18.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物.現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響.實(shí)驗(yàn)中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K下設(shè)計(jì)如下對比實(shí)驗(yàn)(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表):
實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>T/KpHc/10-3mol•L-1
H2O2Fe2+
為以下實(shí)驗(yàn)作參照物29836.00.30
探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響31336.00.30
298106.00.30
(1)編號③的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄縫H對降解速率的影響.
(2)實(shí)驗(yàn)測得不同實(shí)驗(yàn)編號中p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示.請根據(jù)實(shí)驗(yàn)①曲線,計(jì)算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=4.8×10-6mol•L-1•s-1
(3)實(shí)驗(yàn)①②表明,溫度與該降解反應(yīng)速率的關(guān)系是溫度越高,降解反應(yīng)速率越快.
(二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k為常數(shù))
(4)請分析下表提供的數(shù)據(jù)回答以下問題:
c(I-)/(mol•L-1c(Fe3+)/(mol•L-1v/(mol•L-1•s-1
(1)0.200.800.032k
(2)0.600.400.144k
(3)0.800.200.128k
①在v=kcm(I-)cn(Fe3+)中,m、n的值為C.(選填A(yù)、B、C、D)
A.m=1,n=1        B.m=1,n=2       C.m=2,n=1    D.m=2,n=2
②I-濃度對反應(yīng)速率的影響>Fe3+濃度對反應(yīng)速率的影響(填“<”、“>”或“=”).
(三)一定溫度下,反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0,該溫度下將2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容積為2L的密閉容器中反應(yīng).請通過計(jì)算回答:
(5)v(正)>v(逆)(填“>”、“<”或“=”);若將5mol FeO、4mol CO加入同樣的容器中,在相同溫度下達(dá)到平衡,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%.

分析 (一)(1)對比實(shí)驗(yàn)①③可知除PH值不同外,其他條件完全相同,得出實(shí)驗(yàn)③的目的;
(2)根據(jù)反應(yīng)速率公式v=$\frac{△c}{△t}$;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②的溫度高低和曲線的斜率大小來回答;
(二)(4)①將表中的三組數(shù)據(jù)代入公式v=kcm(I-)cn(Fe3+),計(jì)算m和n的值;
②根據(jù)m、n的大小確定影響大。
(三)(5)根據(jù)Qc與K的大小來判斷,用三行式計(jì)算轉(zhuǎn)化率.

解答 解:(一)(1)對比實(shí)驗(yàn)①③可知除PH值不同外,其他條件完全相同,所以實(shí)驗(yàn)③的目的是探究pH對降解速率的影響,
故答案為:探究pH對降解速率的影響;
(2)應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{(1.6-0.4)×1{0}^{-3}mol•{L}^{-1}}{250s}$=4.8×10-6 mol•L-1•s-1
故答案為:4.8×10-6mol•L-1•s-1;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②相比,實(shí)驗(yàn)②的溫度更高,②的曲線的斜率更大,降解反應(yīng)速率大,
故答案為:溫度越高,降解反應(yīng)速率越快;
(二)(4)①將表中的三組數(shù)據(jù)代入公式v=kcm(I-)cn(Fe3+),
得0.20m×0.80n=0.032K,
0.60m×0.40n=0.144K,
0.80m×0.20n=0.128K,
解之得:m=2,n=1,
故答案為:C;
②m>n,所以I-濃度對反應(yīng)速率的影響大,
故答案為:>;
(三)(5)該溫度下將2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容積為2L的密閉容器中反應(yīng),發(fā)生可逆反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g),
根據(jù)Qc=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=$\frac{\frac{6mol}{2L}}{\frac{4mol}{2L}}$=1.5,比該溫度下的平衡常數(shù)K=3.0小,所以此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,正反應(yīng)占優(yōu)勢,v(正)>v(逆);
若將5mol FeO、4mol CO加入同樣的容器中,在相同溫度下達(dá)到平衡,CO的初始濃度為4mol÷2L=2mol/L,設(shè)平衡時(shí)一氧化碳轉(zhuǎn)化了x mol/L,根據(jù)三行式:
           FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g),
初始濃度:2mol/L             0mol/L  
變化濃度:xmol/L             xmol/L
平衡濃度:(2-x)mol/L          xmol/L
K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=$\frac{x}{2-x}$=3.0,解得x=1.5 mol/L,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為=$\frac{CO變化濃度}{CO初始濃度}$×100%=$\frac{1.5mol•{L}^{-1}}{2mol•{L}^{-1}}$=75%,
故答案為:>;75%.

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡狀態(tài)以及化學(xué)反應(yīng)速率知識,要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力,注意對表格中數(shù)據(jù)的處理,題目綜合性強(qiáng),難度較大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.(1)根據(jù)無機(jī)含氧酸的酸性規(guī)律,將下列四種無機(jī)含氧酸按酸性相近兩兩組成一組,它們是①和④;②和③.(用序號表示)
①H3PO4           ②HClO            ③H3BO3         ④HNO2
(2)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與干冰類似,則與一個(gè)甲烷分子緊密相鄰的甲烷分子有12個(gè).
(3)金屬陽離子含未成對電子越多,則磁性越大,磁記錄性能越好.離子型氧化物V2O5和CrO2中,適合作錄音帶磁粉原料的是CrO2
(4)SiC晶體與金剛石的結(jié)構(gòu)相似,其中C原子和Si原子的位置是交替的,在SiC中最小的環(huán)上有6個(gè)原子,SiC與金剛石相比,金剛石熔點(diǎn)較高,
原因是兩者都是原子晶體,C-C鍵長短,鍵能大,所以金剛石熔點(diǎn)高于碳化硅.
(5)鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,鐵原子的空間利用率為68%,已知:鐵的密度是dg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則鐵原子的半徑是$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{112}{{N}_{A}d}}$cm.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列解釋事實(shí)的方程式不正確的是( 。
A.硝酸型酸雨的形成:3NO2+H2O═2HNO3+NO
B.用Fe2(SO43做凈水劑:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+
C.水垢中的CaSO4用Na2CO3溶液處理:Ca2++CO32-═CaCO3
D.向5 mL 0.1mol•L-1的K2Cr2O7溶液中滴加5滴濃硫酸,溶液橙色變深:Cr2O72-(橙色)+H2O?2CrO42-(黃色)+2H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.低濃度SO2廢氣的處理是工業(yè)難題,目前常用的兩種方法如下:
方法Ⅰ(圖1):

(1)反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+SO2(g)?H2S(g)+2H2O(g)
①H2S的穩(wěn)定性比H2O弱(填“強(qiáng)”或“弱”),原因是氧和硫元素處于同主族,從上到下,原子半徑逐漸增大,得電子能力減弱,元素的非金屬性減弱.
②SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如圖2所示,隨溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)K的變化趨勢是減小.比較P1和P2的大小關(guān)系P2>P1,請簡述理由當(dāng)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng)3H2(g)+SO2(g)?H2S(g)+2H2O(g)平衡正向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大.
(2)工業(yè)上先用二乙醇胺吸收H2S,然后在再生塔中加熱分解重新獲得H2S,主要目的是富集H2S(獲得高濃度H2S).
(3)燃燒室內(nèi),1mol H2S氣體完全燃燒生成固態(tài)硫磺及氣態(tài)水,釋放a kJ能量,其熱化學(xué)方程式為2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g)△H=-2a kJ/mol.
方法Ⅱ(圖4):
(4)Na2SO3溶液吸收SO2的化學(xué)方程式是Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
(5)通過電解法可分離NaHSO3與Na2SO3混合物,實(shí)現(xiàn)Na2SO3的循環(huán)利用,示意圖如圖3:簡述分離NaHSO3與Na2SO3混合物的原理陽極2H2O-4e-=4H++O2↑,c(H+)增大,H+由a室經(jīng)陽離子交換膜進(jìn)入b室,H+與SO32-結(jié)合生成HSO3-,Na2SO3轉(zhuǎn)化為NaHSO3.陰極2H+-2e-=H2↑,導(dǎo)致HSO3-?H++SO32-正向移動,Na+從b室進(jìn)入c室,NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.G是一種香味很強(qiáng)的酯,工業(yè)上利用烴A與甲苯合成G的路線圖如下:

B分子的核磁共振氫譜有3組峰,峰面積之比為2:1:2,回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCH3,E中官能團(tuán)的名稱為碳碳雙鍵、羧基,D分子中共平面的原子最多有8個(gè).
(2)試劑X可能是氯氣或溴蒸汽,②的反應(yīng)類型是酯化反應(yīng)或取代反應(yīng),G的結(jié)構(gòu)簡式為
(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式
(4)G有多種同分異構(gòu)體,其中符合下列條件的同分異構(gòu)體共有15種,核磁共振氫譜有5組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為
①能發(fā)生水解反應(yīng)且水解產(chǎn)物之一遇FeCl3溶液顯紫色
②能使溴的CCl4溶液褪色
③苯環(huán)上有兩個(gè)取代基
(5)參照上述合成路線,寫出以A為基本原料制得甘油的合成路線:

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3.下列說法正確的是(  )
A.光伏發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B.鋼鐵吸氧腐蝕正極的電極反應(yīng)式是O2+4e-+2H2O=4OH-
C.通過電解NaCl水溶液的方法生產(chǎn)金屬鈉
D.鉛蓄電池的負(fù)極材料是Pb,正極材料是PbSO4

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10.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是( 。
A.NA個(gè)Fe(OH)3膠體粒子的質(zhì)量為107g
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1L液態(tài)水中含有的H+數(shù)目為10-7NA
C.14g分子式為CnH2n的鏈烴中含有的碳碳雙鍵的數(shù)目為NA/n
D.1 mol冰醋酸和l mo1乙醇經(jīng)酯化反應(yīng)可生成H2O分子數(shù)為NA

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7.硼氫化鈉(NaBH4)和H2O2作原料的燃料電池,負(fù)極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,其工作原理如圖.下列說法正確的是( 。
A.電極a為正極,b為負(fù)極
B.放電時(shí),Na+從b極區(qū)移向a極區(qū)
C.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為H2O2+2e-═2OH-
D.每生成1 mol BO2-轉(zhuǎn)移6 mol電子

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16.表是元素周期表的一部分,請回答有關(guān)問題:
主族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2
3
4
(1)表中化學(xué)性質(zhì)最不活潑的元素其原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)表中能形成兩性氫氧化物的元素其單質(zhì)與⑨最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑.
(3)④元素與⑦元素形成化合物的電子式
(4)①、②、⑥、⑦四種元素的最高價(jià)氧化物的水化物中酸性最強(qiáng)的是HClO4(填化學(xué)式).
(5)在⑨與④的單質(zhì)中,化學(xué)性質(zhì)較活潑的是K,①、②的氣態(tài)氫化物中,比較穩(wěn)定的是NH3(填化學(xué)式).

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