2024届高三化学一轮复习培优--化学平衡状态训练
展开2024届高三化学一轮复习培优--化学平衡状态训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.一定条件下,发生反应:CO(g)+ H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g) △H=Q kJ/mol。 1 mol CO和1 mol H2O(g)完全反应的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法正确的是
A.正反应放热
B.∣E1∣<∣Q∣<∣E2∣
C.该反应的活化能为QkJ/mol
D.某密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g),充分反应后体系总能量减少∣Q∣kJ
2.一定条件下进行反应:。向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol,反应过程中测得的有关数据见表:
t/s
0
2
4
6
8
/mol
0
0.30
0.39
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A.0~2s生成的平均反应速率比2~4s生成的平均反应速率快
B.0~2s的平均分解速率为
C.6s时,反应已达到最大限度
D.若起始时充入2.0mol,则的平衡转化率小于40%
3.可逆反应达到平衡的重要特征是( )
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率均为零
C.正、逆反应都还在继续进行
D.正、逆反应的速率相等
4.已知反应:NO2(g)+ SO2(g)⇌NO(g)+ SO3(g) ΔH<0,在绝热条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒容容器中反应,下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.体系温度保持不变 B.体系压强保持不变
C.NO2和SO2的体积比保持不变 D.混合气平均相对分子质量保持不变
5.向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的和的混合气体,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ,(已知:为红棕色气体,为无色气体)。体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.64s时,反应达到化学平衡状态。
B.从反应开始至化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变浅。
C.若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高。
D.若升高温度,增大了活化分子百分数,则反应速率加快。
6.恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,下列可作为判断反应达到平衡状态的标志的是
①单位时间内生成nmolO2的同时生成nmolNO2
②单位时间内生成nmolNO的同时生成nmolNO2
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.②④⑥⑦ D.②④⑤⑦
7.煤气化后分离得到的CO和H2可用于合成1-丙醇:3CO(g)+6H2(g)CH3CH2CH2OH(g) +2H2O(g)。在一定条件下,下列能说明上述反应达到平衡状态的是
A.3v(CO)消耗=2 v(H2O)消耗
B.断裂3NA个H-H键的同时,断裂2NA 个H-O键
C.若反应在绝热密闭容器中进行,容器中的压强已不再变化
D.若反应在恒容密闭容器中进行,混合气体的密度已不再改变
8.下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温下已达平衡状态的是
A.反应容器内压强不随时间变化
B.P和S的生成速率相等
C.反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
9.在恒温恒容的密团容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列叙述中,能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.容器内气体压强不变
B.容器内气体的密度不变
C.混合气体的总物质的量不变
D.CO2的生成速率与H2的消耗速率相等
10.体积不变的密闭容器中进行如下反应: X2(g)+3Y2(g)⇌2Z(g),X2、Y2、Z起始浓度分别为0.2 mol/L、 0.6 mol/L、0.4 mol/L,当平衡时,下列数据肯定不对的是
A.X2为0.4 mol/L,Y2为1.2 mol/L B.Y2为1.0 mol/L
C.X2为0.3 mol/L,Z为0.2 mol/L D.Z为0.6 mol/L
11.已知反应:A2(g)+2B2(g) 2AB2(g),下列说法正确的是
A.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢
B.催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C.达平衡后,正、逆反应速率均为零
D.0.1molA2和0.2molB2反应达到平衡时生成0.2molAB2
12.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
13.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,能说明该反应已达到平衡状态的有
①混合气体的密度②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量④B物质的量浓度
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
14.一定条件下,密闭容器中发生反应,下列说法正确的是
A.混合气体的平均相对分子质量不变时,说明体系已达平衡状态
B.平衡时,升高温度,化学反应速率和的转化率均增大
C.平衡时,增大压强,平衡逆向移动,体系颜色变深
D.平衡时,分离出,平衡正向移动,K不变
15.在一定温度下的某恒容密闭容器中,建立下列化学平衡:A(g)+3B(g)2C(g),能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A.体系的压强不再发生变化 B.3v正(B)═2v逆(C)
C.混合气体密度不再变化 D.消耗1molA的同时生成2molC
二、实验题
16.某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
(1)设计如下实验研究2Fe3++2I-2Fe2++I2的反应。
①振荡静置后C中观察到的现象是_______________________;为证明该反应存在一定限度,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后______________(写出实验操作和现象)。
②测定上述KI溶液的浓度,进行以下操作:
I用移液管移取20.00 mL KI溶液至锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量H2O2溶液,充分反应。
II小心加热除去过量的H2O2。
III用淀粉做指示剂,用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,反应原理为:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
步骤II是否可省略?____________(答“可以”或“不可以”)
步骤III达到滴定终点的现象是___________________________。已知I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,加指示剂的最佳时机是________。
(2)探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响。
反应原理(化学方程式)为________;
仪器及药品:试管(两支)、0.01 mol/L KMnO4酸性溶液、0.1 mol/L H2C2O4溶液、一粒黄豆大的MnSO4固体;
实验方案:请仿照教材(或同教材)设计一个实验用表格,在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。______________
17.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_____。
18.反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。
(1)探究反应条件对0.10 mol/L Na2S2O3溶液与0.10 mol/L稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为:Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下:
编号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液/mL
水/mL
H2SO4溶液/mL
乙
①
25
10.0
0
10.0
x
②
25
5.0
a
10.0
y
③
40
10.0
0
10.0
z
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为______,乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”为________________________,x、y、z的大小关系是_______________________。
(2)氨气具有广泛的用途,工业上合成氨的反应是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
①已知:
化学键
H—H
N≡N
N—H
键能kJ/mol(断开1mol化学键所需要的能量)
436
945
391
则合成氨的热化学方程式是__________________________________________________。
②一定温度下,在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0. 3 mol/L、0.1 mol/L,达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是________________________。
③ 下列说法中,能说明上述②中反应已经达到化学平衡状态的是_________________。
a. 1mol N≡N键断裂的同时,有6mol N-H键断裂 b. N2、NH3物质的量浓度不再改变 c. 容器中气体的密度保持不变 d. 容器内N2、 H2物质的量之比为1:3,且保持不变 e. 2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)
④在工业生产中,及时分离出NH3,有利于合成氨,用平衡移动原理解释原因是_______________________。
19.乙酰苯胺为无色晶体,具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。实验室常用苯胺与乙酸反应制备乙酰苯胺:
+CH3COOH +H2O
相关的文献数据如下:
物质
密度g/ml
熔点℃
沸点℃
溶解性
冰醋酸
1.05
16.6
118
易溶于水
苯胺
1.02
-6
184.4
微溶于水,易氧化
乙酰苯胺
1.21
114.3
305
微溶于冷水,易溶于热水
实验流程如下:
据此回答下列问题:
(1)实验装置中仪器a的名称_________,圆底烧瓶中加入少许锌粉目的是_______,锥形瓶中蒸馏物主要成分是_______(填化学式)。
(2)反应需控制温度在105℃左右的原因是_______,判断反应已基本完全的依据是_______。
(3)粗产品中所含有机杂质主要为_______,进一步提纯的实验方法为_______,证明提纯后的产品为乙酰苯胺的简单实验方法为_______。
(4)计算所得到乙酰苯胺的产率是_______。
20.是重要的无机化工原料。某化学兴趣小组同学用下图所示装置(部分加热及夹持装置已省略)制取并测定其纯度。
已知:①为二元弱碱,常温下为无色油状液体,沸点为113.5℃,有较强的还原性。
②在潮湿的空气中易被氧化,在酸性溶液中易发生歧化反应。
③为深蓝色,为无色。
④。
回答下列问题:
(1)通入的作用是_______,为平稳的产生气流,装置A应选用的加热方式为_______,B处反应的化学方程式为_______。
(2)充分反应后,取B中固体于试管中,加入足量稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥后,所得固体质量为。B中产物溶于稀硫酸的离子方程式为_______,产物中的百分含量为_______。
(3)取B中少量固体产物于试管中,加入足量稀硫酸;继续滴加过量浓氨水,溶液变为深蓝色;一段时间后,溶液颜色逐渐变浅;再加入过量铜粉,久置溶液变为无色。
①取两份等体积的深蓝色溶液于试管中,分别加入等量的水和稀硫酸,观察到现象_______,证明蓝色溶液中存在。
②小组同学猜测最后无色溶液成份为,请设计实验验证_______。
参考答案:
1.A
【详解】A.根据图中信息可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,选项A正确;
B.△H= E1- E2=Q kJ/mol,∣Q∣<∣E1∣,选项B错误;
C.该反应正反应的活化能为E1kJ/mol,选项C错误;
D.该反应为可逆反应,反应不能完全转化,故若某密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g),充分反应后体系减少的总能量小于∣Q∣kJ,选项D错误。
答案选A。
2.B
【详解】A.随着反应的进行,的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,所以0~2s生成的平均反应速率比2~4s生成的平均反应速率快,A正确;
B.0~2s,用表示的反应速率为:,根据化学计量数,,B错误;
C.6s以后,的物质的量不再变化,反应达到最大的限度,C正确;
D.恒容密闭容器中,若起始时充入2.0mol,相当于增大压强,平衡逆向移动,的平衡转化率小于40%,D正确;
故选B。
3.D
【详解】A.化学平衡是动态平衡,达到平衡时反应并没有停止,A不符合题意;
B.达到平衡时,正、逆反应速率相等但不为0,B不符合题意;
C.正、逆反应都还在进行并不是达到平衡的特征,如达到平衡之前正逆反应也都在进行,C不符合题意;
D.达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等且不等于0为达到平衡的特征,D符合题意。
答案选D。
4.D
【详解】A.正反应为放热反应,则随着反应的进行,在绝热条件下体系温度为变量,所以当体系温度保持不变时,可说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.在绝热恒容条件下,反应NO2(g)+ SO2(g)⇌NO(g)+ SO3(g)的气体分子数不变,因为随着正反应的进行,体系放热,所以体系的压强也会随着正反应地进行而增大,所以当体系压强保持不变时,能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.将NO2与SO2以体积比1:2置于恒容容器中反应,因两者是按体积比为1:1转化,所以NO2和SO2的体积比随着反应的进行不断变化,当两者的体积比保持不变时,说明反应已达到平衡状态,C不符合题意;
D.混合气体的总质量不变,总的物质的量也不变,则混合气体的平均摩尔质量为恒量,即混合气平均相对分子质量始终保持不变,则该状态不能说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选D。
5.D
【分析】图示为物质浓度随时间变化的曲线图,当物质浓度不变时,为平衡点,故100s时反应达到平衡,据此分析。
【详解】A.达到化学平衡状态,各物质的浓度不变,但不一定相等,由图中信息可知,64s时反应未达到化学平衡状态,A错误;
B.由图中信息可知,反应正向进行,反应体系中c (NO2)增大,所以混合气体的颜色逐渐变深,B错误;
C.由于正反应吸热,由图中信息可知,反应正向进行,绝热条件下容器内温度逐渐降低,C错误;
D.若升高温度,提供了更多的能量,增大了活化分子百分数,则反应速率加快,D正确;
故本题选D。
6.C
【详解】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,才能说明正逆反应速率相等,不能据此判断化学平衡状态,故错误;
②单位时间内生成nmolNO的同时生成nmolNO2,正逆反应速率相等,可据此判断化学平衡状态,故正确;
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度和转化率有关,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
④混合气体的颜色不再改变的状态,二氧化氮物质的量不变,则该反应达到平衡状态,故正确;
⑤反应前后气体质量不变、容器体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
⑥该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,当混合气体的压强不再改变时,各物质的浓度不变,则该反应达到平衡状态,故正确;
⑦该反应是一个反应前后气体物质的量减小的可逆反应,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时各物质浓度不变,则该反应达到平衡状态,故正确;
故选:C。
7.C
【详解】A.达到平衡状态时,正逆反应速率相等,用CO的消耗速率和H2O的消耗速率表示为2v(CO)消耗=3v(H2O)消耗,而3v(CO)消耗=2 v(H2O)消耗不能表示正逆反应速率相等,A不符合题意;
B.根据方程式中物质转化关系可知:达到平衡状态时,消耗6molH2的同时消耗2mol水,即断裂3NA个H-H键的同时,会同时断裂1mol水中的2NA个H-O键,但该反应在断裂水中H-O键的同时,还会断裂1-丙醇中的H-O键,所以断裂3NA个H-H键的同时,断裂2NA 个H-O键不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.若反应在绝热密闭容器中进行,若容器中的压强已不再变化,说明气体的物质的量及反应放出的热量不再发生变化,反应达到平衡状态,C符合题意;
D.反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变;由于反应混合物都是气体,气体的质量不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
故合理选项是C。
8.B
【分析】该反应前后为气体计量数相等的反应,故容器内压强、气体总物质的量始终不变;根据在一定条件下v正=v逆或反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化来判断是否达到平衡状态。
【详解】A项,该反应前后气体计量数相等,是气体体积不变的反应,反应过程中气体的压强始终不变,所以压强不能作为判断化学平衡状态的依据,故A错误;B项,P为反应物、S为生成物,P和S的生成速率相等,说明v正=v逆,达到了平衡状态,故B正确;C项,任何可逆反应,反应物和生成物一定会共存,所以反应容器内P、Q、R、S四者共存,无法判断是否达到平衡状态,故C错误;D项,该反应前后气体计量数相等,气体的总物质的量始终不变,所以气体的总物质的量不能作为判断化学平衡状态的依据,故D错误。综上所述,符合题意的选项为B。
9.D
【分析】CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为气体体积不变的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此判断。
【详解】A.反应前后体积不变,压强始终不变,容器内气体压强不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,故A错误;
B.该反应中气体总质量、容器容积为定值,则混合气体密度始终不变,不能根据混合气体密度判断平衡状态,故B错误;
C.反应前后体积不变,气体物质的量始终不变,混合气体的总物质的量不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,故C错误;
D.CO2的生成速率与H2的消耗速率相等,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;
故选D。
10.A
【详解】若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
,
若反应逆正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
,
由于为可能反应,物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.4,0<c(Y2)<1.2,0<c(Z)<0.8,故选:A。
11.B
【详解】A. 升高温度,活化分子数,百分数均增加,正、逆反应速率均加快,故A错误;
B. 催化剂的使用,活化分子数,百分数均增加,能同等程度加快正、逆反应速率,故B正确;
C. 达平衡后,正、逆反应速率相等,但是不为零,为动态平衡,故C错误;
D. 可逆反应不能进行到底,故0.1molA2和0.2molB2反应达到平衡时生成的AB2小于0.2mol,故D错误;
故选B。
12.B
【详解】A.可逆反应是在一定条件下不能进行彻底的反应,正反应和逆反应同时进行,该反应为可逆反应,故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3,选项A正确;
B.达到平衡后,正反应速率和逆反应速率相同,是动态平衡,速率不能为0,选项B错误;
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应开始到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等达到平衡,选项C正确;
D.反应是放热反应,但为了反应速率需要一定温度,催化剂活性最大,常压下,二氧化硫的转化率已经很高,改变压强对转化率影响不大,在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题,选项D正确;
答案选B。
13.B
【分析】反应达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率且各物质的浓度、物质的量、体积分数等不随时间的变化而变化。
【详解】该反应为等体积反应,混合气体的压强、总物质的量不再发生变化时,不能证明反应达到平衡状态,但有固体参加,混合气体的密度可以作为判断平衡状态的依据,当混合气体的密度不再发生变化时,说明达到平衡状态;B的物质的量浓度不再发生变化时,证明反应达到平衡状态;正确的是①④2个;
答案选B。
14.D
【详解】A.根据公式 ,反应前后气体的总质量保持不变,气体的总物质的量也不变,混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能判断是否达到化学平衡状态,A选项错误;
B.该反应是放热反应,平衡时,升高温度,化学反应速率增大,化学平衡逆向移动,的转化率减小,B选项错误;
C.该反应是气体总体积不变的反应,平衡时,增大压强,平衡不移动,但因为体系体积减小,碘蒸气浓度变大,体系颜色变深,C选项错误;
D.平衡时,分离出,即减小生成物的浓度,平衡正向移动,但是体系温度不变,K不变,D选项正确;
答案选D。
15.A
【详解】A.该反应前后气体系数之和不相等,未平衡时气体的总物质的量会发生变化,容器恒容,则压强会发生变化,当压强不变时,说明达到平衡,故A符合题意;
B.平衡时正逆反应速率相等,v正(B)═v逆(B),而2 v逆(B)═3v正(C),所以3v正(B)═2v逆(C)不能说明反应达到平衡,故B不符合题意;
C.反应物和生成物均为气体,容器恒容,所以无论是否平衡,混合气体的密度都不发生变化,故C不符合题意;
D.消耗A和生成C均为正反应,无论是否平衡消耗1molA的同时就会生成2molC,故D不符合题意;
综上所述答案为A。
16. 溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色 滴加KSCN溶液,溶液变红 不可以
当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原 用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
【分析】(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应;当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色;为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。
【详解】(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液,溶液的颜色为黄绿色,下层为碘的四氯化碳溶液,溶液的颜色为紫色;为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后滴加KSCN溶液,溶液变红色,故答案为:溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色;滴加KSCN溶液,溶液变红;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应,导致Na2S2O3标准溶液体积偏大,所测结果偏高,故不能省略;当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原;由I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉,故答案为:不可以;当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原;用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;据题给条件,设计探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响的实验,应用取两份等体积的0.01mol/LKMnO4酸性溶液,一份加入0.1mol/L的H2C2O4溶液,另一份加入等体积的0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体,测定溶液由紫色退为无色所需要的时间,实验用表格如下:
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
故答案为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
【点睛】当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉是解答关键,也是难点和易错点。
17. 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。
18. 5 溶液变浑浊所需时间 y>x>z N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol 0~0.3 a,b 减小生成物浓度,平衡正向移动
【分析】(1)Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀,当探究某一种因素对反应速率的影响时,必须保持其他影响因素一致,要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响,则加入的Na2S2O3溶液的体积不同,但反应体积溶液的总体积需相同,故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同;要准确描述反应速率的快慢,必须准确测得溶液褪色时间的长短;
(2)①根据反应热等于反应物的总键能-生成物的总键能求算;
②可假设反应正向进行或逆向进行达到平衡,并结合可逆反应的限度来判断即可;
③当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
④勒沙特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
【详解】(1)实验①②中的Na2S2O3溶液的加入体积不同,故要探究Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响,但溶液的总体积需相同,故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同,故甲应为V(蒸馏水)/mL,a的值为5.0;又Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫沉淀,则要准确描述反应速率的快慢,必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短,故乙要测量的物理量是出现浑浊的时间,温度越高反应速率越快,浓度越大反应速率越快,速率快,出现浑浊的时间短,已经③的温度最高,①的反应物浓度比②大,则反应出现浑浊的时间 是y>x>z;
(2)①已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中需要断裂1个N≡N键和3个H-H键,同时形成6个N-H键,则△H=945kJ•mol-1+436kJ•mol-1×3-391kJ•mol-1×6=-93kJ•mol-1= -93kJ•mol-1,则合成氨的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol。
②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L,假设反应正向进行,则N2的最大转化浓度为0.1mol/L,则NH3的变化浓度为0.2mol/L,即平衡时NH3的浓度小于0.3mol/L,假设反应逆向进行,则NH3的变化浓度最大为0.1mol/L,即平衡时NH3的最小浓度为大于0mol/L,故NH3达到平衡时浓度的范围为0mol/L<c(NH3)<0.3mol/L;
③ a.单位时间内1mol N≡N键断裂等效于6mol N-H键形成,同时6mol N-H键断裂,故a正确;
b.当反应达到平衡状态时,N2、NH3物质的量浓度不再改变,故b正确;
c.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;
d.当体系达平衡状态时,n(N2):n(H2)可能等于1:3,也可能不等于1:3,故d错误;
e.当3v正(NH3)=2v逆 (H2)时,反应达到平衡状态,则2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)时反应不是平衡状态,故e错误;
故答案为ab;
④根据勒夏特列原理,分离出生成物,会减小生成物浓度,导致平衡正向移动,有利于氨气的合成。
19.(1) 冷凝管 防止苯胺被氧化 H2O
(2) 温度过低不能蒸出反应所生成的水;温度过高未反应的乙酸蒸出 锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下
(3) 苯胺 重结晶 测产品熔点为114℃
(4)65%
【分析】5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺,苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高,反应在105℃下进行,故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O;由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知,若温度过高,会使未反应的乙酸蒸出;该反应为可逆反应,若温度过低,反应过程中的水不能被除去,不利于反应正进行;当反应过程中不再有水生成,即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下,证明反应已基本完全。
【详解】(1)实验装置中仪器a为冷凝管;苯胺微溶于水,易氧化,圆底烧瓶中加入少许锌粉可防止苯胺被氧化;苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高,反应在105℃下进行,故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O;
(2)由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知,若温度过高,会使未反应的冰醋酸蒸出,且该反应为可逆反应,若温度过低,反应过程中的水不能被除去,不利于反应正进行,故反应需控制温度在105℃左右;当反应过程中不再有水生成,即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下,证明反应已基本完全;
(3)冰醋酸易溶于水,而苯胺微溶于水,乙酰苯胺微溶于冷水,故粗产品中所含有机杂质主要为苯胺;乙酰苯胺易溶于热水,故可通过重结晶的方法进一步提纯;乙酰苯胺的熔点为114.3℃,而苯胺的熔点为-6℃,若测产品熔点为114℃,则可证明提纯后的产品为乙酰苯胺;
(4)5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺,5 mL苯胺的物质的量为,理论上生成乙酰苯胺的质量为,则乙酰苯胺的产率为65%。
20.(1) 排净装置空气 油浴加热
(2)
(3) 加入稀硫酸的溶液颜色比加水的溶液颜色变得更浅 取少量无色溶液于试管中,通入氧气,一段时间后,溶液颜色由无色变为深蓝色,证明无色溶液为
【分析】在潮湿的空气中易被氧化,通入的排净装置空气;管式炉中氢氧化铜做氧化剂,被还原为氧化亚铜,做还原剂,被氧化为;无水氯化钙吸收水,D中的稀硫酸可以吸收多余的,据此分析解题。
【详解】(1)因为在潮湿的空气中易被氧化,通入的作用是排净装置空气;的沸点为113.5℃,为平稳的产生气流,装置A应选用的加热方式为油浴加热,既能达到沸点又能保持气流平稳;氢氧化铜做氧化剂,被还原为氧化亚铜,做还原剂,被氧化为,B处反应的化学方程式为:;
(2)充分反应后,取B中固体于试管中,加入足量稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥后,所得固体质量为。B中产物溶于稀硫酸的离子方程式为;设产物中的质量为x g,根据离子反应方程式可知:2+=x,则百分含量为(2+)÷m1×100%=;
(3)①取两份等体积的深蓝色溶液于试管中,分别加入等量的水和稀硫酸,根据,稀硫酸会使平衡正向移动,故观察到现象是加入稀硫酸的溶液颜色比加水的溶液颜色变得更浅;
②小组同学猜测最后无色溶液成份为,根据信息③为深蓝色,为无色,实验验证:取少量无色溶液于试管中,通入氧气,一段时间后,溶液颜色由无色变为深蓝色即被氧化为,证明无色溶液为。
2024届高三化学一轮复习培优--影响化学平衡的因素训练: 这是一份2024届高三化学一轮复习培优--影响化学平衡的因素训练,共26页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习培优-物质的聚集状态与晶体常识训练: 这是一份2024届高三化学一轮复习培优-物质的聚集状态与晶体常识训练,共19页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习(小题训练)-化学平衡状态: 这是一份2024届高三化学一轮复习(小题训练)-化学平衡状态,共22页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。