題目列表(包括答案和解析)

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21.(12分)(1)控制變量是科學研究中的重要研究方法,其基本思路是,在實驗研究中人為只改變一個因素(調節(jié)變量),其他因素保持相同,觀察測定因調節(jié)變量改變而改變的因素(因變量),從而分析得到研究結論.中學化學中應用控制變量的方法研究問題的例子很多.請分析或設計:

①在研究濃度對化學反應速率的影響時,教材安排了利用Na2S2O3與H2SO4反應的一組對照實驗(Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)

燒杯編號
加3% Na2S2O3溶液體積(mL)
加H2O體積(mL)
加(體積之比為1∶20)H2SO4溶液體積(mL)
所需時間(s)
1
5
5
2
 
2
7
3
2
 
3
10
0
2
 

在三個燒杯(底部有黑色“十”字標記)內分別加入表中所示體積的三種液體,攪拌并開始計時,到出現渾濁使燒杯底部“十”字看不見時停止計時.比較所需時間,得出濃度對化學反應速率影響的結論.實驗中,溫度和反應體系中硫酸濃度是保持相同的因素,調節(jié)變量是________,因變量是________.

②運用控制變量原理設計實驗,利用純堿溶液探究溫度對鹽的水解的影響,簡述實驗方法:______________________________________________________________________________________.

(2)373 K時,H2PO與OH發(fā)生如下反應:

H2PO+OHHPO+H2O

反應結果如下表所示:

H2PO起始濃度(mol/L)
0.10
0.50
0.50
OH起始濃度(mol/L)
1.00
1.00
4.00
反應速率[mol/(L·s)]
3.2×105
1.60×104
2.56×103

如果用vkcm(H2PO)·cn(OH)表示反應速率(k為與濃度無關的常數)

k=________, m=________, n=________.

②若c(H2PO)的起始濃度為0.20 mol/L, c(OH)的起始濃度為1.50 mol/L,則反應速率v=____________.

解析:(1)實驗改變的條件是Na2S2O3和水用量相對大小,故調節(jié)變量是Na2S2O3溶液的濃度,因變量是反應所需時間.利用控制變量原理設計實驗探究溫度對水解反應的影響,則控制變量是溫度,因變量是水解程度大小,可用加入指示劑通過溶液顏色深淺來表示或用pH表示.

(2)①OH的濃度均為1.00 mol/L時,

H2PO的濃度由0.10→0.50,濃度變?yōu)樵瓉淼?倍,反應速率由3.2×105→1.60×104,即反應速率變?yōu)樵瓉淼?倍,因此m=1;同理H2PO的濃度均為0.50 mol/L時,OH的濃度由1.00→4.00,濃度變?yōu)樵瓉淼?倍,反應速率由1.60×104→2.56×103,即反應速率變?yōu)樵瓉淼?6=42倍,因此n=2.

利用第一組數據有:3.2×106k·(0.10)1×(1.00)2,所以k=3.2×104

②此時,v=3.2×104 mol/(L·s)×(0.20 mol/L)×(1.50mol/L)2=1.44×104 mol/(L·s)

答案:(1)①Na2S2O3溶液的濃度 所需時間

②取三支試管各放同濃度同體積的純堿溶液,滴1-2滴酚酞試液,第一支不加熱,第二支加熱至t1℃,第三支加熱至t2℃,觀察三支試管中溶液的顏色深淺,溫度越高,顏色越深,說明堿性越強,則水解程度越大(其他合理答案均給分,例如不同溫度下測定同濃度同體積純堿溶液的pH)

(2)①3.2×104 1 2

②1.44×104mol/(L·s)

試題詳情

20.(10分)物質在制取或配制成溶液時往往應用化學平衡的知識.

(1)鉀是一種活潑的金屬,工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應制。摲磻獮椋篘a(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g) ΔH>0,該反應的平衡常數可表示為:Kc(K),各物質的沸點與壓強的關系見下表.

壓強(kPa)
13.33
53.32
101.3
K的沸點(℃)
590
710
770
Na的沸點(℃)
700
830
890
KCl的沸點(℃)
 
 
1437
NaCl的沸點(℃)
 
 
1465

①在常壓下金屬鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)從反應混合物中分離的最低溫度約為________,而反應的最高溫度應低于________.

②常壓下,當反應溫度升至900℃時,該反應的平衡常數可表示為:K=________.

(2)實驗室中配制碘水,往往是將I2溶于KI溶液中,這樣就可以得到濃度較大的碘水,主要是因為發(fā)生了反應:I2(aq)+II

上述平衡體系中,I的物質的量濃度c(I)與溫度T的關系如圖所示(曲線上的任何一點都表示平衡狀態(tài)).

①通過分析上圖,該反應的正反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”).

②在T1、D狀態(tài)時,v________v(填“>”“<”或“=”).

解析:(1)①由于鈉的金屬性比鉀弱,所以要制取鉀,應該利用影響化學平衡的條件,使平衡向正反應方向移動.在常壓下金屬鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)從反應混合物中分離的最低溫度應等于鉀的沸點,最高溫度應低于鈉的沸點.

②當溫度升至900℃時,鈉也為氣態(tài),故上述反應可表示為:Na(g)+KCl(l)NaCl(l)+K(g),故其平衡常數為K=.

(2)①由圖可知,升高溫度,c(I)降低,說明平衡逆向移動 ,則正反應為放熱反應.

T1、D狀態(tài)時,還未達到平衡,而可逆反應最終都要達到平衡狀態(tài),所以必須增大c(I)才能達到平衡狀態(tài),即反應正向進行,v>v;

答案:(1)①770℃ 890℃、

(2)①放熱、>

試題詳情

19.(7分)在一體積為10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃時發(fā)生如下反應:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0

(1)CO和H2O濃度變化如下圖,則0-4 min的平均反應速率v(CO)=________mol/(L·min).

t1℃時物質濃度(mol/L)的變化

時間/min
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
C1
c2
c3
c3
4
C1
c2
c3
c3
5
0.116
0.216
0.084
 
6
0.096
0.266
0.104
 

(2)t1℃(高于850℃)時,在相同容器中發(fā)生上述反應,容器內各物質的濃度變化如上表.

①表中3 min-4 min 之間反應處于________狀態(tài);c1________0.08 mol/L(填“>”“<”或“=”).

②反應在4 min-5 min間,平衡向逆方向移動,可能的原因是________(單選),表中5 min-6 min之間數值發(fā)生變化,可能的原因是________(單選).

a.增加水蒸氣         b.降低溫度

c.使用催化劑              d.增加氫氣濃度

解析:(1)v(CO)=

=0.03 mol/(L·min).

(2)①0 min-2 min, c(CO)減小 0.062 mol/L,即平均速率為0.031 mol/(L·min),由于反應速率一般隨反應的進行而減慢,所以2 min-3 min, c(CO)的減小值小于0.31 mol/L,因此c1>(0.138-0.031) mol/L>0.08 mol/L;

②由于降低溫度平衡向右移動,所以4 min-5 min的條件變化不是b,由于c(CO2)減小,應是增加了H2濃度;第5 min-6 min, c(CO)減小,c(H2O)增大,c(CO2)增大,應是增加了水蒸氣.

答案:(1)0.03 (2)①平衡 > ②d a

試題詳情

18.(7分)某溫度下,密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,使之反應合成NH3,平衡后,測得NH3的體積分數為n0,如果溫度不變,只改變起始加入量,使之反應平衡后NH3的體積分數為n0,N2、H2、NH3的物質的量分別用x、yz表示.

(1)恒溫恒容條件下:

①若x=0, y=0,則z=________.

②若x=0.75 mol, 則y=________, z=________.

x、yz滿足的一般條件是________.

(2)恒溫恒壓條件下,x、yz滿足的一般條件是

______________________________________.

解析:本題起始狀態(tài)不同,但最終NH3的體積分數相同,即最終各平衡是等效的.恒溫怛容條件下,“一邊倒”后,對應的各物質的物質的量相等即可,例如“左倒”后,都是1 mol N2和3 mol H2,故①x=0, y=0,則z=2 mol;②若x=0.75 mol,則y=2.25 mol, z=0.5 mol;③“左倒”后,生成的N2為 mol,生成的H2為 mol,所以x+=1 mol, y+=3 mol.恒溫恒壓下,“一邊倒”后,求得N2、H2物質的量之比為1∶3即可.

答案:(1)①2 mol、2.25 mol 0.5 mol

③2x+z=2 mol, 2y+3z=6 mol

(2)xy=1∶3, z為任意值或xy=0, z≥0.

試題詳情

17.(6分)在某一容積為2 L的密閉容器內,加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2,在一定的條件下發(fā)生如下反應:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0

反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖所示:

(1)該反應的化學平衡常數表達式為________.

(2)根據圖所示數據,反應開始至達到平衡時,平均速率v(HI)為________.

(3)反應達到平衡后,第8分鐘時:

①若升高溫度,化學平衡常數K________(填寫增大、減小或不變),HI濃度的變化正確的是________(用右圖中a-c的編號回答).

②若加入I2,H2濃度的變化正確的是________(用右圖中d-f的編號回答).

解析:(1)由平衡常數的定義可知反應的平衡常數表達式.

(2)由圖可知3 min時達到平衡,v(HI)==0.167 mol/(L·min).

(3)①升高溫度,平衡向左移動,c(HI)減小而c(H2)、c(I2)增大,所以K減小,c(HI)的變化符合圖中的c;②若加入I2,平衡向右移動,c(H2)減小,應是圖中的f.

答案:(1)K

(2)0.167 mol/(L·min) (3)①減小 c、f

試題詳情

16.在體積可變的密閉容器中,反應mA(g)+nB(s)pC(g)達到平衡后,壓縮容器的體積,發(fā)現A的轉化率隨之降低.下列說法中,正確的是

( )

A.(m+n)必定小于p         B.(m+n)必定大于p

C.m必定小于p             D.m必定大于p

解析:壓縮容器的體積相當于增大壓強,平衡向氣體體積縮小的方向移動,A的轉化率降低,說明平衡逆向移動,所以逆向是氣體體積縮小的方向,選項C正確.

答案:C

第Ⅱ卷  (非選擇題,共52分)

試題詳情

15.將2 mol A和1 mol B充入某密閉容器中發(fā)生反應:2A(g)+B(g)xC(g),達到化學平衡后,C的體積分數為a.假設該反應的條件分別和下列各選項的條件相同,下列判斷正確的是

( )

A.若在恒溫恒壓下,當x=1時,按1.5 mol A、1 mol C作為起始物質,達到平衡后,C的體積分數仍為a

B.若在恒溫恒容下,當x=2時,將2 mol C作起始物質,達到平衡后,C的體積分數仍為a

C.若在恒溫恒壓下,當x=3時,1 mol A、1 mol B、6 mol C作起始物質,達到平衡后,C的體積分數仍為a

D.若在恒溫恒容下,按0.6 mol A、0.3 mol B、1.4 mol C作起始物質,達到平衡后,C的體積分數仍為a,則x只能等于2

解析:將選項A和C中的C的物質的量轉化后所得A、B的物質的量之比均與題干中兩物質的物質的量之比不等,故A、C錯誤;將B項中C的物質的量轉化后所得A、B的物質的量與題干中對應A、B的物質的量相等,B正確;D項中,因A、B的物質的量之比與題干中反應化學計量數之比相等,若x=3,即反應前后氣體分子數目不變時,轉化后所得A、B物質的量之比為2∶1,此時仍與由2 mol A和1 mol B構成的體系等效,體積分數同樣保持不變,因此當x=3時符合題意,x=2不符合題意,D錯.

答案:B

試題詳情

14.(2009·廣東高三模擬)下圖所示是在恒溫下某化學反應的反應速率隨時間變化的示意圖.下列說法符合該示意圖的是

( )

A.反應達到平衡時,正反應和逆反應速率相等

B.該反應達到平衡態(tài)Ⅰ以后,增大反應物的濃度,平衡發(fā)生移動,達到平衡態(tài)Ⅱ

C.反應達到平衡態(tài)Ⅰ以后,減小反應物濃度,平衡發(fā)生移動,達到平衡態(tài)Ⅱ

D.同一種反應物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時濃度不相等

解析:A項,任一可逆反應達平衡時,v、v均相等;B項,由圖示可知反應達平衡后某時刻v忽然增加,這一瞬間v不變,故應是增大了反應物的濃度;B項對,C不符合圖像;D項,平衡態(tài)Ⅱ時反應物濃度應大于平衡態(tài)Ⅰ的濃度.

答案:C

試題詳情

13.反應2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),在一定條件下的2 L容器中,1 mol A與0.5 mol B反應達到平衡時A為0.3 mol/L,在1 L容器中1 mol A與0.5 mol B在相同溫度下反應達到平衡時A為0.5 mol/L,則x值最合適為

( )

A.2                      B.1

C.大于2                  D.小于3

解析:假設在縮小容器體積(加壓)的過程中平衡不移動,則在1 L容器中反應達平衡時A的濃度應該為0.6 mol/L,而實際上是0.5 mol/L,說明在加壓過程中平衡向正反應方向移動,即有 2+1>x,故x<3.

答案:D

試題詳情

12.合成氨工業(yè)對國民經濟和社會發(fā)展具有重要的意義,對于密閉容器中的反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在637 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系如圖所示.下列敘述正確的是

( )

A.點a的正反應速率比點b的大

B.點c處反應達到平衡

C.點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣

D.其他條件不變,773 K下反應至t1時刻,n(H2)比圖中d點的值大

解析:由題意n(H2)隨時間的變化曲線的斜率知在an(H2)的變化量大于bn(H2)的變化量,即a點的正反應速率大于b點.雖然c點時n(H2)=n(NH3),但二者的物質的量仍在隨時間發(fā)生變化,故c點并沒有達到平衡,B不正確.由于在t1、t2時刻反應已達平衡,故兩時刻n(N2)一樣多,C不正確.由于合成氨的反應是一個放熱反應,溫度升高時,化學平衡向逆反應方向移動,則在其他條件不變時773 K下反應至t1n(H2)比圖中d的值大.故本題答案為A、D.

答案:AD

試題詳情


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