高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度课后测评
展开一、单选题
1.在密闭容器中进行如下可逆反应:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),已知SO2、O2、SO3三者起始浓度分别为0.1 ml·L-1、0.05 ml·L-1、0.1 ml·L-1,在一定条件下反应处于平衡状态,此时容器中不可能的情况是
A.SO3为0.15 ml·L-1B.SO2为0.25 ml·L-1
C.SO2、SO3总浓度为0.2 ml·L-1D.O2为0.03 ml·L-1
2.在容积固定的容器中,反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 下列方法中能证明已达到平衡状态的是( )
①混合气体的颜色不再变化
②各组分浓度相等
③反应速率v正(H2)=2v逆(HI)
④HI的物质的量不变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化
A.①④B.①②④C.①③⑤D.①④⑤
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的中子数为
B.1ml SO2和足量O2在一定条件下充分反应后,转移电子数为2NA
C.标准状况下,11.2L由甲烷和乙烯组成的混合气体含极性键的数目为2NA
D.0.1mlNO与0.05mlO2混合后分子数为0.1NA
4.一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:SiF4 (g) +2H2O(g) SiO2(s)+4HF(g),下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 mlH-O键断裂的同时,有2mlH- F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A.①②③B.②④⑤C.②③D.③④⑤
5.下列说法正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)
A.向5 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液中滴入0.1 ml·L-1 KI溶液5~6滴,加2 mL CCl4振荡,静置后取上层清液滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe3+与I-的反应有一定限度
B.32g Cu与足量硫黄加热后反应,转移的电子数为NA
C.标准状况下,11.2L CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为NA
D.已知N2(g)和H2(g)反应生成2 ml NH3(g)时放出的热量为Q kJ,那么1 ml N2(g) 和3 ml H2(g)在适宜的条件下混合后发生反应生成NH3(g)时,放出的热量为Q kJ
6.一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应,不能说明该反应一定达到平衡状态的是
A.压强保持不变
B.的消耗速率和的生成速率之比为
C.、、的物质的量之比为
D.的百分含量保持不变
7.在恒容密闭容器中,可逆反应H2(g)+ I2(g) 2HI(g)达到平衡时的标志是( )
A.H2、I2、HI的浓度相等
B.1个I—I键断裂的同时,有2个H—I键断裂
C.混合气体的质量不再改变
D.混合气体密度恒定不变
8.下列方案设计、现象和结论都正确的是
A.AB.BC.CD.D
9.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) 在体积不变的密闭容器中进行,下列各项描述中,能说明其已到达平衡状态的是( )
①C的生成速率与C的分解速率相等;②单位时间内生成a ml A,同时生成3a ml B;③A、B、C的浓度不再变化;④混合气体的总压强不再变化;⑤混合气体密度不发生变化;⑥混合气体的平均摩尔质量不发生变化;
A.全部B.只①③④C.只①③④⑥D.只②⑤
10.在密闭容器中发生反应:,下列情况不能说明反应已达平衡状态的是
A.的物质的量浓度不再变化
B.、、的物质的量之比为2∶1∶2
C.的质量不再变化
D.单位时间内生成2的同时生成1ml
二、填空题
11.汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=−1 200 kJ·ml-1。在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)0~10 min内该反应的平均速率v(CO)= ,从11 min起其他条件不变,压缩容器的容积变为1 L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的 (填字母)。
(2)恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.容器内混合气体密度保持不变
12.研究NO2、NO、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。NO2可用下列反应来处理:6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g)(放热反应)。
(1)120℃时,该反应在一容积为2L的容器内反应,2min时达到平衡。10min时氧化产物比还原产物多了1.4g,则0~10 min时,平均反应速率υ(NO2)= ,电子转移了 NA。
(2)一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行,能说明该反应已经达到平衡状态的
a.c(NO2):c(NH3)=3:4
b. 6υ(NO2)正=7υ(N2)逆,
c.容器内气体总压强不再变化
d.容器内气体密度不再变化
(3)若保持其它条件不变,缩小反应容器的体积后达到新的平衡,此时NO2和N2的浓度之比 (填增大、不变、减小),NO2的转化率 (填增大、不变、减小)。
(4)一定条件下NO2与SO2可发生反应,其化学反应方程式可以表示为:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)(吸热反应)。若反应一段时间达到新的平衡时,生成物浓度之积与反应物浓度之积的比值变大,该反应 (选填编号)
a.一定向正反应方向移动b.平衡移动时,逆反应速率先减小后增大
c.一定向逆反应方向移动d.平衡移动时,正反应速率先增大后减小
(5)请写出用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO2混合气体的离子方程式 。
13.反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,回答下列问题:
(1)增加Fe的量,其反应速率 (填“增大”、“不变”或“减小”,下同);
(2)将容器的体积缩小一半,其反应速率 ;
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率 ;
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率 ;
(5)在一定温度下,将一定量反应物充入该密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
a.容器中Fe、H2O、Fe3O4、H2共存
b.H2O、H2的物质的量之比为1:1
c.容器中的压强不随时间变化
d.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
e.断裂4mlH-O键的同时断裂4mlH-H键
14.回答下列问题
(1)用50mL0.50ml/L盐酸与50mL0.55ml/L溶液测定计算中和反应的反应热。
回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是 。
②采用稍过量的溶液的原因:
(2)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为: 。
②反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为 。
(3)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)
(乙)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ;能表明(乙)达到化学平衡状态是 。
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
(4)反应,在一容积可变的密闭容器中进行,试回答:
①增加Fe的量,其正反应速率的变化是 (填增大、不变、减小,以下相同),
②将容器的体积缩小一半,其正反应速率 ,
③保持体积不变,充入使体系压强增大,其反应速率 ,
④保持压强不变,充入使容器的体积增大,其反应速率 。
15.某温度下,在一个2L的恒容容器中,通入和,发生可逆反应生成,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应1min时,该容器中含有的物质的量 (填“>”“<”或“=”)0.1ml。
(3)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为 ,1min时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率;的平衡转化率为 。
(4)容器内2min之前在变化而2min之后不再变化的量是___________(填字母)。
A.气体密度B.压强C.化学反应速率D.气体平均相对分子质量
(5)反应达到平衡状态后,改变反应条件 (填“能”或“不能”)在一定程度上改变一个化学反应的限度。
16.按要求完成下列填空。
(1)氮是动植物生长不可缺少的元素,合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,反应如下:N2+3H22NH3。
①合成氨的反应中的能量变化如图所示。该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②在一定条件下,将一定量的N2和H2的混合气体充入某密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.容器中N2、H2、NH3共存
b.N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
c.容器中的压强不随时间变化
d.N2、NH3浓度相等
(2)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化,化学键的键能如表所示。
反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH= 。生成1ml H2O(g)可以放出热量是 kJ。
(3)下列反应中,属于放热反应的是 ,属于吸热反应的是 。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
c.氢气在氧气中燃烧生成水
d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应
17.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
(1)该反应所用的催化剂是 (填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是 。
(3)下列可用来判断该可逆反应达到平衡状态的是 。
a. b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 ml 和0.10ml,半分钟后达到平衡,测得容器中含0.18ml,则= ml·L-1·min,若继续通入0.20ml和0.10ml,则平衡 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后, ml
(1)上述反应所涉及的元素,原子半径由大到小的顺序是 。其中一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,写出它的最外层电子排布的轨道表示式 。比较碳、硅两种元素的非金属性强弱,可以通过比较 (填:化合物性质的差异)来判断
(2)上述反应混合物中的极性分子是 ,写出非极性分子的电子式 。从晶体类型的角度分析用氮化硅制造发动机中耐热部件的原因是
(3)下列措施可以提高二氧化硅转化率的是 (选填编号)
a.增加二氧化硅用量b.升高反应温度
c.增大气体压强 d.向反应容器中多充入氮气
(4)下列描述中能说明反应已达平衡的是 (选填编号)
a.c(CO)=3c(N2)
b.v (CO)=3v(N2)
c.保持不变
d.气体的压强保持不变
(5)测得平衡时固体质量减少了11.2g,则用氮气表示的平均反应速率为
19.氮及其化合物在化肥、医药、材料等领域具有广泛应用,一定温度下,在容积固定为2L的密闭容器内充入4mlN2,发生反应:,测得不同时刻N4的浓度如下表:
请回答下列问题。
(1)10min时,该反应的化学反应速率 (填“>”、“=”或“<”)。从反应开始到15min,用N4表示的平均反应速率为 。
(2)该反应达到平衡时,N2的转化率为 。
(3)以下操作可以使化学反应速率变快的是 (填字母)。
A.将容器体积变为1L B.适当降低温度 C.加入合适的催化剂
D.恒压条件下通入He E.恒容条件下通入He
(4)N4分子呈正四面体结构,结构如图所示。已知断裂1mlN—N键吸收170kJ热量,断裂键吸收942kJ热量,则1mlN2气体转化为N4时要 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ。
(5)若在恒容绝热条件下发生上述反应,下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.B.温度不变
C.混合气体的密度不变D.混合气体的平均相对分子质量不变
(6)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示。
①A是 (填化学式)。
②该电池正极的电极反应式是 。
20.某可逆反应在体积为的密闭容器中进行,内各物质的物质的量的变化情况如图所示(、、均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)时刻V正 V逆(填>,<或=),反应开始至时,B的平均反应速率为 。的转化率为 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)在密闭容器里,通入、、,发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是 (填字母)。
a.降低温度b.加入催化剂c.增大容器体积d.恒容下,充入
三、实验探究题
21.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1ml/L的溶液.在FeCl2液中需加入少量铁粉,其目的是 。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液.加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL0.1ml/LKI溶液,加入6mL0.1ml/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验:
① 第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;
② 第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液,生成蓝色沉淀:
③ 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②反应的离子方程式是 ;实验①和③说明:在I—过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该反应属于 。
22.大多数化学反应都是可逆反应,某小组利用0.1 ml/L KI溶液和0.1 ml/LFeCl3溶液通过实验验证2I-+2Fe3+2Fe2++I2为可逆反应。回答下列问题:
(1)配制100 mL 0.1000 ml/L KI溶液,需称量固体KI g (精确到0.01)。
(2)实验验证:取1.0 mL 0.1 ml/LKI溶液和1.0 mL 0.1 ml/L FeCl3溶液于试中,充分反应后,滴加几滴KSCN溶液,观察到 证明该反应为可逆反应。
(3)实验探究:向盛有6 mL 0.1 ml/LKI溶液的试管中加入1 mL 0.1 ml/LFeCl3溶液反应后溶液呈黄色;取出2.0 mL反应后混合液,加入2.0 mLCCl4,振荡、静置,液体分层,下层溶液呈紫红色,上层溶液呈淡黄色。
①若要检验萃取后的上层淡黄色溶液中是否含碘单质,可以进行的实验操作是 。
②实验中KI溶液过量的目的是 。
(4)有小组同学采用电化学装置(如图所示)从平衡移动的角度进行了验证。
①向烧杯中分别加入相同体积的0.1 ml/LKI溶液、0.1 ml/L FeCl3溶液,观察到灵敏电流计指针向右偏转(电流方向为从左至右),则乙烧杯中加入的溶液是 。
②随着反应的进行,灵敏电流计指针偏转幅度不断减小,一段时间后示数为0,此时向甲烧杯中加入一定量固体 (填标号),可观察到灵敏电流计指针向左偏转。
A.FeCl2 B.FeCl3 C. I2
(5)写出氯化铁在生活中的一种用途: 。
23.为探究化学反应“2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2”存在限度及平衡移动与物质的浓度、性质的关系,甲、乙两同学进行如下实验。
已知:a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率,通常溶液颜色越深,透光率数值越小。
Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究,实验如下:
回答下列问题:
(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应存在限度,实验i中的现象是 ,实验ii中a是 (化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因 。
Ⅱ.乙同学:利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究
【实验过程】
实验中溶液的透光率数据变化如图所示:
回答下列问题:
(3)乙同学实验③的目的是 。
(4)乙同学通过透光率变化推断:FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是 。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律,用如图装置(a、b均为石墨电极),探究化学平衡移动与I-与Fe2+浓度及还原性强弱关系,操作过程如下:
①K闭合时,电流计指针向右偏转,乙同学得出结论:2Fe3++2I—⇌2Fe2++I2向正反应方向进行,b作 (填“正”或“负”)极,还原性I—>Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管右管滴加0.1ml/LFeSO4溶液,电流计指针向左偏转,由此得出还原性Fe2+ I—(填“>”或“<”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程,得出的结论有 。
目的
方案设计
现象和结论
A
检验某无色溶液中是否含有NO
取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液
若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体,则该溶液中含有NO
B
探究KI与FeCl3反应的限度
取5 mL 0.1 ml·L-1KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
C
判断某卤代烃中的卤素
取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热,再滴加AgNO3溶液
若产生的沉淀为白色,则该卤代烃中含有氯元素
D
探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性
取2mL20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min;再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热
若没有生成砖红色沉淀 ,则蔗糖在酸性水溶液中稳定
化学键
H-H
O=O
H-O
键能(kJ/ml)
436
496
463
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
30
N4的浓度/
0
0.21
0.38
0.45
0.48
0.50
0.50
序号
实验步骤1
实验步骤2
实验③
将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中
向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05ml·L-1Fe2(SO4)3溶液,同时采集溶液的透光率数据
实验④
将盛有2mL0.1ml·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
实验⑤
将盛有2mL0.2ml·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
参考答案:
1.B
【分析】若反应完全正向反应,完全反应时二氧化硫、氧气和三氧化硫为0、0、0.2ml/L,若反应完全逆向反应,完全反应时二氧化硫、氧气和三氧化硫为0.2ml/L、0.1ml/L、0,该反应是可逆反应,可逆反应不可能完全进行,则平衡时二氧化硫的浓度介于0—0.2ml/L之间、氧气的浓度介于0—0.1ml/L之间、三氧化硫的浓度介于0—0.2ml/L之间。
【详解】A.在一定条件下反应处于平衡状态,三氧化硫浓度为0.15ml/L时,浓度的大小介于0—0.2ml/L之间,故A不符合题意;
B.在一定条件下反应处于平衡状态,二氧化硫浓度为0.25ml/L时,浓度的大小不介于0—0.2ml/L之间,故B符合题意;
C.由硫原子个数守恒可知,在一定条件下反应处于平衡状态,二氧化硫和三氧化硫的浓度和为0.2ml/L,故C不符合题意;
D.在一定条件下反应处于平衡状态,氧气浓度为0.03ml/L时,浓度的大小介于0—0.1ml/L之间,故D不符合题意;
故选B。
2.A
【详解】①混合气体的颜色不再变化,说明碘蒸气的浓度不变,反应达到平衡状态,故①正确;
②各组分浓度相等,但相等并不是不变,不能说明反应达到平衡状态,故②错误;
③反应速率v正(H2)=2v逆(HI),速率之比与其相应的化学计量数之比不成比例,反应没有达到平衡状态,故③错误;
④HI的物质的量不变可以说明消耗速率等于生成速率,故④正确;
⑤混合气体的平均摩尔质量是混合气体的质量和混合气体的总的物质的量的比值,质量和物质的量均不变,所以混合气体的平均摩尔质量不再变化不能说明反应达到平衡状态,故⑤错误。
故正确的是①④,答案为A。
3.C
【详解】A.1个H218O中含有的中子数为18-8=10,中含有的中子数为×10NAml−1=9NA,故A错误;
B. 1mlSO2与足量O2在密闭容器中充分反应生成SO3,存在平衡2SO2+O2⇌2SO3,故反应后的分子数小于NA,故B错误;
C. 甲烷和乙烯分子中C-H键数均4,标准状况下,11.2L由甲烷和乙烯组成的混合气体的物质的量为0.5ml,含极性键的数目为2NA,故C正确;
D. 0.1mlNO与0.05ml O2在密闭容器中充分反应生成NO2,存在平衡2NO2⇌N2O4生成,故反应后的分子数小于0.1NA,故D错误;
故选C。
4.C
【详解】当2v正(H2O)=v逆(HF),反应达到平衡状态,故①错误;SiF4的体积分数不再变化,说明各物质的物质的量浓度不再变化,反应达到平衡状态,故②正确;容器内气体压强不再变化,说明气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,故③正确;平衡时应有4 ml H- O键断裂的同时,有4 ml H- F键断裂,故④错误;该反应是在容积不变的密闭容器中进行,混合气体的体积不会变化,故⑤错误。能说明反应达到平衡状态的是②③。
5.C
【详解】A.加入碘化钾的量少,无法将三价铁离子完全反应,加入KSCN溶液一定会变红色,无法证明此反应可逆,A错误;
B.铜与足量硫黄共热反应生成硫化亚铜,则32g铜为0.5ml,与足量硫黄加热后反应生成硫化亚铜,转移的电子数为0.5ml×1×NA/ml=0.5NA,B错误;
C.每个CO2和SO2分子中均含有2个氧原子, 标准状况下11.2L的CO2和SO2混合气体的物质的量为0.5ml,含有的氧原子数为NA,C正确;
D.该反应为可逆反应,则1 ml N2(g) 和3 ml H2(g)在适宜的条件下混合后发生反应生成NH3(g)时,反应不能进行到底,则放出的热量小于Q kJ,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A. 反应是气体体积减小的反应,反应过程中压强不断减小,当压强保持不变时,说明反应达到平衡,故A不符合题意;
B.的消耗速率和的生成速率之比为1:3,前者正向反应,后者逆向反应,两者速率之比等于计量系数之比,则达到了平衡状态,故B不符合题意;
C. 平衡时各物质的物质的量的多少取决于起始量与转化的程度,不能作为判断达到平衡的依据,故C符合题意;
D.的百分含量保持不变,即的质量保持不变,即浓度不变,说明反应达到化学平衡状态,故D不符合题意;
综上所述,答案为C。
7.B
【分析】在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。
【详解】A.平衡时各种物质的浓度不再发生变化,但各种的浓度之间不一定满足某种关系,A不能说明;
B.反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确;
C.根据质量守恒定律可知,C中的关系始终是成立,不正确;
D.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,D不正确;
答案选B。
8.B
【详解】A.原溶液中存在硝酸根可以和Fe2+反应生成Fe3+,故不能验证原溶液中含有亚硝酸根,A错误;
B.向KI溶液中滴加FeCl3,若FeCl3没有剩余说明反应是完全的,因此向反应后的溶液中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明该反应是有限度的,B正确;
C.溶液中加入KOH后体系中剩余大量的OH-,再加入硝酸银溶液后OH-也可以使Ag+生产白色沉淀,C错误;
D.蔗糖为二糖,在酸性条件下可以水解生产单糖,验证单糖中是否存在醛基,应向水解液中加入NaOH溶液使体系呈碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,D错误;
故答案选B。
9.C
【详解】C的生成速率与C的分解速率相等,可以说明反应已达平衡;根据化学方程式可知单位时间内生成a ml A,同时生成3a ml B,不管反应是否平衡,均是如此,不可说明已达平衡;A、B、C的浓度不再变化,可以说明反应已达平衡;因为是等温等容,且反应前后气体计量数可变,故总压强不再变化可以说明反应已达平衡;因为体系中全为气体,且容器体积不变,故混合气体的密度始终不变,不能说明反应已达平衡;因为混合气体的总质量不变,而反应前后气体的物质的量在发生变化,故混合气体的平均摩尔质量不发生变化时,说明混合气体的物质的量不变,从而可说明反应已达平衡。故能说明其已到达平衡状态的有①③④⑥;答案为C。
10.B
【分析】反应达到平衡状态时,同种物质正逆反应速率相等,不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,平衡时各种物质的物质的量、浓度、质量等不再发生变化。
【详解】A.的物质的量浓度不再变化,是达到平衡状态的标志,选项A正确;
B. 、、的物质的量之比为2:1:2,这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,选项B错误;
C.的质量不再变化,是达到平衡状态的标志,选项C正确;
D. 单位时间内生成2的同时生成1ml,能体现不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,选项D正确;
答案选B。
11. 0.03 ml·L-1·min-1 d CD
【分析】(1)压缩体积的瞬间,二氧化氮的物质的量不会发生改变,压强增大,平衡向正反应方向移动,所以二氧化氮的量会逐渐减少。(2)混合气体中只有二氧化氮带有颜色,所以可以通过颜色进行判断;气体系数不相等,可以通过压强的变化进行判断;速率之比,需要能体现出正反应速率与逆反应速率相等;恒容容器,体积始终不变,同时根据质量守恒定律,方程式中全部为气体,所以气体的质量不会发生改变,不能用密度来判断。
【详解】(1)0~10 min内v(CO)=2v(NO2)=×2=0.03 ml·L-1·min-1。
从11 min起压缩容器容积,压强增大,平衡正向移动,n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡,所以应是图中d曲线。
(2)
A.混合气体颜色不再变化,说明各物质的浓度不变,可以说明达到平衡,A项正确;
B.反应前后气体分子总数不相等,因此压强保持不变,可以说明达到平衡,B项错误;
C.v逆(NO2)=2v正(N2)才能说明达到平衡,C项错误;
D.反应体系中物质全部为气体,密度始终保持不变,不能说明达到平衡,D项错误;
答案选A。
12. 0.015ml/(L·min) 1.2 c 增大 减小 ad NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O
【分析】按速率定义、速率与化学计量数的关系计算v(NO2);从化学平衡的本质和特征两方面判断平衡状态;据压强、温度对化学平衡的影响分析转化率、反应速率等的变化。
【详解】(1)反应“6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g)”中,6NO2+24e-→ 3N2(还原产物),8NH3-24e-→ 4N2(氧化产物),即6ml NO2参与反应时,氧化产物比还原产物多1ml N2,转移电子24ml。故氧化产物比还原产物多1.4g N2时,参加反应的n(NO2)==0.3ml,v(NO2)==0.015ml/(L·min),转移电子n(e-)==1.2ml。
(2)a.可逆反应在起始、某时刻、平衡时,各物质的浓度之比都不一定等于化学计量数之比,反之,各物质的浓度之比等于化学计量数之比时也不一定是化学平衡。
b.任何时刻,υ(NO2)正:υ(N2)正=6:7,代入6υ(NO2)正=7υ(N2)逆,得36υ(N2)正=49υ(N2)逆,即υ(N2)正≠υ(N2)逆,不是化学平衡。
c.据气态方程PV=nRT,恒温恒容条件下当容器内气体总压强P不再变化时,气体总物质的量n也不再变化,题中反应已达化学平衡。
d.容器内只有气体,其总质量不变,容器体积固定时其密度必然不变,即气体密度不变时不一定是化学平衡。
故只选c。
(3)缩小容器的体积后达到新的平衡,即加压使题中平衡左移,n(NO2)增加,n(N2)减小。
则c(NO2):c(N2)=n(NO2):n(N2)增大,NO2转化率减小。
(4)新的平衡时,生成物浓度之积与反应物浓度之积的比值(化学平衡常数)变大,只能是升高温度使平衡向正反应方向移动,a正确、c错误;升高温度逆反应速率变大,平衡正向移动时逆反应速率继续增大直至达到新平衡,b错误;升高温度使正反应速度变大,平衡正向移动时反应物浓度减小,正反应速率又减小,d正确;故选ad。
(5)等物质的量的NO、NO2混合气体相当于酸性氧化物N2O3,用NaOH溶液吸收时发生化合价归中反应,离子方程式NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O。
13.(1)不变
(2)增大
(3)不变
(4)减小
(5)d
【分析】(1)
因铁是固体,增加铁的量,没有增加铁的浓度,所以不能改变反应速率;
(2)
容器的体积缩小,容器内各物质的浓度都增大,浓度越大,化学反应速率越快;
(3)
体积不变,充入N2使体系压强增大,但各物质的浓度不变,所以反应速率不变;
(4)
压强不变,充入N2使容器的体积增大,但各物质的浓度都减小,浓度越小,反应速率越小;
(5)
在一定温度下,将一定量反应物充入该密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是:
a.可逆反应不能进行到底,无论反应进行到何种程度,容器中Fe、H2O、Fe3O4、H2四种物质都会共存,因此不能说明该反应达到平衡状态,a错误;
b.H2O、H2的物质的量之比与投料有关,不能说明该反应达到平衡状态,b错误;
c.由于左右化学计量数之和相等,故容器中的压强不随时间变化,不能说明该反应达到平衡状态,c错误;
d.气体质量为变量,物质的量不变,容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应达到平衡状态,d正确;
e.断裂4mlH-O键的同时生成4mlH-H键,说明该反应达到平衡状态,e错误;
故选d。
14.(1) 玻璃搅拌器 确保盐酸被完全中和
(2)
(3) ①②③④⑤⑥ ①②③⑤
(4) 不变 增大 不变 减小
【详解】(1)①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品:玻璃搅拌器;
②采用稍过量的溶液的原因:确保盐酸被完全中和;
(2)①X、Y为反应物,达到化学平衡时,反应物未消耗完,说明为可逆反应,Z为生成物,2min时间内X、Y、Z物质的量变化分别为0.3ml、0.1ml、0.2ml,则化学方程式:;
②2min内,Z的平均反应速率:;
(3)①甲、乙两反应在反应过程中混合气体质量不断变化,恒容条件下,混合气体的密度不变,能证明达平衡状态;
②甲、乙两反应在反应过程中生成物百分含量逐渐增大,当反应容器中生成物的百分含量不变,能证明达平衡状态;
③甲、乙两反应中当反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正、逆反应速率相同,能证明达平衡状态;
④对于甲反应,反应过程中气体分子数不断变化,压强不断变化,当混合气体的压强不变,能证明达平衡状态;对于乙反应,反应过程中气体分子数不变,压强始终不变,不能证明达平衡状态;
⑤甲、乙两反应在反应过程中混合气体质量不断变化,甲反应气体物质的量变化,乙反应气体物质的量不变,根据可知,当混合气体的平均相对分子质量不变,能证明达平衡状态;
⑥甲反应气体物质的量变化,乙反应气体物质的量不变,当混合气体的总物质的量不变,甲反应达到平衡,乙反应无法判断;
(4)①增加Fe的量,各反应物浓度不变,其正反应速率不变;
②将容器的体积缩小一半,反应物气体浓度增大,其正反应速率增大;
③保持体积不变,充入使体系压强增大,但反应物浓度不变,其反应速率不变;
④保持压强不变,充入使容器的体积增大,反应物浓度减小,其反应速率减小;
15.(1)
(2)>
(3) 0.05 > 30%
(4)BCD
(5)能
【详解】(1)由图可知,X与Y的物质的量在下降,Z的物质的量在上升,可知X与Y是反应物,Z是生成物,因为变化量之比等于化学计量数之比,X、Y、Z的变化量分别是(1—0.7)ml、(1—0.9)ml、(0.2—0)ml,变化量之比为3:1:2,所以其反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g);
(2)该反应是可逆反应,时间为2min时,X、Y、Z的物质的量不在改变,说明2min时已达到平衡,但是在1min时,该反应还在向正反应方向转化,v(正)>v(逆),且反应物浓度大时反应速率较大,则n(Z)>0.1ml;
(3)c(Z)=(0.2—0)ml÷2L=0.1ml/L,v(Z)=0.1ml/L÷2min=0.05ml/L▪min;在1min时,生成物Z的曲线还在上升,该反应还在向正反应方向转化,所以此时正反应速率大于逆反应速率,即v(正)>v(逆);2min后,该反应达到平衡,X的平衡转化率为[(1—0.7)ml÷1ml]×100%=30%;
(4)A.气体密度等于气体质量除以气体体积,其中气体质量和体积没有发生改变,密度2min之前没有发生改变,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,平衡前,气体的压强由大向小转变,2min之后压强不在改变,故B正确;
C.2min之前v(正)>v(逆),随着反应的进行,正反应速率降低,逆反应速率增大,2min后v(正)=v(逆);故C正确;
D.该反应是气体体积减小的反应,2min前,气体平均相对分子质量随着反应的进行在减小,2min后气体平均相对分子质量不发生改变,故D正确;
故答案为BCD。
(5)反应达到平衡后,改变外界条件,原有的平衡会被打破,能在一定程度上改变一个化学反应的限度;
16.(1) 放热 c
(2) -484kJ/ml 242
(3) ace bd
【详解】(1)①根据图示是能量变化,反应前反应物的总能量高于反应后生成物的总能量,因此该反应为放热反应;
②根据变量不变的原则:
a.反应刚开始时到反应达平衡后,体系中均有这三种物质,三种物质均共存,不能用这个条件判断反应达平衡,a不符合题意;
b.当体系达平衡状态时,N2、H2、NH3的物质的量之比可能为1∶3∶2,也可能不是,与各物质的初始量及转化率有关,不能用这个条件判断反应达平衡,b不符合题意;
c.随着反应的进行,气体总物质的量减小,因此压强也会减小,故当反应容器中压强不随时间变化时,说明反应达平衡状态,可以用这个条件判断反应达平衡,c符合题意;
d.平衡时,N2与NH3的浓度保持不变,而不一定相等,不能用这个条件判断反应达平衡,d不符合题意;
故答案选c。
(2)根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算反应的ΔH,ΔH=(2×436+496-4×463)kJ/ml=-484 kJ/ml,根据热化学方程式,每生成2ml H2O要放出484kJ的能量,故生成1ml H2O放出242kJ的能量。
(3)a.盐酸与烧碱溶液的反应为放热反应;
b.八水合氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应
c.氢气与氧气的燃烧为放热反应;
d.高温煅烧石灰石为吸热反应;
e.铝和盐酸的反应为放热反应;
综上所述属于放热反应的是ace,属于吸热反应的是bd。
17. 五氧化二钒 大于 在450℃时,2mlSO2气体和1mlO2气体完全反应生成2mlSO3气体时放出的热量为190kJ bd 0.036 向正反应方向 0.36 0.40
【详解】(1)合成SO3所用的催化剂是五氧化二钒 ;该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小;故答案为:五氧化二钒;大于;
(2)根据反应的热化学方程式可知,在450℃时,2mlSO2气体和1mlO2气体完全反应生成2mlSO3气体时放出的热量为190kJ,故答案为:在450℃时,2mlSO2气体和1mlO2气体完全反应生成2mlSO3气体时放出的热量为190kJ;
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。A中反应速率方向相反,但不满足速率之比是相应但化学计量数之比,不正确。气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以bd都可以说明。气体的密度是混合气的质量和容器容积的比值,质量和容积均是不变的,所以密度始终是不变的,c不正确;故答案为:bd;
(4)容器中含SO3 0.18 ml,则消耗氧气的物质的量为0.09ml,因此氧气的反应速率是==0.036ml/(L.min)。增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动。所以反应物的转化率增大,因此三氧化硫的物质的量大于0.36ml。由于是可逆反应,转化率不可能是1,所以三氧化硫的物质的量小于0.4ml。故答案为:0.36;0.40。
18. Si>C>N>O CH4与SiH4的稳定性或H2CO3与H2SiO3的酸性 CO 氮化硅是原子晶体、熔点高 bd cd 0.002ml/(L.min)
【详解】(1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N>O;
上述元素中的一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,核外电子数排布为1s22s22p4,根据泡利原理、洪特规则,最外层电子排布的轨道表示式为;
可以利用CH4与SiH4的稳定性或H2CO3与H2SiO3的酸性等,比较碳、硅两种元素的非金属性强弱;
(2)CO属于极性分子,氮气为非金属性分子,氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对,电子式为,氮化硅是原子晶体、熔点高,可以制造发动机中耐热部件;
(3)a.二氧化硅为固体,增加二氧化硅用量,平衡不移动,二氧化硅转化率减小,故a错误;
b.正反应为吸热反应,升高反应温度平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,故b正确;
c.正反应为气体体积增大的反应,增大气体压强,平衡逆向移动,二氧化硅转化率减小,故c错误;
d.向反应容器中多充入氮气,平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,故d正确,
故选:bd;
(4)a.平衡时CO、氮气的浓度之比不一定等于化学计量数之比,故a错误;
b.v (CO)=3v(N2),未指明正逆速率,若均为正反应速率,反应始终按该比例关系进行,但分别表示正逆速率时,反应到达平衡,故b错误;
c.为浓度商,平衡正向移动该比值增大,平衡逆向移动该比值减小,温度不变平衡常数不变,所以该值不变说明到达平衡,故c正确;
d.随反应进行气体物质的量增大,恒温恒容下压强增大,所以气体的压强保持不变时说明反应到达平衡,故d正确,
故选:cd;
(5)3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)⇌Si3N4(s)+6CO(g) 根据方程式可知当反应2ml氮气时,固体质量减少(气体增加质量)为6×28-56=112g,所以固体质量减少了11.2g时,故参加反应氮气物质的量为0.2ml,则v(N2)==0.002ml/(L·min)。
【点睛】同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大;可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等且保持不变,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明到达平衡。
19.(1) >
(2)50%
(3)AC
(4) 吸收 432
(5)BD
(6) NH4Cl
【详解】(1)10min时反应时反应还在进行,故>;开始至15min,v(N4)=;
(2)到平衡时,N4(g)物质的量为0.5ml/L×2L=1ml,由反应式可知,消耗氮气的物质的量=2×1ml,故氮气的转化率=;
(3)A.体积变小,浓度变大,反应速率变快,A正确;
B.降低温度,反应速率减慢,B错误;
C.加入催化剂反应速率变快,C正确;
D. 恒压条件下通入He,容器体积变大,浓度变小,反应速率减慢,D错误;
E.恒容条件下通入He,反应物浓度不变,反应速率不变,E错误;
故选AC;
(4)反应,反应热=反应物键能和-生成物键能和=942kJ/ml-×6×170kJ/ml=+432kJ/ml,故1mlN2气体转化为N4时要吸收432 kJ热量;
(5)A.若,则不能说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,A错误;
B.温度不变说明该反应正、逆反应速率相等,反应达到平衡,B正确;
C.根据质量守恒,体系总质量不变,根据题意可知,容器体积不变,则密度不是变量,故混合气体的密度不变不能证明反应达到平衡,C错误;
D.根据质量守恒,体系总质量不变,且该反应是气体分子数减小的反应,则混合气体的平均相对分子质量是变量,当其不变的时候可以证明反应达到平衡,D正确;
故选BD;
(6)氮气通入极为正极,电极反应式为,氮气与氢气合成氨气,氨气和HCl反应生成氯化铵,故A为NH4Cl。
20.(1)2A(g)+B(g)⇌2C(g)
(2) > 0.1ml/(L·min) 40%
(3)bf
(4)ac
【分析】(1)
根据图示可知:随着反应的进行,A、B物质的量减少,C的物质的量增加,因此A、B是反应物,C是生成物。在2min内A、B、C改变的物质的量分别是2ml、1ml、2ml,它们的比是2∶1∶2,物质改变的物质的量的比等于方程式中化学计量数的比,则方程式中A、B、C的化学计量数分别是2、1、2,且2min后随着反应进行,各种物质都存在,物质的量不变,说明反应是可逆反应,此时反应达到了平衡状态,故该反应方程式为:2A(g)+B(g)⇌2C(g);
(2)
t1时刻反应正向进行,故v正>v逆;用B物质浓度变化表示反应速率v(B)===0.1ml/(L·min);A的转化率为×100%=40%;
(3)
a.在v(A)=2v(B)中未指明反应速率的正、逆,因此不能判断反应是否达到平衡状态,a不符合题意;
b.该反应是反应前后气体体积不等的反应,若容器内压强保持不变,则反应达到平衡状态,b符合题意;
c.在任何情况下都存在v正(A)=2v正(B),若2v逆(A)=v正(B),则v正(A)=2v正(B)=4v逆(A),反应正向进行,未达到平衡状态,c不符合题意;
d.反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应在恒容密闭容器中进行,容器的容积不变,则容器内混合气体的密度始终保持不变,则不能据此判断反应是否处于平衡状态,d不符合题意;
e.当c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2时,反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,这与反应开始时加入的物质的量的多少及转化率、反应条件有关,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,e不符合题意;
f.气体的质量不变,气体的物质的量发生改变,若混合气体的平均相对分子质量保持不变,则气体的物质的量不变,反应处于平衡状态,f符合题意;
故合理选项是bf;
(4)
a.降低温度,化学反应速率减小,a符合题意;
b.加入催化剂,化学反应速率大大加快,b不符合题意;
c.增大容器体积,物质的浓度减小,反应速率减小,c符合题意;
d.恒容下,充入He,物质的浓度不变,反应速率不变,d不符合题意;
故合理选项是ac。
21. 防止Fe2+被氧化 2Fe2++ Cl2=2Fe3++ 2Cl— 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 2[Fe(CN)6]3- + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓ 可逆反应
【详解】(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化,故答案为防止氯化亚铁被氧化;
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,故答案为Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-;
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响,故答案为隔离空气(排除氧气对实验的影响);
(4)加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀是亚铁离子的检验特征反应现象,实验②检验的离子是Fe2+,①第一支试管中加入1mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色说明生成I2,碘离子被铁离子氧化为碘单质,反应的离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明随浓度变小,碘离子在稀的氯化铁溶液中不发生氧化还原反应,仍含有铁离子,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,说明该反应为可逆反应.故答案为2[Fe(CN)6]3- + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓;可逆反应。
【点睛】在检验Fe2+时,一般是先加入KSCN溶液,若溶液不显血红色,说明原溶液中没有Fe3+的干扰,然后再加入几滴氯水,若溶液此是显血红色,则可证明溶液中含有Fe2+。
22.(1)1.66
(2)溶液变为红色
(3) 取少量上层淡黄色溶液,滴加几滴淀粉溶液,若观察溶液变蓝,说明含有碘单质 确保反应物FeCl3完全反应
(4) KI溶液 C
(5)做电路板腐蚀剂
【详解】(1)需要KI的物质的量为0.1ml/L×0.1L=0.01ml,则KI的质量为0.01ml×166g/ml=1.66g;
(2)该反应为可逆反应说明反应后还有Fe3+剩余,滴加几滴KSCN溶液,观察到溶液变为红色;
(3)①用淀粉溶液检验碘单质,实验操作是取少量上层淡黄色溶液,滴加几滴淀粉溶液,若观察溶液变蓝,说明含有碘单质;
②实验中KI溶液过量的目的是确保反应物FeCl3完全反应;
(4)①该装置组成原电池,电流方向为从左至右,则左是正极、右是负极,根据反应2I-+2Fe3+2Fe2++I2,碘元素化合价升高,铁元素化合价降低,则甲装FeCl3溶液,乙烧杯加入KI溶液;
②灵敏电流计指针向左偏转,说明左是负极、右是正极,根据①的甲烧杯内含有FeCl2,应加入氧化剂,此时向甲烧杯中加入一定量固体I2,故选C;
(5)氯化铁溶液能与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜,在生活中的一种用途:做电路板腐蚀剂。
23. 溶液变蓝 KSCN Ag++I-=AgI 排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰 溶液透光率不再随时间改变后,实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率,说明实验④中虽然KI过量,但仍有未反应的Fe3+ 正 > 2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2存在限度;改变条件可使平衡移动;物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。
【分析】(1)反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2,产物有碘单质,就能使淀粉溶液变蓝;若证明该反应存在限度,可用KSCN溶液来验证Fe3+是否剩余;
(3)透光率与浓度有关,探究I-浓度对反应的影响,故需要控制其他物质的浓度一致;
(5) K闭合时,电流计指针向右偏转,该反应是Fe3+得电子,加入FeSO4溶液后,电流计指针向左偏转,说明浓度可对物质的氧化性及还原性有影响。
【详解】(1)该反应的化学方程式:2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2,产物有碘单质,加入到淀粉溶液,可观察到溶液变蓝,若该反应存在限度,则应剩余Fe3+,实验ii中a是KSCN溶液,Fe3+与SCN-形成配合物,溶液呈红色,故答案为:溶液变蓝;KSCN;
(2)反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2,存在反应限度,则还剩余I-,加入AgNO3溶液,形成黄色沉淀,用离子方程式表示为:Ag++I-=AgI↓;
(3)该探究实验是探究I-浓度对反应的影响,而透光率与溶液的颜色有关,故用实验③加蒸馏水,把Fe3+的浓度影响控制一致,故答案为:排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰;
(4)分析实验④和⑤,能推出FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度的理由:溶液透光率不再随时间改变后,实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率,说明实验④中虽然KI过量,但仍有未反应的Fe3+;
(5)①电流计指针向右偏转,说明b极Fe3+得到电子,作正极;故答案为:正;
②电流计指针向左偏转,说明a极的I2得电子生成I-,由此得出还原性Fe2+>I-;故答案为:>;
(6)甲同学实验是为了证明该反应存在限度,乙同学是探究浓度对物质的氧化性和还原性的影响,综合甲、乙两位同学的实验探究过程,得出的结论有:2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2存在限度;改变条件可使平衡移动;物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。
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