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2024届高三化学一轮复习(小题训练)-化学平衡常数
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2024届高三化学一轮复习(小题训练)-化学平衡常数
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下:
①Cl2(g)2Cl·(g)快
②CO(g)+Cl·(g)COCl·(g)快
③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g)慢
其中反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·);v逆=k逆c(COCl·),下列说法正确的是
A.反应②的平衡常数K=
B.反应①、②的活化能均大于反应③
C.要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应①的速率
D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,并提高COCl2的平衡产率
2.升高温度,下列物理量的值一定增大的是
A.化学反应的焓变 B.化学平衡常数 C.反应物的转化率 D.弱酸的电离平衡常数
3.乳酸乙酯()在碱性条件下发生水解反应:。两种反应物的初始浓度均为,在一定温度下,测得的转化率随时间变化的曲线如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A.时,正反应速率等于逆反应速率
B.时,乳酸根离子的浓度为
C.内用乳酸乙酯表示的水解速率是
D.加入少量固体后,若温度不变,该反应的化学平衡常数不变
4.最近,各国科学家联合成功研制的一种新型催化剂,可在常压下将二氧化碳与氢气的混合气体转化为甲烷。在容积为VL的容器中进行该转化,相关情况如图所示。下列有关说法不正确的是
A.101KPa、120℃时,该反应的平衡常数表达式为
B.断裂1molC=O键、2molH—H键所吸收的能量小于形成2molC—H键、2molO—H键所释放的能量
C.300℃时,从反应开始到达到平衡的这段时间,平均反应速率
D.其他条件不变,缩小容器容积,二氧化碳的平衡转化率增大,平衡常数不变
5.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积2L的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温 度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的△H<0,且p1
C.在C点时,CO转化率为75%
D.A、B、C、D的平衡常数大小关系:A=B>C>D
6.在一定条件下,二甲醚可由CO和H2合成:,时,向2L密闭容器中充入和发生上述反应,测得H2的浓度随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示,下列说法错误的是
A.时,在状态Ⅰ的条件下,反应达到C点时体系处于平衡状态,反应的平衡常数约为0.14
B.若仅改变某一条件,测得H2的浓度随时间变化如图状态Ⅱ所示,则反应的平衡常数
C.若仅改变某一条件时,测得H2的浓度随时间变化如图状态Ⅲ所示,则改变的条件是升温
D. 时,在状态Ⅰ的条件下,反应达到A点时,用H2表示的平均反应速率为
7.某温度下,若反应的化学平衡常数,则该温度下化学平衡常数
A.100 B.50 C.2500 D.250
8.温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)相关数据如下表所示。下列说法错误的是
容器编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A.容器Ⅰ中发生反应的平衡常数为0.8 B.容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆
C.达到平衡时,容器Ⅲ中>1 D.达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为16∶17
9.近日,科学家开发自动式沸石纳米片上稳定的高分散Pt用于高效催化丙烷脱氢。反应原理如图1所示,丙烷脱氢的能量变化如图2所示。下列叙述正确的是
A.等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为4:3
B.催化剂能降低正反应活化能(E1)并增大逆反应活化能(E2)
C.丙烷脱氢反应
D.升高温度,丙烷脱氢反应的平衡常数K增大
10.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH<0达到甲平衡,仅改变某一条件使平衡移动,达到乙平衡。对此过程的分析正确的是( )
A.可能是减小了反应物的浓度,反应物X2转化率一定减小
B.可能是加入了催化剂,反应物X2百分含量(X2%)将增大
C.可能是缩小了容器的体积,但该反应的平衡常数保持不变
D.可能是升高了温度,该反应的平衡常数一定减小
11.“甲烷还原”可减少污染。将、、混合物按一定体积比通入恒压容器中,发生如下主要反应:
①
②
③
在催化剂A和B的分别作用下,的还原率和的转化率和温度的关系分别如图所示。
下列有关说法正确的是
A.使用催化剂可增大的平衡转化率
B.温度越高,反应②的平衡常数K越大
C.温度高于500℃时,体系中以反应③为主
D.由图可知,消除的最佳条件是500℃和催化剂B
12.氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料;能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。对于反应,下列有关说法不正确的是
A.上述反应的平衡常数表达式
B.适当提高的浓度,可以加快反应速率,提高的转化率
C.断裂同时有断裂,说明达该条件下的平衡状态
D.其它条件不变,加入高效的催化剂能提高单位体积内的活化分子百分数
13.一定条件下,合成氨反应为:。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线,图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响,下列说法正确的是
A.升高温度,该反应的平衡常数增大
B.由图2信息,内该反应的平均速率
C.由图2信息,从起其它条件不变,压缩容器的体积,则的变化曲线为d
D.图3中温度,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
14.对可逆反应,下列叙述正确的是
A.若单位时间内生成的同时,消耗,则反应达到平衡状态
B.达到平衡后,保持温度不变,减小容器体积增大压强,平衡逆向移动,减小
C.降低温度,正反应速率增大,逆反应速率减少,平衡正向移动
D.其它条件不变,若增加的量,可以提高的转化率
15.下列说法正确的是
A.在等温条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变
B.化学反应速率首先由反应物的组成、结构和性质等因素决定
C.化学平衡常数通常受温度、压强、浓度等影响
D.改变影响平衡的一个因素, 平衡就向能够抵消这种改变的方向进行
二、实验题
16.(1)K2Cr2O7的水溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(aq)+ H2O(l) 2CrO42-(aq)+ 2H+(aq),平衡常数表达式为__________;
已知:在水溶液中K2Cr2O7为橙红色,K2CrO4为黄色。
往上述溶液中加入氢氧化钠溶液呈_______色,再加入过量硫酸溶液呈___________色;此实验现象,符合勒夏特列原理:如果改变维持化学平衡的条件(浓度、压强或温度),平衡就会向着_________这种改变的方向移动;
(2)在KMnO4与H2C2O4反应中,可通过测定_________________的时间来测定该反应的速率;
此反应开始反应缓慢,随后反应迅速加快,其原因是______(填字母)
A.KMnO4溶液中的H+起催化作用
B.生成的CO2逸出,使生成物浓度降低
C.反应中,生成的Mn2+起催化作用
D.在酸性条件下KMnO4的氧化性增强
(3)为探讨化学反应速率的影响因素,设计的实验方案如下表(已知 I2+2S2O32-===S4O62-+2I-,其中Na2S2O3溶液均足量)。
实验序号
体积V/mL
时间/s
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
碘水
水
①
10.0
2.0
4.0
0.0
t1
②
8.0
2.0
4.0
2.0
t2
③
6.0
2.0
4.0
Vx
t3
①淀粉溶液的作用是__________________________。
②表中Vx=_______mL,比较t1、t2、t3大小____________,
试推测该实验结论: ____________________________________________________。
17.金属锂的化学性质与镁相似,在加热的条件下锂能与氮气反应生成氮化锂。某课题组设计了下图实验装置制备氮化锂(部分夹持装置省略)。
已知:①实验室用溶液和溶液共热制备。②遇水剧烈反应。
回答下列问题:
(1)实验室将锂保存在_______(填“煤油”“石蜡”或“水”)中;装置B中盛装的试剂是_______;装置D的作用是_______。
(2)本实验的步骤有:①装药品;②点燃A处酒精灯;③检查装置气密性;④点燃C处酒精灯。则正确的操作先后顺序为_______(填序号)。
(3)氮化锂是一种非常有前途的储氢材料,其储氢原理可表示为:;。
①下列有关储氢原理的说法正确的是_______(填标号)。
A.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
B.储氢过程中两反应的平衡常数相同
C.若两反应中生成等量的,则转移电子数之比为
D.反应中涉及的3种单核离子的半径大小顺序为
②(2氨基锂)是_______(填“氧化产物”或“还原产物”)。
③氮化锂储存氢气最多可达质量的_______(精确到0.1)。
18.某化学项目式学习小组在探究AgNO3溶液与KI溶液的反应时,认为可以发生反应:
i.Ag++I-=AgI(复分解反应)
ii.2Ag++2I-=2Ag+I2↓(氧化还原反应)
对此设计实验探究及进行证据推理如下:
I.实验探究:
(1)实验方案[1]:
装置图
实验步骤及现象
将1mL1mol/LKI溶液滴入1mL1mol/LAgNO3溶液中,出现黄色沉淀,说明发生了反应i.继续滴入_______(填试剂),_______(填现象),说明未发生反应ii。
(2)实验方案[2]:
装置图
实验步骤及现象
取2个洁净的烧杯,分别加入20mL1mol/LAgNO3溶液与KI溶液,插入石墨电极与盐桥,组成原电池装置,电流计指针发生偏转,观察右侧烧杯出现的现象。
①盐桥内溶质可选用_______。
a.K2SO4 b.Fe(NO3)3 c.NH4NO3 d.KCl
②左侧石墨为_______极,其电极反应式为_______。
③通过实验发现电流计指针发生偏转,说明发生了反应ii,可知右侧烧杯的现象为:_______。
Ⅱ.证据推理:通过计算两个反应的平衡常数判断反应的可能性。
查阅文献:AgI的溶度积常数Ksp(AgI)=8.5×10-17;
氧化还原反应的平衡常数与标准电动势(Eθ)有关,lgK=,z表示氧化还原反应转移的电子数,为氧化型电极电势,为还原型电极电势。Eθ[Ag/Ag+]=0.79V,Eθ[I2/I-]=0.54V;
(3)复分解反应反应i的平衡常数为_______。
(4)氧化还原反应反应ii平衡常数为_______。
Ⅲ.得出结论:
(5)通过实验探究及证据推理可知AgNO3溶液与KI溶液混合时主要发生复分解反应,其原因可能是:_______
19.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品位的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有生成。
①该反应的离子方程式为____________________________________________。
②该反应在25~50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因:_____________________________________________________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有____________________(至少写出两点)。
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液。某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向a mol·L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol·L-1的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性。则NH3·H2O的电离常数Kb=________(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有________(填化学式),微生物参与反应的离子方程式为______________________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2mol 生成时,理论上消耗O2的物质的量为________。
20.用如图装置探究NH3和CuSO4溶液的反应。
(1)上述制备NH3的实验中,烧瓶中反应涉及到多个平衡的移动:NH3+H2ONH3•H2O、______、______(列举其中的两个平衡,可写化学用语也可文字表述)。
(2)上述实验B装置可以改成什么装置,达到同样的目的。画出简图,标出所盛试剂______。
(3)NH3通入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀,写出该反应的离子方程式:______。
继续通氨气至过量,沉淀消失得到深蓝色[Cu(NH3)4]2+溶液。发生如下反应: (铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0)。
(4)该反应平衡常数的表达式:K=______。
(5)t1时改变条件,一段时间后达到新平衡,此时反应K增大。在图中画出该过程中v正的变化______。
(6)向上述铜氨溶液中加水稀释,出现蓝色沉淀。原因是:______。
(7)在绝热密闭容器中,加入NH(aq)、Cu(OH)2和NH3(aq)进行上述反应,v正随时间的变化如图所示,v正先增大后减小的原因______。
参考答案:
1.A
【详解】A.反应达到平衡时,υ正=υ逆,即k正c(CO)c(Cl·)=k逆c(COCl·),则反应②的平衡常数K==,A正确;
B.反应所需活化能越大,反应速率越慢,已知反应①、②是快反应,反应③是慢反应,故反应①、②的活化能小于反应③的活化能,B错误;
C.多步进行的反应,整个反应的化学反应速率取决于慢反应,故要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,C错误;
D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率,但催化剂不能影响化学平衡,故不能提高COCl2的平衡产率,D错误;
故答案为:A。
2.D
【详解】A.当化学方程式一定时,焓变只与化学计量数成正比,与温度无关,所以升高温度焓变不变,故A错误;
B.若正反应为放热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,化学平衡常数减小,故B错误;
C.若正反应为放热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,反应物的转化率减小,故C错误;
D.弱酸的电离平衡过程是吸热的,升高温度促进弱酸的电离,则弱酸的电离平衡常数增大,故D正确;
故答案选D。
【点睛】在可逆反应中,升高温度,平衡向吸热方向移动,若正反应为放热反应,则化学平衡常数和反应物的转化率都会减小。
3.B
【详解】
A.600s时,反应到达平衡,正、逆反应速率相等,A正确;
B.500s时,乳酸乙酯转化率为70%,生成的乳酸根离子浓度为0.07mol/L, B错误;
C.0~200s内用乳酸乙酯表示的水解速率是 ,C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,D正确;
故选B。
4.A
【详解】A.根据题目信息,可推知发生的反应为,由于、120℃时,水为气态,故此时该反应的,A错误;
B.结合图像可知,温度较高时,的平衡物质的量较小,说明该反应的正反应为放热反应,故断裂键、键所吸收的能量小于形成键、键所释放的能量,B正确;
C.300℃时,从反应开始到达到平衡的这段时间,平均反应速率,故,C正确;
D.其他条件不变,缩小容器容积,体系中各物质浓度均增大,相当于加压,平衡正向移动,二氧化碳的平衡转化率增大,温度不变,平衡常数不变,D正确。
答案选A。
5.C
【详解】A.根据图象可知,升高温度CH3OH的体积分数下降,则该反应为放热反应,即ΔH<0;由方程式可知增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1>p2,A错误;
B.若p1时最初充入1mol CO,经过5min达到B点的平衡状态,假设CO的转化量为x,则
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol) 1 2 0
变化(mol) x 2x x
平衡(mol) 1-x 2-2x x
在B点时,CH3OH的体积分数==70%,解得x=0.875mol,所以此段时间v(CH3OH)==0.0875mol/(L·min),B错误;
C.设向密闭容器充入了1mol CO和2mol H2,假设CO的转化量为y,则
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol) 1 2 0
变化(mol) y 2y y
平衡(mol) 1-y 2-2y y
=0.5,解得y=0.75mol,所以CO的转化率为×100%=75%,C正确;
D.由图可知,在其它条件不变时,升高温度,CH3OH的含量降低,说明升高温度,平衡逆向移动,逆反应方向为吸热反应,因此该反应的正反应是放热反应,因此温度越高,化学平衡常数越小,温度相同,则化学平衡常数相同,故A、B、C、D的平衡常数大小关系:A>B=C=D ,D错误;
故合理选项是C。
6.B
【详解】A.由图象可知,C点平衡时,t=8 min,c平(H2)=2 mol/L,根据三段式可知:
反应的平衡常数=0.14,选项A正确;
B.平衡常数只与温度有关,状态Ⅱ到达平衡时间短,若条件为升高温度,平衡逆向移动,c(H2)应增大,B错误;
C.状态Ⅲ的改变条件,使化学反应建立平衡快(反应速率快),反应限度小[n平(H2)大],故条件变化是升高温度,选项C正确;
D.由图象可知,A点平衡时,t=1 min,c平(H2)==8 mol/L,c平(H2)=6 mol/L,则v (H2)==2 mol·L-1·min-1,选项D正确;
答案选B。
7.C
【详解】由方程式可知,反应的化学平衡常数==0.02,则相同温度下反应的化学平衡常数====2500,故选C。
8.D
【详解】A. 容器Ⅰ中,根据2NO2(g)2NO(g)+O2(g)反应可知,达到平衡后c(O2)= 0.2 mol·L-1,则生成c(NO)=0.4 mol·L-1,剩余c(NO2)=0.6-0.4=0.2 mol·L-1,反应的平衡常数= c(O2)×c2(NO)/ c2(NO2)= 0.2×0.42/0.22=0.8,A正确;
B. 容器Ⅰ中发生反应与容器Ⅱ中发生反应温度均为T1,所以反应的平衡常数相等; 容器Ⅱ中发生反应的QC= c(O2)×c2(NO)/c2(NO2)=0.2×0.52/0.32=0.57<0.8,反应正向进行,所以容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆,B正确;
C. 温度相同时,平衡平衡常数不变,容器Ⅲ中消耗氧气为xmol,消耗一氧化氮为2xmol,生成二氧化氮为2xmol,反应达平衡时,剩余氧气(0.35-x)mol, 剩余一氧化氮(0.5-2x)mol,根据平衡常数= c(O2)×c2(NO)/c2(NO2)= (0.35-x)×(0.5-2x)2/(2x)2=0.8,x=0.09mol,所以达到平衡时,容器Ⅲ中=(0.35-0.09/(2×0.09)>1, C正确;
D. 根据以上分析可知,达到平衡时,容器Ⅰ中剩余物质的总量为0.2+0.2+0.4=0.8 mol,容器Ⅲ中剩余物质的总量为2×0.09+0.35-0.09+0.5-2×0.09=0.74 mol,压强之比与气体的物质的量成正比,因此达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为0.8:0.74=40:37>16∶17,D错误;
正确选项D。
9.D
【详解】A.1个丙烷中含有8个C-H键,一个丙烯中含有6个C-H键,等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为3:4,A项错误;
B.催化剂同倍数降低正、逆反应活化能,B项错误;
C.反应热等于正、逆反应活化能之差,丙烷脱氢反应,C项错误;
D.脱氢反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,D项正确。
答案选D。
10.D
【详解】A.减小了反应物的浓度,化学反应速率减小,由图可知,乙的反应速率大于甲的反应速率,A选项错误;
B.加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,化学平衡不移动,反应物X2的百分含量(X2%)不变,B选项错误;
C.该反应是反应前后气体体积不变的反应,缩小容器的体积,压强会增大,但是正、逆反应速率同等程度增大,化学平衡不移动;温度不变,化学平衡常数不变,C选项错误;
D.由图象可知,乙的温度大于甲的温度,该反应是一个放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,XY%减小,根据化学平衡常数K的表达式可知,该反应的平衡常数一定减小,D选项正确;
答案选D。
11.C
【详解】A.使用催化剂能提高反应速率,但化学平衡不移动,的平衡转化率不变,A错误;
B.反应②是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数K减小,B错误;
C.由题图可知,温度高于500℃时,的还原率降低,的转化率增大,说明体系中以反应③为主,C正确;
D.结合题图知,500℃、催化剂A条件下,的还原率最大,则消除的最佳条件是500℃和催化剂A,D错误;
故选C。
12.B
【详解】A.根据平衡常数表达式,,A正确;
B.适当提高的浓度,可以加快反应速率,但因为提高了的浓度,所以的转化率降低,B错误;
C.断裂,说明有发生反应,反应正向进行,断裂,有发生反应,反应逆向进行,且符合两种物质的比值为,2∶3,C正确;
D.加入高效的催化剂,能够降低活化能,提高单位体积内的活化分子百分数,D正确;
故答案为:B。
13.C
【详解】A.由图1知,氮气和氢气的能量大于氨气的能量,所以由氮气和氢气生成氨气是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,该反应的平衡常数减小,A错误;
B.,,B错误;
C.当缩小容器的体积,气体的压强增大,导致平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,氮气的物质的量减少,所以曲线d符合,C正确;
D.相同温度下,一定量氮气时,氢气的浓度越大,平衡向正反应方向移动导致氮气的转化率越大,所以图3中a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c点,D错误;
故选C。
14.D
【详解】A. 若单位时间内生成的同时,消耗,均指正反应速率,则不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B. 平衡常数只与温度有关,保持温度不变,则 不变,B错误;
C. 降低温度,正、逆反应速率均减少, C错误;
D. 其它条件不变,若增加的量,相当于增大氧气浓度,则平衡右移、可以提高的转化率,D正确;
答案选D。
15.B
【详解】A.在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,A错误;
B.化学反应速率首先由反应物的本性:如组成、结构和性质等因素决定,B正确;
C.对于确定的化学反应,化学平衡常数受温度影响,不受浓度和压强的影响,C错误;
D.改变影响平衡的一个因素,平衡就向能够减弱这种改变的方向进行,D错误;
故选B。
16. K= 黄 橙红 减弱 溶液紫色褪色 C 显色剂,检验I2的存在 4.0 t1
(2)在KMnO4与H2C2O4反应中,根据高锰酸钾溶液褪色的时间比较反应速率;A.KMnO4溶液中的H+起催化作用,由于反应开始时溶液中氢离子就存在,反应速率比较慢,说明氢离子不是反应速率迅速加快的原因,故A错误;B.生成的CO2逸出,使生成物浓度降低,生成二氧化碳逸出,生成物浓度减小,反应速率应该减小,故B错误;C. 反应中,生成的Mn2+起催化作用,由于反应刚开始时,溶液中锰离子浓度较小,随着反应的进行,溶液中锰离子浓度增大,锰离子对反应具有催化作用,故C正确;D.若是因为酸性条件下KMnO4的氧化性增强,则反应开始时反应速率就应该很快,故D错误;所以正确的是C,故答案为溶液紫色褪色;C;
(3)①淀粉遇到碘单质,溶液变成蓝色,实验中淀粉溶液作显色剂,检验I2的存在,故答案为:显色剂,检验I2的存在;
②为了探究反应物浓度对化学反应速率的影响,则除了Na2S2O3溶液的浓度不同外,应保持其他影响因素一致,即应使溶液体积均为16mL,故Vx=4.0mL;由于在三个实验中Na2S2O3溶液的体积①>②>③,而混合后溶液体积相同,故混合后Na2S2O3浓度①>②>③,可知化学反应速率①>②>③,反应所需时间的大小t1<t2<t3,故答案为4.0;t1<t2<t3;
根据上述分析,在其它条件不变时,增大浓度化学反应速率加快,故答案为:其它条件不变,增大浓度化学反应速率加快。
17.(1) 石蜡 浓硫酸 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入硬质玻璃管(或装置C)中,干扰实验
(2)③①②④
(3) BD 氧化产物 11.4
【分析】装置A用溶液和溶液共热制备,已知遇水剧烈反应,应通入干燥的氮气,装置B内装有浓硫酸,装置C中Li和氮气加热下反应生成氮化锂,装置D的作用是吸收空气中水蒸气;
【详解】(1)Li是碱金属,化学性质较活泼,实验室将锂保存在石蜡中;已知遇水剧烈反应,应通入干燥的氮气,装置B中盛装的试剂是浓硫酸;装置D中碱石灰可吸收水蒸气和二氧化碳,其作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入硬质玻璃管(或装置C)中,干扰实验;
(2)该实验有气体参与反应,实验前先检查装置气密性,再装药品,先点燃A处酒精灯排尽装置内的空气,最后点燃C处酒精灯,操作先后顺序为③①②④;
(3)①A. 钢瓶储氢是物理过程,而该方法为化学方法,故A错误;
B.储氢过程中两反应的化学平衡常数表达式均为,温度相同,两个反应的平衡常数相同,故B正确;
C.两反应都是H2中的H元素发生歧化反应,LiH中的H全部来源于H2,则生成等量的,则转移电子数之比为1:1,故C错误;
D.电子层数越多其离子的半径越大,电子层数相同的原子序数越大的离子半径越小,Li+核外有一个电子层,与H-核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,Li+半径小于H-,顺序为,故D正确;
故选:BD;
②H2→(2氨基锂)中H元素化合价从0价升高至+1价,氢气做还原剂,是氧化产物;
③氢元素化合价0价变化为+1价和-1价,化合价升高的做还原剂被氧化生成氧化产物,所以氧化产物为LiNH2 ,在270℃时,该反应可逆向发生放出H2,因而氮化锂可作为储氢材料,按照化学方程式计算,储存氢气最多可达Li3N质量的=×100%=11.4%。
18.(1) 淀粉溶液 未变蓝
(2) c 负 2I--2e-=I2 有银白色固体析出
(3)1.18×1016
(4)108.44
(5)复分解反应的平衡常数大于氧化还原反应的平衡常数,反应更彻底(复分解反应活化能更低,氧化还原反应活化能更高)
【分析】本实验是为了探究AgNO3溶液与KI溶液的反应时,是发生i.Ag++I-=AgI(复分解反应),还是发生ii.2Ag++2I-=2Ag↓+I2 (氧化还原反应)。
【详解】(1)反应ii生成了I2,要证明反应ii有没有发生只需要检验反应后溶液中有没有I2生成,则继续滴入淀粉溶液,溶液未变蓝,说明未发生反应ii;
故答案为:淀粉溶液;未变蓝;
(2)①盐桥内溶质不能与AgNO3溶液和KI溶液,K2SO4会与AgNO3反应生成Ag2SO4微溶物,Fe(NO3)3会与KI发生氧化还原反应,NH4NO3不会与AgNO3和KI反应,KCl会与AgNO3反应生成AgCl沉淀;
故答案为:c;
②组成原电池装置,电流计指针发生偏转,说明发生2Ag++2I-=2Ag↓+I2 (氧化还原反应),根据该总反应可知,I-化合价升高转变为I2,失去电子,则左侧石墨为负极;其电极反应式为2I--2e-=I2;
故答案为:负;2I--2e-=I2;
③右侧为正极,其电极反应式为Ag++e-=Ag↓,则右侧烧杯的现象为有银白色固体析出;
故答案为:有银白色固体析出;
(3)复分解反应反应i的平衡常数为;
故答案为:1.18×1016;
(4)根据lgK=,z表示氧化还原反应转移的电子数,为氧化型电极电势,为还原型电极电势可知,z=2,Eθ[I2/I-]=0.54V为还原型电极电势,Eθ[Ag/Ag+]=0.79V为氧化型电极电势,则lgK=,故氧化还原反应反应ii平衡常数为108.44;
故答案为:108.44;
(5)AgNO3溶液与KI溶液混合时主要发生复分解反应,其原因可能是复分解反应的平衡常数大于氧化还原反应的平衡常数,反应更彻底(复分解反应活化能更低,氧化还原反应活化能更高);
故答案为:复分解反应的平衡常数大于氧化还原反应的平衡常数,反应更彻底(复分解反应活化能更低,氧化还原反应活化能更高)。
19. H2O2受热分解;产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等 提高氨水的浓度、提高氧压 正向 Fe2(SO4)3,H2SO4 或(任写一个) 4.25mol
【详解】(1)①CuFeS2中铜元素为+2价且为最高价态,铁元素为+2价,在酸性条件下能被双氧水氧化为Fe3+,S为-2价,可被氧化为SO42-,故反应的离子方程式为:2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O;
②过氧化氢受热分解,且生成的Cu2+、Fe3+可催化过氧化氢分解;
(2)由反应原理可知,为提高浸出率,可将黄铜矿粉碎、增大氨水浓度、增大氧压等;
(3)混合溶液中c(NH4+)=0.02/2=0.01mol/L,c(OH-)=10-7mol/L,;滴加氯化铵溶液促进水的电离,水的电离平衡正向移动;
(4)由关系图可知,可以循环使用的物质为Fe2(SO4)3、H2SO4;由二价铁转化为三价铁有微生物参与,离子方程式为;S8与O2和H2O反应也有微生物参与,离子方程式为;
(5)由题意知,当生成2mol SO42-时,有1mol Fe2+转化为Fe3+,Fe2+失去1mol电子,S2失去16mol电子,共失去17mol电子,则消耗氧气的物质的量为;
【点睛】2mol SO42-生成时,根据S守恒,则有1mol黄铜矿(CuFeS2)参加反应,反应中转移17mol电子,根据得失电子守恒,计算消耗氧气的量。
20.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)加水稀释后,浓度熵大于该温度下的平衡常数,平衡逆向移动,生成了更多的氢氧化铜,有蓝色沉淀生成
(7)该反应为放热反应,反应放出的热使容器内温度升高,增大;随着反应的进行,反应物浓度减小,减小
【分析】如图实验装置,装置A为制备氨气的反应,其反应方程式为,装置B的干燥管起防倒吸作用,装置B为氨气与硫酸铜溶液的反应;
【详解】(1)烧瓶中,除了存在氨气溶于水的平衡外,氢氧化钙属于微溶物,还存在氨水的电离平衡和氢氧化钙的溶解平衡,分别为、,故填;;
(2)装置B没有尾气处理装置,为了达到同样的目的,可以改用装硫酸铜溶液洗气瓶,增加一个尾气处理装置,改成如下装置,,故填;
(3)NH3通入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀,该沉淀为氢氧化铜,其反应的离子方程式为,故填;
(4)根据反应, (铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0),该反应的平衡常数表达式为,故填;
(5)根据反应 (铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0),该反应为放热反应,平衡常数与温度有关,改变条件K增大,则改变的条件为降低温度,正反应速率瞬间变小,向正向移动,直到达到新的平衡,正反应速率不变,其变化如图所示,,故填;
(6)对于平衡体系, (铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0),设平衡时,、、,则平衡常数;若稀释到n()倍,则稀释瞬间,、、,此时浓度熵==,所以平衡逆向进行,生成了更多的氢氧化铜,有蓝色沉淀生成,故填加水稀释后,浓度熵大于该温度下的平衡常数,平衡逆向移动,生成了更多的氢氧化铜,有蓝色沉淀生成;
(7)对于反应 (铜氨溶液)+2H2O+Q(Q>0),该反应为放热反应,在绝热密闭容器中发生反应,容器内温度逐渐升高,反应速率逐步加快,但随着反应进行,反应物的浓度降低,反应速率逐渐减小,即反应放出的热使容器内温度升高,增大;随着反应的进行,反应物浓度减小,减小,故填该反应为放热反应,反应放出的热使容器内温度升高,增大;随着反应的进行,反应物浓度减小,减小。
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