(16分)
I.某校化学实验小组探究浓度对化学反应速率的影响,并测定和KI反应的化学反应速率。进行如下实验探究:
【实验原理】和KI反应的离子方程式为:
(1)
平均反应速率的计算式为。
实验时,向、
和淀粉指示剂混合溶液中加入
溶液,不断搅拌。
在反应(1)进行的同时,发生反应: (2)
反应(1)生成的立即与
反应,生成无色的
和
。
耗尽时,反应(1)继续生成的
才与淀粉作用呈现蓝色。从加入
溶液到出现蓝色的时间为
。
【实验内容】
(1)实验小组设计的实验记录表和数据记录如下,请将表中字母表示的空格填上。
实验编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
|
试剂 用量 (mL) |
0.20 mol·L![]() |
20.0 |
10.0 |
b |
20.0 |
20.0 |
0.20 mol·L![]() |
20.0 |
20.0 |
20.0 |
10.0 |
5.0 |
|
0.010 mol·L![]() |
a |
8.0 |
8.0 |
8.0 |
8.0 |
|
0.2%淀粉溶液 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
|
0.20 mol·L![]() |
0 |
0 |
0 |
10.0 |
c |
|
0.20 mol·L![]() |
0 |
10.0 |
15.0 |
0 |
0 |
|
20℃时,反应时间![]() |
32 |
67 |
130 |
66 |
135 |
|
为了使溶液的离子强度和总体积保持不变,减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量,分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足;溶液混合后体积不变 |
(2)为了使反应充分进行,减少数据误差,实验过程中应该不断进行的操作是 。
(3)第①组实验的 mol·(L·s)
。
(4)根据上表数据分析,可以得到的结论有(写出一条即可) 。
II.实验小组查资料得知,向含有NaCO3的Na2S溶液中通入SO2,可以制备上述实验所需的Na2S2O3。反应如下:
该小组根据上述原理设计如图19所示装置制备。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是① ;② 。
(2)实验过程中,随着气体的通入,装置①中有大量黄色固体析出,继续通入气体,可以观察到的现象是 。
(3)反应结束后,从制得的稀溶液中得到
晶体的主要操作包括: 。
在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)已知N2(g)+2O2(g)="===2" NO2(g);△H=+67.7 kJ·mol-1, N2H4(g)+O2(g)="==" N2(g)+2H2O (g);△H="-534" kJ·mol-1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式________________________________________。
.化学反应速率的大小首先取决于反应物本身的不同.外界条件如、、、等也会对化学反应的速率产生影响。
实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.△H>0,△S>0B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=;H2的转化率w(H2) =。
②该反应的平衡常数表达式K=。
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。
某工厂的废水中只含氯化镁和少量盐酸,欲测定废水中各组分的浓度,某兴趣小组采用滴定法按以下步骤进行操作:
①取25.00mL工厂废水放入锥形瓶中,加入2~3滴甲基橙指示剂,用 0.2020mol·L-1氢氧化钠溶液滴至终点,滴定前后滴定管中示数如图。
②再取25.00mL工厂废水放入锥形瓶中,加入 0.2020 mol·L-1NaOH溶液V1 mL(过量),振荡。然后加入2~3滴甲基橙试液,用0.1012mol·L-1的盐酸滴定过量的氢氧化钠溶液至终点,消耗盐酸V2mL。
③略。
(1)步骤①取25.00mL废水所用的仪器,滴定时左手,眼睛注视。计算c(HCl)=mol·L-1。
(2)步骤②滴定至终点观察到的实验现象。
步骤②测出氯化镁的浓度明显不合理,实验设计存在问题,请提出一种改进的方法。
若改进后步骤②消耗盐酸的体积为V3mL。请列出计算c(MgCl2)的表达式。
(3)请设计另外一种测定该工业废水各组分浓度的实验方案并简述实验步骤。
(1)盖斯是热化学的奠基人,于1840年提出盖斯定律,利用这一定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。
已知:N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1,
N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1。
请写出气态肼与NO2气体完全反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式:
。
(2)已知:N≡N的键能是946kJ·mol-1,H—H的键能为436kJ·mol-1,N—H的键能为393kJ·mol-1,计算合成氨反应生成1molNH3的△H=kJ·mol-1。
(3)现有25℃、pH=13的Ba(OH)2溶液,
①该Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为___________________
②加水稀释100倍,所得溶液中由水电离出c(OH-)=_____________________
③与某浓度盐酸溶液按体积比(碱与酸之比)1 : 9混合后,所得溶液pH=11,该盐酸溶液的pH=________。
(4)回答醋酸与氢氧化钠反应的有关问题
①将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈(填“酸性”,“中性”或“碱性”,下同),溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“ >” 或“=”或“<” ,下同)。
②pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈,溶液中c(Na+)c(CH3COO-).
③物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈,醋酸体积氢氧化钠溶液体积。