2024届高三化学一轮复习(小题训练)-化学平衡状态
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ,反应:达到平衡后,再通入一定量,达到新的平衡时,下列有关判断不正确的是
A.的平衡转化率增大 B.的平衡浓度增大
C.反应平衡常数不变 D.正向反应速率增大
2.180℃时将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1 L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式:CO2+3H2CH3OH+H2O
B.当容器内混合气体压强不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
C.在0 ~3 min内用H2表示的平均化学反应速率为 0.1
D.在3 ~ 10 min内,反应仍未达到平衡状态
3.一定温度下,在一容器内进行某一反应, M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示,则下列叙述中,正确的是
A.反应的化学方程式一定为2MN B.t1时,逆反应速率一定大于正反应速率
C.t2时,反应达到了化学平衡状态 D.t3时,正反应速率等于逆反应速率
4.H2NCOONH4是工业上由氨合成尿素的中间产物。在一定温度下、容积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是
①混合气体的平均相对分子质量不变
②每生成17 g NH3的同时消耗22 gCO2
③NH3的体积分数保持不变
④混合气体的密度保持不变
⑤c(NH3)∶c(CO2)=2∶1
⑥容器中压强不变
A.①③⑤⑥ B.①③④ C.②④⑥ D.①④⑥
5.用NA代表阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L pH=4的0.1mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NA
B.1mol HClO中含有H—Cl键数为NA
C.反应生成22.4LO2,转移电子数为4NA
D.100g质量分数为46%的乙醇溶液,含有的O—H键数目为7NA
6.在一定温度下,向1 L密闭容器中加入a mol H2和2a mol Br2(g),发生如下反应:H2(g) + Br2 (g) 2HBr(g),下列可以作为此反应达到平衡的标志是
A.容器内H2、Br2、HBr的物质的量之比为l:1:2
B.容器内压强不随时间变化
C.单位时间内消耗n mol H2,同时生成2n mol HBr
D.容器内颜色不随时间变化
7.室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向2mL0.1mol/LKI溶液中加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液充分反应后用苯萃取2~3次,取水层滴加KSCN溶液观察溶液颜色变化
化学反应有一定限度
B
用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸上,立即与pH标准比色卡对照读数
测定新制氨水的pH
C
分别向2支盛有等体积、等浓度的FeCl3和CuCl2溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液
探究不同催化剂对反应速率的影响
D
分别取50mL0.5mol/L硫酸、氢氧化钠两溶液在量热器中充分反应,测定反应前后最大温度差
测定中和热
A.A B.B C.C D.D
8.在恒温恒容的密闭容器中发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,下列能说明该反应达到平衡状态的是
①反应速率5v(NH3)=4v(O2) ②体系的压强不再发生变化 ③混合气体的密度不再发生变化 ④气体的平均摩尔质量不再发生变化 ⑤单位时间内生成5 mol O2,同时断裂12 mol O—H键 ⑥NO的浓度不变
A.②④⑥ B.①②④⑥ C.②⑤⑥ D.①②③④⑤
9.一定温度下,当密闭容器中进行的反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.反应并未停止 B.SO2的转化率达到最大
C.各物质的浓度相等 D.O2的正、逆反应速率相等
10.在恒温恒容的密闭容器中进行的可逆反应 2NO2(g)2NO(g)+O2(g),达到平衡状态的标志是
① 单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2
② NO2、NO、O2表示的反应速率之比为 2∶2∶1 的状态
③ 混合气体的颜色不再改变的状态
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
11.若反应在容积可变的容器中进行,不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
12.将0.05 mol·L的KI溶液和0.2 mol·L的溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡的是
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.① B.② C.③④ D.①②
13.在已处于化学平衡状态的体系中,若下列物理量发生变化,则一定能表明平衡发生移动的是( )
A.反应混合物的浓度 B.反应的平衡常数
C.正、逆反应速率 D.反应体系的压强
14.2020年10月,我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置,其原理如图所示。下列说法错误的是
A.高纯硅可用于制造太阳能光伏电池
B.反应Ⅰ中电能转化为化学能
C.反应Ⅰ与的燃烧反应互为可逆反应
D.反应Ⅱ能够促进资源化利用,有助于实现“碳中和”
15.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.CO的转化率100% B.CO、NO、CO2、N2的浓度相等
C.NO的浓度为0 D.v正(CO2)=v逆(CO2)
二、实验题
16.碘化钾常用作合成有机化合物的原料。某实验小组设计实验探究KI的还原性。
Ⅰ.配制KI溶液
(1)配制500 mL 0.1 mol/L的KI溶液,需要称取KI的质量为_______g。
(2)下列关于配制KI溶液的操作错误的是_______(填序号)。
A. B. C. D.
Ⅱ.探究不同条件下空气中氧气氧化KI的速率。
组别
温度
KI溶液
H2SO4溶液
蒸馏水
淀粉溶液
c(KI)
c(H2SO4)
V
1
298K
0.1 mol/L
5mL
0.1 mol/L
5 mL
10 mL
3滴
2
313K
0.1 mol/L
a mL
b mol/L
5 mL
10 mL
3滴
3
298K
0.1 mol/L
10mL
0.2 mol/L
5 mL
5 mL
3滴
(3)酸性条件下KI能被空气中氧气氧化,发生反应的离子方程式为_______。
(4)通过实验组别1和组别2探究温度对氧化速率的影响其中a=_______,b=_______。
(5)设计实验组别3的目的是_______。
Ⅲ.探究反应“”为可逆反应。
试剂:0.01 mol/L KI溶液,0.005 mol/LFe2(SO4)3溶液,淀粉溶液,KSCN溶液,0.01 mol/L AgNO3溶液。实验如图:
(6)甲同学通过试管ⅰ和试管ⅱ中现象结合可证明该反应为可逆反应,则试管ⅰ中现象为_______;乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应,原因为_______。
(7)请选择上述试剂重新设计实验,证明该反应为可逆反应:_______。
17.碘化钾是常用的化工原料。某实验小组设计实验探究的还原性。
I.探究不同条件下空气中氧气氧化的速率。
组别
温度
溶液
溶液
蒸馏水
淀粉溶液
V
V
1
3滴
2
3滴
3
3滴
(1)酸性条件下能被空气中氧气氧化,发生反应的离子方程式为_______。
(2)通过实验组别1和组别2探究温度对氧化速率的影响。其中_______,_______。
(3)设计实验组别3的目的是_______。
Ⅱ.探究反应“”为可逆反应。
试剂:溶液,溶液,淀粉溶液,溶液,溶液。实验如下:
(4)甲同学通过试管i和试管ⅱ中现象结合可证明该反应为可逆反应,则试管i中现象为:_______;乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应,原因为_______。
(5)请选择上述试剂重新设计实验,证明该反应为可逆反应_______。
18.某小组欲探究反应2Fe2++I22Fe3++2I-,完成如下实验:
资料:AgI是黄色固体,不溶于稀硝酸;新制的AgI见光会少量分解。
(一)经检验,Ⅰ、Ⅱ中均无,Ⅲ中含。
(1)Ⅱ中未检出的实验操作及现象是:取少量Ⅱ中溶液,_______。
(2)Ⅲ中的黄色浑浊是_______。
(3)研究Ⅲ中产生的原因
①甲同学对此做出如下假设:
假设a:空气中存在,由于_______(用离子方程式表示),可产生;
假设b: _______(填化学式)具有氧化性,可产生;
假设c:溶液中具有氧化性,可产生;
通过实验证实a、b、c不是产生的主要原因,实验方案和现象是_______。
②进一步实验表明,产生时的氧化剂是,从物质性质的角度分析溶液作用是_______。
(二)继续研究Ⅲ→Ⅳ过程中出现灰黑色浑浊的原因:
(4)完成如下实验:
实验1:检验出Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是:取洗净后的灰黑色固体,_______。
实验2:向1mL溶液中加入1mL溶液,开始时,溶液无明显变化,几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,反应过程中温度几乎无变化,测定溶液中浓度随反应时间的变化如下图。
实验3:实验开始时,先向试管中加入几滴溶液,重复实验2,实验结果与实验2相同。
实验2中发生反应的离子方程式是_______。
19.在2 L的密闭容器中,SO2和O2在催化剂500℃的条件下发生反应。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。
回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式是______。
(2)0~2 min,以SO2的浓度变化表示的化学反应速率是______mol•L−1•min−1。
(3)反应达到化学平衡状态的依据是________。
a.单位时间内消耗1 mol SO2,同时生成1 mol SO3
b.SO2的浓度与SO3浓度均不再变化
c.正、逆反应速率相等且不等于零
d.SO2的浓度与SO3浓度相等
(4)对于SO2与O2生成SO3的反应,在O2过量时,SO2也不能完全转化为SO3。对此现象,某小组同学提出三个观点:
观点一:只有部分SO2与O2反应
观点二:SO2与O2反应生成SO3的同时,SO3分解生成SO2与O2
观点三:SO2全部转化为SO3后,部分SO3又转化为SO2
查阅资料得到以下两条事实:
事实①
事实②
一定条件下向密闭容器中充入SO2和18O2,反应一段时间后,18O存在于SO2、O2、SO3中
反应过程中,SO3的物质的量变化趋势如图所示
其中可以证明观点一不正确的事实是(填①或填②,下同)________,可以证明观点三不正确的事实是________;符合观点二的事实是________。
20.为探究能否氧化,某兴趣小组用溶液()和溶液()进行如下操作并记录现象。
已知:①(紫色)
②遇无明显现象
③能显著减慢的紫色褪去
实验编号
I
II
实验操作
实验现象
溶液呈紫色,静置后紫色迅速褪去,久置后出现淡黄色浑浊
溶液呈紫色,静置后紫色较快褪去,久置后未出现淡黄色浑浊
(1)配制溶液时,需要用盐酸酸化,原因是___(用化学方程式表示)。
(2)分析实验I:若向紫色溶液中加入酸,会使体系I中___(填离子符号)浓度增大,导致平衡正向移动,溶液紫色变深;出现淡黄色浑浊是因为与发生了反应,该反应的离子方程式为____。
(3)分析实验II:溶液紫色褪去,是因为被____(填“氧化”或“还原”)成,该反应的离子方程式为____。
(4)实验I中出现淡黄色浑浊,而实验II中未出现淡黄色浑浊的原因是_____。
(5)请设计实验方案证明反应是有限度的_____。
参考答案:
1.A
【详解】A.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,但是的平衡转化率减小,A错误;
B.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,的平衡浓度增大,B正确;
C.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,C正确;
D.再通入一定量,反应物浓度增大,正向反应速率增大,D正确;
故选A。
2.D
【详解】A.将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1 L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气(CH3OH )和某无机副产物,0~3min内消耗的CO2与H2物质的量之比为(1.0mol-0.9mol):(0.5mol-0.2mol)=1:3,由原子守恒可知副产物为水,由原子守恒可知反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,A正确;
B.该反应是反应前后气体体积不等的反应,反应在恒容密闭容器中进行,当混合气体压强不再变化时,表明反应已经达到平衡状态,B正确;
C.0~3 min内,参加反应的CO2为0.1 mol,根据物质转化关系可知反应消耗0.3 mol H2,则0 ~ 3 min内H2的平均反应速率为v(H2)=,C正确;
D.0~3min内生成的甲醇物质的量为0.1mol,则3min时甲醇物质的量为0.1mol,10min时甲醇物质的量也为0.1mol,在3-10 min内反应处于平衡状态,D错误;
故合理选项是D。
3.D
【分析】由图象可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,t1、t2时,反应没有达到化学平衡状态,t3时,反应达到化学平衡状态。
【详解】A项、由图象可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,故A错误;
B项、t1时,反应没有达到化学平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C项、t2时,反应没有达到化学平衡状态,故C错误;
D项、t3时,反应达到化学平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查化学平衡,注意图象分析,明确从曲线变化判断反应物和生成物以及反应是否达到平衡是解答关键。
4.C
【分析】H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g),反应物为固体,生成物为气体,化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断。
【详解】①因反应物H2NCOONH4为固体,则混合气体的平均相对分子质量等于=26恒不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明反应达到平衡状态,①错误;
②每生成22g CO2的同时必然生成17g NH3,同时消耗17g NH3,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,②正确;
③由反应方程式可知,NH3的体积分数为×100%恒不变,所以NH3的体积分数保持不变,不能说明反应达到平衡状态,③错误;
④由于反应物H2NCOONH4是固体,没有达到平衡状态前,气体质量会变化,容器体积不变,则混合气体的密度也会发生变化,所以密度不变,说明反应达到了平衡状态,④正确;
⑤因氨气和二氧化碳均为生成物,所以c(NH3):c(CO2)恒等于2:1,不能说明反应达到平衡状态,⑤错误;
⑥该反应为非等体积反应,恒温恒容条件下压强不变,可以说明反应达到平衡状态,⑥正确;
②④⑥正确,故选C。
5.D
【详解】A.重铬酸钾溶液中存在如下平衡:Cr2O+H2O2 CrO+2H+,则1L pH=4的0.1mol/L K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数小于0.1mol/L ×1L×NAmol—1=0.1NA,故A错误;
B.次氯酸的分子式为HClO,结构式为Cl—O—H,由结构式可知次氯酸分子中不存在H—Cl键,故B错误;
C.缺标准状况和反应物中氧元素的化合价,无法计算22.4L氧气的物质的量和反应转移电子数转移电子数目,故C错误;
D.乙醇分子和水分子中都含有O—H键,则100g质量分数为46%的乙醇溶液,含有的O—H键数目为×1×NAmol—1+×2×NAmol—1=7NA,故D正确;
故选D。
6.D
【分析】可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答。
【详解】A.容器内H2、Br2、HBr的浓度之比为1:1:2时,该反应不一定达到平衡状态,与反应初始浓度及转化率有关,故A错误;
B.该反应前后气体计量数之和不变,则无论反应是否达到平衡状态,容器内压强始终不变,所以不能根据压强判断平衡状态,故B错误;
C.单位时间内消耗n mol H2,同时生成2nmolHBr,均表示正反应速率,无法确定反应达到平衡状态,故C错误;
D.该反应中只有溴是有色物质,当容器内颜色不随时间变化时,说明溴的物质的量不变,则该反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为A。
7.C
【详解】A.由反应方程式:2KI+2FeCl3=2KCl+2FeCl2+I2可知,题干中所加试剂FeCl3溶液过量,反应后取水层滴加KSCN溶液观察溶液变为血红色,可知含有铁离子,但不能说明其不能完全转化,即不能证明反应的可逆性,A不合题意;
B.氯水中含HClO,可使pH试纸褪色,应选pH计测定氯水的pH值,B不合题意;
C.FeCl3和CuCl2都可催化过氧化氢分解,等浓度FeCl3和CuCl2溶液与等浓度等体积的H2O2反应,能探究不同催化剂对反应速率的影响,C符合题意;
D.生成硫酸钡放热,使放热增大,不能准确测定中和热,D不合题意;
故答案为:C。
8.A
【详解】①只要反应发生就有反应速率5v(NH3) =4v(O2),故不能说明反应已达平衡状态,故错误;
②体系的压强不再改变,说明正逆反应速率相等,反应已经达平衡状态,故错误
③气体的总质量和总体积始终不变,体系的密度始终不变化,密度不变不能说明反应已达平衡状态,故错误
④气体的总质量始终不变,总物质的量为变量,平均摩尔质量不再发生变化说明正逆反应速率相等,反应已经达平衡状态,故正确;
⑤单位时间内生成5 mol O2,同时断裂12 mol O-H键,均描述逆反应速率,不能说明反应已达平衡状态,故错误;
⑥NO的浓度不变说明反应达到了平衡状态,故正确;
综上所述,答案为A。
9.C
【详解】A. 可逆反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,但反应速率不等于0,反应没有停止,故A正确;
B. 达到平衡时,可逆反应达到最大限度,则SO2的转化率达到最大,故B正确;
C. 可逆反应达到平衡时,各物质的浓度不再变化,但各物质的浓度不一定相等,故C错误;
D. O2的正、逆反应速率相等,反应达到平衡,故D正确;
答案选C。
10.A
【详解】①单位时间内生成n molO2,同时生成2n molNO2,说明v正=v逆,达到平衡状态,故①正确;
②NO2、NO、O2的反应速率之比为2:2:1的状态不能说明v正=v逆,不一定达到平衡状态,故②错误;
③混合气体的颜色不在改变,说明气体NO2的浓度不变,达到平衡状态,故③正确;
④无论是否达到平衡状态,混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度不变,不能说明到达平衡状态,故④错误;
⑤混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值,混合气体的质量不变,混合气体的平均相对分子质量不再改变,则说明容器中总的物质的量不变,此时能说明到达平衡状态,故⑤正确。
答案选A。
11.A
【详解】A.容积可变的容器压强恒定,容器内混合气体的压强不随时间变化而改变,不能说明该反应已达到平衡状态,A符合;
B.该反应为非等体积反应,容器体积可变,容器内混合气体的密度可变,密度不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态,B不符合;
C.二氧化氮是红棕色气体,容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态,C不符合;
D.根据,气体总质量不变,该反应为非等体积反应,气体总的物质的量可变,混合气体的平均分子量可变,容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态,D不符合;
故选A。
12.B
【分析】将0.05 mol·L的KI溶液和0.2 mol·L的溶液等体积混合充分反应后,Fe3+过量,若不是可逆反应,I-全部转化为碘单质,则溶液中无I-,故只需要证明溶液中是否含有I-,即能证明存在化学平衡。
【详解】①Fe3+过量,向溶液中滴入KSCN溶液,无论是否存在上述平衡,溶液均变红,①错误;
②向溶液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,说明溶液中有I-,②正确;
③无论是否存在题述平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入溶液后均有蓝色沉淀生成,③错误;
④无论是否存在题述平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,④错误;
综上所述只有②能证明该反应为可逆反应;
故选B。
13.B
【详解】A. 若反应前后气体总物质的量不变,增大反应混合物的浓度,正、逆反应速率均增大,但平衡不移动,A错误;
B. 平衡常数是生成物的幂之积比反应物的幂之积,只与温度有关,平衡常数发生改变,平衡一定发生了移动,B正确;
C. 加入正催化剂,正、逆反应速率均增大,但平衡不移动,C错误;
D. 若反应前后气体总物质的量不变,压强对平衡无影响,D错误。
14.C
【详解】A.高纯硅可用于光伏太阳能板,用于制造太阳能光伏电池,A正确;
B.反应Ⅰ中利用光伏发的电电解水,电能转化为化学能,B正确;
C.反应Ⅰ与的燃烧反应两者所需的条件不同,不是可逆反应,C错误;
D.反应Ⅱ能够利用二氧化碳转化为甲醇,促进资源化利用,有助于实现“碳中和”,D正确;
故选C。
15.D
【详解】A.该反应为可逆反应,CO的转化率不可能达到100%,故A不选;
B.CO、NO、CO2、N2的浓度相等,并不能说明各物质的浓度不变,不能说明反应达到平衡状态,故B不选;
C.可逆反应达到平衡时反应物和生成物都会同时存在于一个容器,NO的浓度不可能为0,故C不选;
D.v正(CO2)=v逆(CO2)是反应达到平衡状态的本质标志,故D选;
故选D。
16.(1)8.3 g
(2)AC
(3)4I-+4H++O2=2I2+2H2O
(4) 5 0.1
(5)探究H+浓度对氧化还原反应速率的影响
(6) 产生黄色沉淀 无论反应是否是可逆反应,溶液中都存在I2,I2遇淀粉溶液会变为蓝色
(7)将3 mL0.01 mol/LKI溶液加入到3mL0.005 mol/LFe2(SO4)3溶液中,将得到的溶液平均分为两份,向试管i中加热1 mol 0.01 mol/LAgNO3溶液,向试管ii中滴加几滴KSCN溶液,若试管i中产生黄色沉淀,试管ii溶液变为红色,就可以证明该反应为可逆反应
【分析】Ⅰ.根据c=及m=n·M计算溶质的质量。要结合配制物质的量浓度溶液的步骤确定使用的仪器及操作正误。Ⅱ.要采用控制变量方法研究外界条件对化学反应速率的影响。即只改变一个外界条件,看这个条件对化学反应的影响;Ⅲ.根据反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2中物质反应转化关系,要判断该反应是否可逆,应该是反应物微粒按照方程式中计量关系恰好反应,然后设计实验证明反应后溶液中还存在反应物的微粒,根据Fe3+、I-的检验方法进行判断。
【详解】(1)配制500 mL 0.1 mol/L的KI溶液,溶液中的溶质的物质的量n(KI)=0.1 mol/L×0.5 L=0.05 mol,则需要称取KI的质量为m(KI)=0.05 mol×166 g/mol=8.3 g;
(2)A.使用托盘天平称量固体物质的质量时,原则是左物右码,物质与砝码放反了,A错误;
B.在烧杯中溶解固体药品,待溶液冷却至室温后,在将烧杯的溶液转移至容量瓶中时,要使用玻璃棒引流,B正确;
C.配制一定体积一定物质的量浓度的溶液,在最后定容操作时,视线要与容量瓶的刻度线相切,即应该平视刻度线,图示视线是仰视,操作不合理,C错误;
D.图示符合最后摇匀溶液的操作要领,D正确;
故合理选项是AC;
(3)在酸性条件下,KI被空气中的O2氧化产生I2,I2使淀粉溶液变为蓝色,该反应的离子方程式为:4I-+4H++O2=2I2+2H2O;
(4)要采用控制变量方法研究外界条件对化学反应速率的影响。即只改变一个外界条件,看这个条件对化学反应的影响。
实验时溶液总体积是V=5 mL+5 mL+10 mL=20 mL,由于实验组别1和组别2探究温度对氧化反应速率的影响,溶液的体积应该相同,各种物质的浓度也应该相同,只有反应溶液的温度不相同,则溶液体积a=5 mL;物质的浓度b=0.1 mol/L;
(5)根据表格数据可知:实验3的温度与实验1相同,不同之处是c(H2SO4)=0.2 mol/L,而实验1中c(H2SO4)=0.1 mol/L,即c(H+)不同,该实验1、3是探究c(H+)对氧化反应速率的影响;
(6)将3 mL0.01 mol/LKI溶液加入到5 mL0.005 mol/LFe2(SO4)3溶液中,二者会发生反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,由于二者反应的物质的量的比是1:1,显然 Fe3+过量,若该反应是彻底完全的反应,反应后溶液中无I-,实验时向试管i中加入AgNO3溶液,产生黄色沉淀,发生反应:Ag++I-=AgI↓,说明溶液中含有I-,证明该反应是可逆反应;
无论反应是否是可逆反应,溶液中都存在反应产生的I2,I2遇淀粉溶液会变为蓝色,故无法证明反应是否可逆反应;
(7)要证明反应是否是可逆反应,可以将3 mL0.01 mol/LKI溶液加入到3mL0.005 mol/LFe2(SO4)3溶液中,二者恰好发生反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2,若反应不是可逆反应,则反应后溶液中不存在I-、Fe3+,将溶液平均分为两等份,向试管i中加热1 mL0.01 mol/LAgNO3溶液,若试管i中产生黄色沉淀,说明其中含有I-;向试管ii中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为红色,说明其中含有Fe3+,就可以证明该反应为可逆反应。
17.(1)
(2) 5 0.1
(3)探究硫酸的浓度对氧化速率的影响
(4) 产生黄色沉淀 含的溶液中加入也能产生黄色沉淀
(5)向5mL(过量)溶液中加入3mL(少量)溶液,再向其中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有过量的溶液中存在,即可证明该反应为可逆反应
【详解】(1)酸性条件下KI能被空气中氧气氧化,发生反应的离子方程式为;
(2)根据控制单一变量的原则可知a=5,b=0.1;
(3)实验3的反应温度是298K,温度相同,混合溶液总体积相同,KI溶液浓度相同,但H2SO4溶液浓度不相同,因此设计实验组别3的目的是为了与组别1对比,从而探究硫酸的浓度对氧化速率的影响;
(4)由题意可知实验i中现象为产生黄色沉淀;乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应,原因为含的溶液中加入也能产生黄色沉淀;
(5)向5mL溶液中加入3mL(少量)溶液,再向其中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有过量的溶液中存在,即可证明该反应为可逆反应[或向溶液中加入5mL(过量)溶液,再向其中加入KSCN溶液,溶液变红,说明含有过量的溶液中存在,即可证明该反应为可逆反应]。
18.(1)滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红色
(2)AgI
(3) 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O NO 取Ⅲ中溶液少许于试管中,加入四氯化碳,振荡,溶液分层,有机层溶液呈无色 Ag+与I—反应生成AgI沉淀,I—浓度减小,2Fe2++I22Fe3++2I—平衡正向移动,促使I2氧化Fe2+
(4) 加入足量稀硝酸,振荡,固体部分溶解,产生无色气泡,遇空气变红棕色,静置,取上层清液加入稀盐酸,有白色沉淀生成 Fe2++Ag+=Fe3++Ag
【分析】该实验的实验目的是探究反应2Fe2++I22Fe3++2I—的可逆性,由加入碘水中的碘,空气中氧气,以及加入的硝酸银溶液中的硝酸根离子和银离子具有氧化性提出假设,并通过实验得到反应生成的铁离子是因为单质碘具有氧化性的缘故,而非空气中氧气、硝酸根离子、银离子具有氧化性的缘故的实验结论。
【详解】(1)铁离子能与硫氰酸根离子反应生成红色的硫氰化铁,则检验溶液II中不存在铁离子的操作为取少量Ⅱ中溶液,滴加几滴硫氰化钾溶液,振荡,溶液不变红色说明溶液中不存在铁离子,故答案为:滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红色;
(2)由题给信息可知,碘化银是不溶于稀硝酸的黄色固体,则III中出现的黄色浑浊为碘化银沉淀,故答案为:AgI;
(3)①由分析可知,空气中的氧气具有氧化性,酸性条件下能与亚铁离子反应生成铁离子和水,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;酸性溶液中硝酸根离子具有氧化性,也可能将亚铁离子氧化为铁离子,则假设b为酸性溶液中硝酸根离子具有氧化性可能将亚铁离子氧化为铁离子;若要验证假设a、b、c不是产生铁离子的主要原因,而碘的氧化性是产生铁离子的主要原因应设计实验验证III中溶液不存在单质碘,检验溶液中是否存在单质碘的实验操作为取III中溶液少许于试管中,加入四氯化碳,振荡,溶液分层,有机层溶液呈无色,溶液中不存在碘,说明溶液中产生铁离子与碘的氧化性有关,故答案为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;NO;取Ⅲ中溶液少许于试管中,加入四氯化碳,振荡,溶液分层,有机层溶液呈无色;
②说明溶液中产生铁离子与碘的氧化性有关,加入硝酸银溶液的目的是,银离子与溶液中碘离子反应,使溶液中碘离子浓度减小,反应2Fe2++I22Fe3++2I—形成的平衡正向移动,促使碘氧化亚铁离子生成铁离子,故答案为:Ag+与I—反应生成AgI沉淀,I—浓度减小,2Fe2++I22Fe3++2I—平衡正向移动,促使I2氧化Fe2+;
(4)银能与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,而碘化银不与稀硝酸反应,所以验证灰黑色浑浊含有银的实验操作为取洗净后的灰黑色固体,加入足量稀硝酸,振荡,固体部分溶解,产生无色气泡,遇空气变红棕色,静置,取上层清液加入稀盐酸,有白色沉淀生成;由题意可知,实验2中发生的反应为溶液中的银离子与亚铁离子反应生成银和铁离子,反应的离子方程式为Fe2++Ag+=Fe3++Ag,故答案为:加入足量稀硝酸,振荡,固体部分溶解,产生无色气泡,遇空气变红棕色,静置,取上层清液加入稀盐酸,有白色沉淀生成;Fe2++Ag+=Fe3++Ag。
19. 2SO2 + O2⇌2SO3 1.25 bc ① ② ①②
【详解】(1) SO2和O2在催化剂500°C的条件下发生反应生成三氧化硫,反应的化学方程式为:2SO2 + O2⇌2SO3
(2) 在前2min内,SO2的浓度变化10mol-5mol=5mol,反应速率v(SO2)=
(3) a. 单位时间内消耗1mol SO2,同时生成1mol SO3,只能说明平衡正向进行,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;b. SO2的浓度与SO3浓度均不再变化是平衡标志,故b正确;c.正、逆反应速率相等且不等于零能说明反应达到平衡状态,故c正确;d. SO2的浓度与SO3浓度相等和起始量和变化量有关,SO2的浓度与SO3浓度相等不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
(4) 事实①一定条件下向密闭容器中充入SO2和18O2,反应一段时间后,18O存在于SO2、O2、SO3中,说明SO2与O2反应生成SO3的同时,SO3分解生成SO2与O2,不是只有部分SO2与O2反应,即观点一不正确;事实②可以看到SO3增加到一定程度后不再变化,说明SO2没有全部转化为SO3,即观点三不正确,而两个事实都证明了观点二;
20. Fe3+ 氧化 实验I中过量且溶液呈酸性,与发生反应:实验II中被过量的氧化 往溶液中滴入2滴溶液,再往反应后的紫色溶液中滴入溶液,若溶液变红则说明反应是有限度的,反之不能
【详解】(1)配制溶液时,需要用盐酸酸化,可抑制水解,方程式为:;
(2)铁离子水解显酸性,若向紫色溶液中加入酸,会使体系I中铁离子水解平衡逆向移动,铁离子浓度增大,导致平衡正向移动,溶液紫色变深;出现淡黄色浑浊是因为与发生了反应,该反应的离子方程式为。
(3)分析实验II:溶液紫色褪去,是因为被氧化成,该反应的离子方程式为。
(4)实验I中出现淡黄色浑浊,而实验II中未出现淡黄色浑浊的原因是实验I中过量且溶液呈酸性,与发生反应:实验II中被过量的氧化。
(5) 设计实验,铁离子少量,但反应后溶液中仍存在铁离子,即可说明反应存在限度,具体实验为:往溶液中滴入2滴溶液,再往反应后的紫色溶液中滴入溶液,若溶液变红则说明反应是有限度的,反之不能。
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