解题方法
1 . 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
请回答:
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至___________ 时记时结束。
(2)V1=___________ ,V2=___________ ;设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究___________ 对反应速率的影响。
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=___________ 。
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
①___________ 不是反应速率突然加快的原因;
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是___________ 。
实验编号 | 0.01mol•L﹣1 酸性KMnO4溶液 | 0.1mol•L﹣1 H2C2O4溶液 | 水 | 某种物质 | 反应温度/℃ | 反应时间(min) |
Ⅰ | 2ml | 2ml | 0 | 0 | 20 | 2.1 |
Ⅱ | V1ml | 2ml | 1ml | 0 | 20 | 5.5 |
Ⅲ | V2 ml | 2ml | 0 | 0 | 50 | 0.5 |
Ⅳ | 2ml | 2ml | 0 | 少量 | 20 | 0.2 |
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至
(2)V1=
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
①
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是
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解题方法
2 . 硫和氮是生物必需的营养元素,含硫和氮的化合物在自然界中广泛存在。
(1)火山喷发产生在大气中发生如下反应:
①;
②;
写出燃烧的热化学方程式:______ 。
(2)工业上可用NaClO碱性溶液吸收。为了提高吸收效率,常用作为催化剂。反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力可加快对的吸收。该催化过程的示意图如图所示。也可用于脱硫,原因是______ 。(3)氮的氧化物脱除可以利用电化学原理处理,利用下图所示装置可同时吸收和NO。已知:是一种弱酸。①阴极的电极反应式为______ 。
②若无能量损失,相同条件下,和NO的体积比为______ 时,两种气体都能被完全处理。
(4)在起始温度为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1mol 和4mol ,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。①用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的反应速率为______ 。
②T℃时______ 。
(5)太阳能光电催化-化学耦合分解的装置如图所示.该太阳能光电催化—化学耦合分解的过程可描述为______ 。
(1)火山喷发产生在大气中发生如下反应:
①;
②;
写出燃烧的热化学方程式:
(2)工业上可用NaClO碱性溶液吸收。为了提高吸收效率,常用作为催化剂。反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力可加快对的吸收。该催化过程的示意图如图所示。也可用于脱硫,原因是
②若无能量损失,相同条件下,和NO的体积比为
(4)在起始温度为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1mol 和4mol ,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。①用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的反应速率为
②T℃时
(5)太阳能光电催化-化学耦合分解的装置如图所示.该太阳能光电催化—化学耦合分解的过程可描述为
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解题方法
3 . 含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值。
(1)热力学规定,在标准压强和指定温度下,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。常温下,、的标准摩尔生成焓分别为、,则表示标准摩尔生成焓的热化学反应方程式为___________ 。
(2)与在某催化剂作用下的反应如图所示:
该反应的热化学反应方程式为___________ 。
(3)汽车尾气中的和在催化转化器中可反应生成两种无毒无害的气体(该反应为放热反应),若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是___________(填标号)。
(4)与可发生反应:,2L密闭容器中通入和,在不同催化剂(A、B)作用下,进行相同时间后,的产率随反应温度的变化如图所示:①在催化剂A、B作用下,正、逆反应活化能差值分别用、表示,则___________ (填“>”“<”或“=”,下同)。
②y点对应的v(逆)___________ z点对应的v(正)。
③若w点的时间为5min,则的平均反应速率为___________ 。此温度下的化学平衡常数为___________ 。
(1)热力学规定,在标准压强和指定温度下,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。常温下,、的标准摩尔生成焓分别为、,则表示标准摩尔生成焓的热化学反应方程式为
(2)与在某催化剂作用下的反应如图所示:
化学键 | |||||
键能/() | 438 | 326 | 802 | 464 | 414 |
(3)汽车尾气中的和在催化转化器中可反应生成两种无毒无害的气体(该反应为放热反应),若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. | B. |
C. | D. |
②y点对应的v(逆)
③若w点的时间为5min,则的平均反应速率为
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4 . 根据要求,回答下列问题:
(1)为比较、对分解的催化效果,某实验小组同学设计了如图所示的实验。通过观察______ (填实验现象),即可得出、的催化效果的差异。有同学提出将溶液改为溶液更合理,其理由是______ (2)某实验小组欲探究某一外界条件对酸性和(草酸)反应速率的影响,设计实验方案如下:
上述反应的离子方程式为______ ,该实验是探究______ 对反应速率的影响。
(3)工业制硫酸的反应之一为,在2L恒温恒容密闭容器中投入2mol和1mol在一定条件下充分反应,下图是和随时间的变化曲线。①前25min的平均反应速率为______ 。
(2)A点的______ (填“>”“<”或“=”)。
(1)为比较、对分解的催化效果,某实验小组同学设计了如图所示的实验。通过观察
实验序号 | 草酸溶液 | 酸性高锰酸钾溶液 |
① | 、20mL | 、30mL |
② | 、20mL | 、30mL |
(3)工业制硫酸的反应之一为,在2L恒温恒容密闭容器中投入2mol和1mol在一定条件下充分反应,下图是和随时间的变化曲线。①前25min的平均反应速率为
(2)A点的
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5 . 研究氨的制备、应用及氨氮的去除有重要意义。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表。
①试判断_______ (填写“>”“=”或“<”)
②一定温度下,在密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率_______ ,以表示该过程的反应速率_______ 。
(2)氨的应用。以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步:
I.和生成;
Ⅱ.分解生成。
反应过程中能量变化如图所示。①写出和合成尿素反应的热化学方程式为_______ 。
②结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是_______ (填序号)。
a.活化能:反应I<反应Ⅱ
b.I为放热反应,Ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应I
(3)氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,可在阴极生成,并进一步生成氧化性更强的,可以将水中氨氮氧化为。
①写出去除氨气的化学反应方程式_______ 。
②阴极区加入可进一步提高氨氮的去除率,结合如下图,用化学方程式、电极反应式和文字解释的作用_______ 。方法二:电化学沉淀法
用溶液模拟氨氮废水,以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解,可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始,氨氮去除率和溶液随时间的变化情况如图所示。③电解时两极反应式分别为:,。写出废水中生成沉淀的离子方程式:_______ 。
④反应1h以后,氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是_______ 。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其平衡常数K与温度T的关系如下表。
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K |
②一定温度下,在密闭容器中充入和并发生反应。若容器容积恒定,达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率
(2)氨的应用。以和为原料在一定温度和压强下合成尿素的反应分两步:
I.和生成;
Ⅱ.分解生成。
反应过程中能量变化如图所示。①写出和合成尿素反应的热化学方程式为
②结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是
a.活化能:反应I<反应Ⅱ
b.I为放热反应,Ⅱ为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应I
(3)氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
有研究表明,当以碳材料为阴极,可在阴极生成,并进一步生成氧化性更强的,可以将水中氨氮氧化为。
①写出去除氨气的化学反应方程式
②阴极区加入可进一步提高氨氮的去除率,结合如下图,用化学方程式、电极反应式和文字解释的作用
用溶液模拟氨氮废水,以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解,可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始,氨氮去除率和溶液随时间的变化情况如图所示。③电解时两极反应式分别为:,。写出废水中生成沉淀的离子方程式:
④反应1h以后,氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是
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6 . 某科研团队利用和反应使之转化为水煤气,对争取2060年前实现“碳中和”、减缓燃料危机和减轻温室效应具有重要的意义。请回答下列问题:
(1)A、B均为1L的恒容密闭容器,向A容器中充入1mol和1mol,向B容器中充入1mol和1mol在催化剂存在下发生反应:,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。①A容器中在温度为873K时,5min到达c点,用表示0~5min内的化学反应速率为_______ ,此时的化学平衡常数为_______ (保留两位小数),若在此温度下时向A容器的平衡体系中再充入、各0.4mol,CO、各1.2mol,重新达到平衡前,_______ (填“>”“<”或“=”)。
②a点时该反应的平衡常数为,则_______ (填“>”“<”或“=”)。
③a、b两点处容器内气体总压强分别是p(a)、p(b),则p(a)、p(b)的大小顺序为_______ 。
(2)对于反应③:,在使用不同催化剂时,相同时间内测得的转化率随温度的变化如图所示。则催化效果最佳的是催化剂______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。如果d点已经达到平衡状态,则e点的____ 逆(填“>”“<”或“=”),f点转化率比d点低的原因是____ 。
(1)A、B均为1L的恒容密闭容器,向A容器中充入1mol和1mol,向B容器中充入1mol和1mol在催化剂存在下发生反应:,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。①A容器中在温度为873K时,5min到达c点,用表示0~5min内的化学反应速率为
②a点时该反应的平衡常数为,则
③a、b两点处容器内气体总压强分别是p(a)、p(b),则p(a)、p(b)的大小顺序为
(2)对于反应③:,在使用不同催化剂时,相同时间内测得的转化率随温度的变化如图所示。则催化效果最佳的是催化剂
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解题方法
7 . 甲醇来源丰富、价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =_______ 。
(2)若在绝热恒容 的容器内进行反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),初始加入2mol CH3OH和3mol O2下列不能 表示该反应达到平衡状态的有__________ (填字母序号)。
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变_______ ,初始压强为P,该反应的压强平衡常数Kp=______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为______ 。
Ⅰ.工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H = -91 kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H = -580kJ/mol;2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =
(2)若在
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变
Ⅱ.制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g)H2(g)+ CO2(g) △H<0,某温度下该反应,若起始时向2L容器中充入1 mol CO和1 mol H2O,5min达到平衡时,CO的转化率为60%,试回答下列问题:
(3)该温度下,反应进行一阶段时间后达平衡,用H2表示该反应的平均反应速率为(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为
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8 . 某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2,生成的I2可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色的时间来衡量该反应的速率。
回答下列问题:
(1)实验①③中V1=_______ ,V2=_______ 。
(2)出现蓝色的时间t1与t3大到小关系_______ 。
(3)实验②③的目的是_______ 。
(4)实验中加水的目的是_______ 。
(5)资料显示序号①的反应进行至10 s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.02 mol·L-1,则5 s内消耗Na2SO3的平均速率v(Na2SO3)=_______ 。
实验序号 | 0.1 mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL | 0.1 mol·L-1Na2SO3溶液的体积/mL | 水的体积/mL | 实验温度/℃ | 出现蓝色的时间/s |
① | 5 | 5 | V1 | 5 | t1 |
② | 5 | 5 | 30 | 25 | t2 |
③ | 5 | V2 | 20 | 25 | t3 |
(1)实验①③中V1=
(2)出现蓝色的时间t1与t3大到小关系
(3)实验②③的目的是
(4)实验中加水的目的是
(5)资料显示序号①的反应进行至10 s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.02 mol·L-1,则5 s内消耗Na2SO3的平均速率v(Na2SO3)=
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9 . 完成下列问题。
(1)化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:H-S:364 kJ·mol-1,S-S:266 kJ·mol-1,S=O:522 kJ·mol-1,H-O:463 kJ·mol-1,试根据这些数据计算下列反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)= 3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个八元环状分子(),则Q=______ 。
(2)已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物的量浓度随时间变化的曲线如图所示。①从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为_____ 。
②经测定,前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为______ 。
③若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1,乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_______ 。
(3)向某容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,达到平衡后,若分别单独改变下列条件,下列判断正确的是_____。
(4)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是____ (填标号)。
A.增加CH4 (g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4 (g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=____ [写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数]。
(1)化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:H-S:364 kJ·mol-1,S-S:266 kJ·mol-1,S=O:522 kJ·mol-1,H-O:463 kJ·mol-1,试根据这些数据计算下列反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)= 3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个八元环状分子(),则Q=
(2)已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物的量浓度随时间变化的曲线如图所示。①从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为
②经测定,前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为
③若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1,乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为
(3)向某容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,达到平衡后,若分别单独改变下列条件,下列判断正确的是_____。
A.升高温度,混合气体的颜色变浅 |
B.通入NO2,化学平衡常数增大 |
C.通入NO2,重新达到平衡后混合气体的平均相对分子质量增大 |
D.增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅 |
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是
A.增加CH4 (g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4 (g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=
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10 . I.T℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如(Ⅱ)所示:根据以上条件,回答下列问题:
(1)反应的化学方程式为___________ 。
(2)当反应达到平衡后升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
回答下列问题:
(3)一般说化学平衡常数数值K___________ ,通常认为该反应进行较完全。
(4)该反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(5)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。
(6)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为___________ 。
(1)反应的化学方程式为
(2)当反应达到平衡后升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(3)一般说化学平衡常数数值K
(4)该反应为
(5)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。
A.v正(H2) = v逆(H2O) | B.反应停止,正、逆反应速率都等于零 |
C.容器中压强不再发生变化 | D.混合气体中c(CO2)不变 |
(6)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为
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