制取氧化銅并證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): (一)制取氧化銅 ①稱取2 g CuSO4·5H2O研細(xì)后倒入燒杯,加10 mL蒸餾水溶解; ②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再產(chǎn)生沉淀,然后將所得混合物轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿,加熱至沉淀全部變?yōu)楹谏? ③將步驟②所得混合物過(guò)濾、洗滌,晾干后研細(xì)備用。 回答下列問(wèn)題: (1)上述實(shí)驗(yàn)步驟中需要使用玻璃棒的是________________________(填實(shí)驗(yàn)序
37、號(hào)),步驟①、③中研磨固體所用儀器的名稱是____________________________________________。 (2)步驟③中洗滌沉淀的操作是__________________________________________。 (二)證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解并與二氧化錳的催化效果進(jìn)行比較 用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成25 mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略,相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表: 實(shí)驗(yàn)序號(hào) KClO3質(zhì)量 其他物質(zhì)質(zhì)量 待測(cè)數(shù)據(jù) ④ 1.2 g 無(wú)其他物質(zhì) ⑤ 1.2 g CuO 0.5 g ⑥ 1.2 g Mn
38、O2 0.5 g 回答下列問(wèn)題: (3)上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”指_________________________________________。 (4)本實(shí)驗(yàn)裝置圖中量氣裝置B由干燥管、乳膠管和50 mL滴定管改造后組裝而成,此處所用滴定管是________________(填“酸式”或“堿式”)滴定管。 (5)若要證明實(shí)驗(yàn)⑤中干燥管內(nèi)收集的氣體是O2,可待氣體收集結(jié)束后,用彈簧夾夾住B中乳膠管,拔去干燥管上單孔橡皮塞,________________________________________。 (6)為探究CuO在實(shí)驗(yàn)⑤中是否起催化作用,需補(bǔ)做如下實(shí)驗(yàn)(無(wú)需寫(xiě)出
39、具體操作):a.__________________,b.________________。 解析:(1)步驟①、②、③三步都用到玻璃棒。研磨固體藥品應(yīng)在研缽中進(jìn)行。(3)該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生相同體積氣體所用時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)探究CuO、MnO2對(duì)KClO3分解速率的影響。(4)由量氣裝置B知,50 mL滴定管是堿式滴定管。(5)檢驗(yàn)O2,將帶火星的木條伸入干燥管內(nèi),觀察木條是否復(fù)燃。(6)探究CuO是否起催化作用,需要看反應(yīng)前后CuO的質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)是否改變。 答案:(1)①②③ 研缽 (2)沿玻璃棒向過(guò)濾器中的沉淀上加蒸餾水至淹沒(méi)沉淀,靜置使其全部濾出,重復(fù)2~3次 (3)時(shí)間 (4)堿式
40、 (5)取一根帶火星的木條,伸入干燥管內(nèi),看木條是否復(fù)燃 (6)檢驗(yàn)CuO的質(zhì)量有沒(méi)有改變 探究CuO的化學(xué)性質(zhì)有沒(méi)有改變 20.(8分)高錳酸鉀俗稱灰錳氧,用途廣泛,常用作氧化劑、防腐劑、消毒劑等。 Ⅰ.某小組擬用酸性KMnO4溶液與H2C2O4(K1=5.4×10-2)的反應(yīng)(此反應(yīng)為放熱反應(yīng))來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,并設(shè)計(jì)了如下的方案記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(忽略溶液混合體積的變化)。 限選試劑和儀器:0.200 0 mol·L-1H2C2O4溶液、0.010 0 mol·L-1 KMnO4溶液(酸性)、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽 物理量 編號(hào) V(0.20
41、0 0 mol·L-1H2C2O4溶液)/mL 甲 - V(0.010 0 mol·L-1KMnO4溶液)/mL T/℃ 乙 - ① 2.0 0 4.0 50 ② 2.0 0 4.0 25 ③ 1.0 a 4.0 25 回答下列問(wèn)題: (1)配制100 mL 0.200 0 mol·L-1的H2C2O4溶液,除用到托盤天平、藥匙、燒杯、量筒、玻璃棒等儀器外,還必須用到的玻璃儀器是______________________________________。 (2)在酸性條件下KMnO4的氧化性會(huì)增強(qiáng),用來(lái)酸化KMnO4溶液的最佳試
42、劑是________。 a.硝酸 b.硫酸 c.鹽酸 (3)上述實(shí)驗(yàn)①②是探究________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;若上述實(shí)驗(yàn)②③是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則表格中“甲”應(yīng)填寫(xiě)________,a為_(kāi)_______;乙是實(shí)驗(yàn)需要測(cè)定的物理量,則表格中“乙”應(yīng)填寫(xiě)________________。 (4)將酸性KMnO4溶液逐滴滴入一定體積的H2C2O4溶液中(溫度相同,并不斷振蕩;忽略滴入KMnO4時(shí)溶液總體積變化),記錄的結(jié)果如表: 滴入KMnO4溶液的次序 KMnO4溶液紫色褪去所需的時(shí)間/s 先滴入第1滴 60 褪色后,再滴入第2滴 15 褪色后,再滴入第3
43、滴 3 褪色后,再滴入第4滴 1 請(qǐng)分析KMnO4溶液褪色時(shí)間變化的可能原因_________________________________。 Ⅱ.某化學(xué)小組利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2。限選試劑:NaBr溶液、KMnO4、濃鹽酸、濃硫酸 (5)裝置d中盛放的試劑是________________;實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)___________________;此實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處是____________________。 解析:(1)配制100 mL 0.200 0 mol·L-1的H2C2O4溶液需要的儀器:托盤天平、量筒、藥匙、燒杯、玻璃
44、棒、100 mL容量瓶、膠頭滴管。(2)高錳酸鉀能氧化鹽酸,硝酸本身具有強(qiáng)氧化性,故選硫酸。(3)實(shí)驗(yàn)①②只有溫度不同,所以探究的是溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?yīng)該讓混合后溶液的體積相同,而H2C2O4的濃度不同,所以實(shí)驗(yàn)③需要補(bǔ)充蒸餾水,則甲為V(蒸餾水)/mL,a為1.0,乙為t(溶液褪色時(shí)間)/s。(4)反應(yīng)中生成了Mn2+,應(yīng)是反應(yīng)生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用,且c(Mn2+)越大催化效果越好。(5)需要判斷氧化性KMnO4>Cl2>Br2,首先要制取Cl2、Br2,再利用氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性來(lái)進(jìn)行判斷,用KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2,用Cl2和NaBr反應(yīng)制取Br2,裝置d中盛放的試劑是NaBr溶液,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為c中有黃綠色氣體產(chǎn)生,d中溶液變?yōu)樽?橙)黃色;Cl2是有毒氣體,需要尾氣處理裝置。 答案:(1)100 mL容量瓶、膠頭滴管 (2)b (3)溫度 V(蒸餾水)/mL 1.0 t(溶液褪色時(shí)間)/s (4)反應(yīng)生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用,且c(Mn2+)越大催化效果越好 (5)NaBr溶液 c中有黃綠色氣體產(chǎn)生,d中溶液變?yōu)樽?橙)黃色 沒(méi)有尾氣吸收裝置
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