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简答题

某化学反应2A 

B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0及反应A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:

根据上述数据,完成下列填空:

(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为______   mol/(L•min).

(3)设实验2反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,任一相同时刻,则V3______V1(填>、=、<).

正确答案

(1)υ===0.013mol/L.min,

故答案为:0.013;

(2)对于同一化学反应,温度对化学反应速率的影响是:无论该反应是放热反应还是吸热反应,温度越高反应速率越大,温度越低,反应速率越小;由图表知实验2的温度大于实验1的温度,所以任一相同时刻,则V3>V1,

故答案为:>.

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简答题

影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

(1)取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。写出该反应的离子方程式___________________________________________,在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因:____________________________________________ 。

(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:

①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:

原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应没有影响;

原因Ⅱ:_______________________________________________________;

原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;

原因Ⅳ:Cl-、SO42-均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;

原因Ⅴ:________________________________________________________。

②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:

a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;

b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。

若观察到实验a中____________,实验b中____________,则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。

正确答案

(1)Mg+2H+==Mg2++H2↑;镁和盐酸反应是放热反应,随着反应体系温度升高,反应速率增大,4min后由于溶液中H+浓度降低,所以导致反应速率减小

(2)①原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而SO42-对反应具有阻碍作用;

原因Ⅴ:Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或SO42-影响更大)

②反应速率加快;反应速率减慢

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简答题

某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为

1.00 mol·L-1、2.00mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298K、308K,每次实验

HNO3的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g。

(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号

(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图

依据反应方程式CaCO3+HNO3==Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,计算实验①在70~90s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程)。

正确答案

(1)

(2)70至90s内,CO2生成的质量为:m(CO2)=0.95g-0.84g=0.11g,

其物质的量为n(CO2)=0.11g÷44g·mol-1=0.0025mol,

根据方程式比例,可知消耗HNO3的物质的量为:n(HNO3)=0.0025mol×2=0.005mol,

溶液体积为25mL=0.025L,所以HNO3减少的浓度△c(HNO3)=0.2mol·L-1

所以HNO3在70-90S范围内的平均反应速率为v(HNO3)=0.01mol·L-1·s-1

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填空题

科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发 生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力l.0×l05 Pa、反应时间3h):

相应的热化学方程式如下:

回答下列问题:

(1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。

(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:_______________________。

(3)工业合成氨的反应为。设在容积为2.0 L的密 闭容器中充人0. 60 mol N2(g)和l.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。计算

①该条件下N2的平衡转化率;

②该条件下反应的平衡常数。 

正确答案

(1)

(2)研制新型、高效催化剂

(3)解:①设反应过程中消耗xmolN2(g) 

     

平衡时反应体系总物质的量=[(0.60 -x)+(1.60 - 3x)+ 2x]mol=(2.20 -2x) mol

NH3(g)的物质的量分数=2x÷(2.20 -2x)=4/7 x=0.40

平衡时 ,c( NH3) =2×0. 40 mol /2. 0 L=0. 40 mol/L

c( N2)=(0. 60 - 0. 40) moI /2. 0 L=0. 10 moI/L

c( H2)=( 1. 60 -3×0.40) mol/2.0 L=0. 20 mol/L

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简答题

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和浓度的废水中加入所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物,探究有关因素对该降解反应速率的影响。

(1)【实验设计】控制的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),

设计如下对比实验。请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

(2)【数据处理】实验测得的浓度随时间变化的关系如下图。

请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50-150s内的反应速率_________________

(3)【解释与结论】实验①②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所使用试剂的角度分析原因:____________________________________________________________________________

(4)【思考与交流】实验③得出的结论是:pH=10时,__________________实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来,根据上图中信息,给出一种迅速停止反应的方法:

____________________________________________

正确答案

(1)

(2)8.0×10-6mol/(L·s)

(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解

(4)反应速率趋向于零(或:该降解反应趋于停止);将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中,使pH约为10(或将所取样品骤冷) (答案合理即可)

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简答题

2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家哈德·埃特尔,以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献。表面化学领域的研究可以帮助我们了解众多纷杂的化学过程,如钢铁为何会生锈,燃料电池如何作用以及某些反应的催化剂是如何发挥其功能的,甚至可以解释臭氧层的消耗等。

(1)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。

若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装有不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积和浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是________________。

(2)在汽车的排气管上安装“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的作用是使CO、NO反应生成可能与大气环境中循环的无毒气体,并促使烃类物质充分燃烧。

写出CO和NO反应的化学方程式:________________,该反应中作氧化剂的物质是___________。

用CH4催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。例如:

CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H1=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)==2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H2

若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=________________。

(3)①有人认为:该项研究可能使氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高,从而使原料利用率大大提高。请你应用化学基本理论对此观点进行评价:________________________________。

②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成份是FeO、Fe2O3,当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1︰2时,其催化活性最大,以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量的炭粉,发生反应如下:2Fe2O3+C==4FeO+CO2为制得这种活性最大的催化剂,应向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量是

________________

正确答案

(1)溶液显色所需要的时间

(2)2NO+2CO==N2+CO2;NO;-1160kJ/mol

(3)①该项实验研究只能提高化学反应速率,不能使化学平衡移动,因而其原料的利用率不可能大大提高;②6g

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填空题

向200mL 6mol•L-1盐酸中加入一定量的纯净CaCO3,产生气体的体积随时间的变化曲线如图所示(气体体积均在标准 状况下测定).

请回答下列问题:

(1)设OE段的反应速率为υ1,EF段的反应速率为υ2,FG段的反应速率为υ3,则υ1、υ2、υ3从大到小的顺序为______.

(2)为了减缓上述反应的速率,欲向该溶液中加入下列物质,你认为可行的是______(填字母).

A、蒸馏水         B、氯化钾固体       C、氯化钠溶液        D、浓盐酸

(3)加入CaCO3的质量为______.

(4)若反应过程中溶液体积的变化忽略不计,则EF段用盐酸表示的化学反应速率υ(HCl)=______.

正确答案

(1)从图象可知,单位时间内生成的气体EF段>OE段>FG段,单位时间内生成气体的体积越大,反应速率越大,则

v2>v1>v3,故答案为:v2>v1>v3

(2)A、加入蒸馏水,溶液的浓度减小,反应速率减小,故A正确;

 B、氯化钾固体对溶液的浓度无影响,且KCl不参加反应,所以速率不变,故B错误;

C、加入氯化钠溶液,减小盐酸的浓度,反应速率减小,故C正确;

D、加入浓盐酸,盐酸的浓度增大,反应速率增大,故D错误,

故答案为:AC.

(3)当反应进行到4min时,生成气体的体积不变,说明碳酸钙完全反应,

则有:CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O,

      100g              22.4L

       x                5.60L

则有:x==25g,

故答案为:25g.  

(4)EF段生成二氧化碳的体积为4.48L-1.12L=3.36L,

  CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O

        2mol        22.4L

        n           3.36L

则:n==0.3mol,

消耗盐酸的浓度为c(HCl)==1.5mol/L,

所以EF段用盐酸表示的化学反应速率v(HCl)==1.5mol•L-1•min-1

故答案为:1.5mol•L-1•min-1

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简答题

某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:

(一)制取氧化铜

①称取2 gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10 mL蒸馏水溶解;

②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物加热至沉淀全部变为黑色;

③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。

回答下列问题:

(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_______________(填实验序号),步骤②中加热所用仪器的名称是___________________;

(2)步骤③中洗涤沉淀的操作是___________________________________。

(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较

用下图装置进行实验,实验时均以生成25 mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:

回答下列问题:

(3)上述实验中的“待测数”据指_____________;

(4)本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;

(5)若要读取实验⑤中干燥管内收集的气体体积,应注意 ____________________

____________________________________________________;

⑹为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):

a._______________________________,

b.CuO的化学性质有没有改变

正确答案

(1)①②③ 蒸发皿 (2)沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水   至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复2~3次  (3)时间 (4)碱式  (5)待装置内的气体冷却至室温后,上下移动滴定管,使两边的液面相平,视线要与凹液面相切。 ⑹CuO的质量有没有改变

试题分析:(1)在①溶解物质用玻璃棒搅拌 。②给物质加热用玻璃棒搅拌是水分快速蒸发。③过滤用玻璃棒引流。步骤②中用蒸发皿加热。(2)洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复2~3次 (3)上述实验中的“待测数”据指生成25 mL气体所需要的时间。(4)酸式滴定管下边有活塞,容易漏液体,所以要用碱式滴定管。(5)为减小实验误差,提高实验的准确度,读取气体体积时应注意待装置内的气体冷却至室温后,上下移动滴定管,使两边的液面相平,视线要与凹液面相切。 催化剂是能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质不发生改变的物质。所以还需测CuO的质量有没有改变。

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填空题

影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法研究反应速率的有关问题。

(1)实验1 探究Mg与盐酸反应速率的变化规律

取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,铜丝缠着镁条伸入装置甲中,使镁条浸入锥形瓶内的体积为2L稀盐酸(足量)中。镁条和盐酸反应生成H2的体积与反应时间的关系曲线如图2所示。

① 从图2中看出0-6min内平均反应速率最快的时间段是    。(填代号)

A.0-2min   B.2-4min    C.4-6min

② 请计算4-6min 时间内,用HCl表示的平均反应速率为________。(假设图2氢气体积均已换算为标准状况下的体积,且溶液体积变化可忽略)

③图1装置甲中与镁条相连的铜丝若一起浸入稀盐酸中对反应速率影响下列说法正确的是

A.加快反应速率但生成氢气的总量不变     B.减慢反应但增大生成氢气总量  

C.不影响反应速率                        D.加快反应速率但生成氢气的总量减小

(2)实验2 探究酸浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响

已知MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O,现取等量MnO2和下表有关物质,在相同温度下进行4组实验,分别记录收集20.0 mL氧气所需时间。

①上表中V1=    mL, V3=     mL。

②有同学提出实验I不可作为实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的对比实验,其理由是           

③若实验测得t2>t3>t4,则可得出的实验结论是                       

正确答案

(10分)(1)① B(1分)② 0.1mol/(L·min)(2分,单位没写或写错扣1分)③A(1分)

(2)① 5.0(1分)  1.5 (1分)   ②实验I中MnO2将作为催化剂,其他三组实验中二氧化锰作氧化剂,反应原理不同,且酸量不同。(只回答没加硫酸无可比性不得分)(2分)

③酸浓度越大,反应速率越快(2分)

试题分析:(1)①反应速率越快,相应曲线的斜率越大,则根据图像可知,反应速率最快的是2-4min内,即答案选B。

②根据图像可知,4-6min内生成氢气的体积是34.48ml-30.00ml=4.48ml,物质的量是0.002mol,所以消耗盐酸的物质的量是0.004mol,则用盐酸表示的反应速率是=0.1mol/(L·min)。

③与镁条相连的铜丝若一起浸入稀盐酸中,则构成原电池,加快反应速率,但生成氢气的总量不变,所以答案选A。

(2)①要探究酸浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响,则双氧水的浓度应该是相等的,所以V1=5ml。又因为最终溶液的体积必须相等,所以V3=20.0ml-13.5ml-5.0ml=1.5ml。

②实验I中MnO2将作为催化剂,其他三组实验中二氧化锰作氧化剂,反应原理不同,且酸量不同,所以实验I不可作为实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的对比实验。

③若实验测得t2>t3>t4,而实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中酸的浓度逐渐增大,这说明酸浓度越大,反应速率越快。

点评:该题是中等难度的试题,试题注重基础,侧重能力的培养和解题方法的指导,有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。

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简答题

某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:

(一)制取氧化铜

①称取2g CuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10mL蒸馏水溶解;

②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;

③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。

回答下列问题

(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是________(填实验序号),步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是________________;

(2)步骤③中洗涤沉淀的操作是________________。

(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较,用下图装置进行实验,实验时均以生成25mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见表

回答下列问题

(3)上述实验中的“待测数据”指________________________;

(4)本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是

________ (填“酸式”或“碱式”)滴定管;

(5)若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,________________________;

(6)为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):

a.________________,b.CuO的化学性质有没有改变。

正确答案

(1)①②③;研钵

(2)沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复2-3次

(3)产生25mL气体所需时间

(4)碱式

(5)用带火星的木条靠近,若复燃则证明收集的气体是氧气

(6)检测CuO反应前后质量是否改变

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