第二章 《化学反应速率和化学平衡》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.NH3分解为N2和H2,在相同条件下,测得分解后混合气体密度为分解前的,则氨的分解率为( )
A.80% B.60% C.50% D.40%
2.在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
a mol
a mol
0 mol
0 mol
乙
2a mol
a mol
0 mol
0 mol
丙
0 mol
0 mol
a mol
a mol
丁
a mol
0 mol
a mol
a mol
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是 ( )
A.乙>丁>甲>丙 B.乙=丁>丙=甲C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲
3.已知,H2(g) +I2(g)2 HI(g)DH<0有相同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI 0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( )
A.甲降低温度,乙不变 B.甲中加入0.1molHe,乙不改变
C.甲、乙提高相同温度 D.甲增加0.1mol H2,乙增加0.1mol I2
4.相同温度下,体积均为0.25 L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1,实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
起始时各物质物质的量/mol 达平衡时体系能量的变化
容器 X2 Y2 XY3
容器①恒温恒容 1 3 0 放热 23.15 kJ
容器②恒温恒压 1 3 0 Q(Q>0)
下列叙述正确的是( )
A.容器①、②中反应物X2的转化率相同
B.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol·L-1
C.容器①、②达到平衡时间相同
D.容器②, Q大于23.15 kJ
5.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.配制氯化铁溶液时,加入少量稀盐酸
B.配制氯化亚铁溶液时,加入少量铁屑
C.在含有酚酞的氨水中加入少量NH4Cl,溶液颜色会变浅
D.在硫酸铜饱和溶液中加入一块胆矾,晶体外形变规则
6.将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)置于某2 L密闭容器中,在一定温度下发生反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,并达到平衡。HI的体积分数w(HI)随时间变化如图(Ⅱ)所示,若改变反应条件,w(HI)的变化曲线如图(Ⅰ)所示,则改变的条件可能是( )
A.恒温恒容条件下,加入适当催化剂 B.恒温条件下,缩小反应容器体积
C.恒容条件下,升高温度 D.恒温条件下,扩大反应容器体积
7.对可逆反应A(g)+B(g)2C(g)+D(s)△H>0,向1L绝热容器中加入1molA和1mol?B发生反应,下列叙述不能作为该反应达到平衡状态的标志的是( )
①单位时间内消耗amolA,同时生成2amolC?
②混合气体的总压强不再变化
③混合气体的密度不再变化
④A、B、C的分子数之比为1∶1∶2
⑤反应容器中温度不变
⑥A的转化率与B的转化率相等时
A.①②④⑥ B.②④⑥ C.①④⑥ D.①②⑥
8.在2L密闭容器中,发生3A(g)+B(g)2C(g)反应,若最初加入A和B都是4mol,10s内A 的平均反应速率为0.12mol/(L?s),则10秒钟时容器中的B是( )
A.2.8mol B.1.6mol C.3.2mol D.3.6mol
9.m molC2H2跟n molH2在密闭容器中反应,当其达到平衡时,生成p molC2H4。将平衡混和气体完全燃烧生成CO2和H2O,所需氧气的物质的量是( )
A.(3m+n)mol B.(2.5m+0.5n-3p)mol
C.(3m+n+2p)mol D.(2.5m+0.5n)mol
10.图甲表示的是H2O2分解反应过程中的能量变化。在不同温度下,分别向H2O2溶液(20g·L-1)中加入相同体积且物质的量浓度均为0.5mol·L-1的不同溶液,反应中H2O2浓度随时间的变化如图乙所示。
从图中得出的结论不正确的是( )
A.H2O2的分解反应为放热反应
B.断裂共价键所需的能量:2×E(O—O)<1×E(O=O)
C.加入相同物质时,温度越高,H2O2分解的速率越快
D.相同温度下,加入不同物质的溶液,碱性越强,H2O2分解的速率越快
二、填空题
11.在恒温、恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),原有反应物SO2、O2均为1mol,平衡后,再向容器中充入1molSO2和1molO2,则SO2的转化率变化为________(填“增大”“减小”“不变”)。
12. (1)相同温度时,向两个开始体积相同的容器中分别充入2molSO2和1molO2,甲容器保持恒压,乙容器保持恒容,达到平衡时:(填“大于“小于”“等于”)
反应速率v甲_____ v乙,SO2的转化率ω甲_____ω乙,所需时间t甲____t乙。
(2)在容积相同的两个密闭容器A和B中,保持温度为423K,若同时分别向A和B中加入amol和2amol的HI气体,待反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)均达到平衡时:(填“大于“小于”“等于”)
I2的浓度c(I2)A____c(I2)B, ,I2蒸气在混合气体中的体积分数A容器_ _B容器
13.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数K值和温度的关系如下:
温度/℃ 360 440 520
K值 0.036 0.010 0.0038
(1)①由表中数据可知该反应为放热反应,理由是________________。
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是______________(填字母序号)。
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是p1________p2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2 (g)获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为________该温度下反应的平衡常数K值为________。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容积固定为5 L的容器中进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是____________(填字母序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
三、推断题
14.工业上制备 BaCl2·2H2O 有如下两种途径。
途径 1:以重晶石(主要成分 BaSO4)为原料,流程如下:
(1)写出“高温焙烧”时反应的化学方程式: _____________________________________。
(2)“高温焙烧” 时必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是____________。
途径 2:以毒重石(主要成分 BaCO3,含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等杂质)为原料,流程如下:
已知: Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7, Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
Ca2+ Mg2+ Fe3+
开始沉淀时的 pH 11.9 9.1 1.9
完全沉淀时的 pH 13.9 11.1 3.7
(3)为提高矿石的浸取率,可采取的措施是_________。
(4)加入 NH3·H2O 调节 pH=8 可除去____ (填离子符号),滤渣Ⅱ中含_________(填化学式)。加入 H2C2O4时应避免过量,原因是_________。
(5)重量法测定产品纯度的步骤为:
准确称取 m g BaCl2·2H2O 试样,加入 100 mL 水, 用 3 mL 2 mol·L-1 的 HCl 溶液加热溶解。边搅拌,边逐滴加入 0.1 mol·L-1 H2SO4 溶液。待 BaSO4 完全沉降后,过滤,用0.01 mol·L-1 的稀H2SO4洗涤沉淀 3~4 次,直至洗涤液中不含 Cl-为止。将沉淀置于坩埚中经烘干灼烧至恒重,称量为 n g。则BaCl2·2H2O的质量分数为_________。
15.重铬酸钾(K2Cr2O7)是高中化学常见的的氧化剂,工业上以铬铁矿为原料用碱溶氧化法制备。铬铁矿中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等。
已知:
①NaFeO2常温遇大量水会强烈水解,高温时不与水反应
②2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
③+6价的铬元素在强酸性条件下具有强氧化性,还原产物为Cr3+,强碱性条件下几乎没有氧化性;请回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是___________________________。
(2)高温灼烧时生成NaFeO2的化学方程式____________________________________。
(3)①滤渣1中有红褐色物质,滤渣1的成分为__________________(写化学式,下同),写出生成该物质反应的离子方程式___________________________。
②滤渣2的主要成分是__________________。
(4)若向Na2CrO4溶液中加入浓盐酸进行酸化,出现的现象为__________________
(5)生产后的废水中主要含有一定量的Cr2O72-,通常加一定量的绿矾进行净化并调节pH约为6,可生成两种难溶于水的沉淀,请写出该反应的离子方程式___________________________。
四、实验题
16.氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)。请按要求回答下列问题:
(1)请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。
(2)氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。
①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________(填操作名称)。
②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。
(3)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10-3mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器内物质总质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②该分解反应的焓变ΔH______0(填 “>”、“=”或“<”),25.0℃时分解平衡常数的值=__________。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将_________(填“增加”,“减少”或“不变”)。
17.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
MnO+H2C2O4+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)
用4 mL 0.001 mol·L-1KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示:
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20
Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ 2 30
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水
(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______________________。
(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验____________和________(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究____________对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是______________________________________________________________。
五、计算题
18.反应2SO2+O22SO3,经5S后,SO3的浓度增加了0.4mol/L,在这段时间内用O2表示的反应速率为多少?
试卷第2页,总8页
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:根据质量守恒定律,反应前后气体的质量不变,分解后混合气体密度为分解前的,则反应前与反应后气体的体积比为2:3,即物质的量之比为2:3,设NH3物质的量为amol,分解的NH3为xmol,根据“三段式”进行计算: 2NH3 N2 + 3H2
初始物质的量(mol) a 0 0
转化物质的量(mol) ax 1/2ax 3/2ax
平衡物质的量(mol) a—ax 1/2ax 3/2ax
可得a:(a+ax)=2:3,解得x=50%,故C项正确。
【考点定位】考查化学平衡的计算。
【名师点晴】有关化学平衡的计算包括:求平衡时各组分含量、平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量、化学方程式中某物质的化学计量数、体系压强等,解这类试题的基本方法是“起始”、“转化”“平衡”三段分析法。化学平衡的计算步骤:通常是先写出有关的化学方程式,列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量,然后再通过相关的转换,分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程。
2.B
【解析】试题分析:假设丙、丁中的CO、H2O(g)全部转化为CO2、H2,再与甲、乙比较:
CO2(g) + H2(g)CO(g)+H2O(g)
丙开始时 0mol 0mol anol anol
丙假设全转化 anol anol 0mol 0mol
丁开始时 amol 0mol amol amol
丁假设全转化 2amol amol 0mol 0mol
通过比较,甲、丙的数值一样,乙、丁的数值一样,且乙、丁的数值大于甲、丙的数值,故选B。
【考点定位】考查化学平衡
【名师点晴】本题考查了化学平衡的分析应用,采用极端假设法是解决本题的关键,本题还涉及等效平衡,等效平衡是一种解决问题的模型,对复杂的对比问题若设置出等效平衡模型,然后改变条件平衡移动,问题就迎刃而解。要熟记等效平衡问题的常见规律:1、恒温恒压下,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量之比相同,为等效平衡;2、恒温恒容下,若反应前后气体气体发生变化,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量相等,为等效平衡;若反应前后气体的体积不变,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量之比相同,为等效平衡。
3.A
【解析】
乙中0.2molHI就相当于是0.1mol氢气和0.1mol单质碘。又因为甲和乙的温度、容积都是相等的,所以平衡是等效的。由于正反应是放热反应,所以降低温度,平衡向正反应方向进行,HI的浓度增加,选项A正确;选项B中甲中的平衡是不变的,HI的浓度也是不变的;选项C中,再次平衡后,HI的浓度仍然是相等的;同样选项D中,再次平衡后,HI的浓度仍然是相等的,所以正确的答案选A。
4.D
【解析】
A.该反应前后气体的物质的量不等,容器①、②中气体的压强不等,平衡状态不同,反应物X2的转化率不同,故A错误;B.该反应前后气体的物质的量不等,容器①、②中气体的压强不等,平衡状态不同,达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度不等,故B错误;C. 该反应前后气体的物质的量不等,容器①、②中气体的压强不等,反应速率不等,容器①、②达到平衡时间不同,故C错误;D.①容器中放出23.15kJ热量,则生成XY3的物质的量为:=0.5mol,容器②恒温恒压,反应过程中压强比容器①大,生成XY3的物质的量>0.5mol,放出的热量多,即Q大于23.15 kJ,故D正确;故选D。
5.B
【解析】
试题分析:如果改变影响平衡的1个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向进行,中这就是勒夏特列原理,该原理适用于所有的平衡体系。A、氯化铁溶于水,铁离子水解,所以配制氯化铁溶液时,加入少量稀盐酸的目的是抑制铁离子水解,A不符合题意;B、亚铁离子极易被氧化生成铁离子,所以配制氯化亚铁溶液时,加入少量铁屑的目的是防止亚铁离子被氧化,与平衡无关系,B符合题意;C、氨水中存在电离平衡,因此在含有酚酞的氨水中加入少量NH4Cl溶液会抑制氨水的电离,溶液的碱性降低颜色会变浅,C不符合题意;D、硫酸铜溶于水存在溶解平衡,因此在硫酸铜饱和溶液中加入一块胆矾,晶体外形变规则,D不符合题意,答案选B。
考点:考查勒夏特例原理原理应用的有关判断
6.C
【解析】
H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,恒温恒容条件下,加入适当催化剂平衡不移动,A错误。恒温条件下,缩小反应容器体积、扩大反应容器体积,相当于改变压强,平衡液不移动,BD错误。恒容条件下,升高温度向逆反应方向移动,速率加快时间变短,HI的质量分数增加,C正确。
7.C
【解析】分析:根据化学平衡状态的特征解答,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。
详解:①单位时间内消耗amolA,同时生成2amolC,都体现正反应方向,错误;
②两边气体计量数相等,但反应绝热,温度变化,所以混合气体的总压强不再变化时说明反应达到平衡状态,正确;
③混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,正确;
④A、B、C的分子数之比为1:1:2,不能说明达平衡状态,错误;
⑤反应绝热,温度变化,反应容器中温度不变时反应达到平衡状态,正确;
⑥A的转化率与B的转化率相等时不一定达到平衡状态,错误。
答案选C。
8.C
【解析】
【分析】
根据化学反应速率的定义、反应速率与化学计量数的关系进行计算。
【详解】
10s内v(A)=0.12mol/(L?s),则v(B)=0.04mol/(L?s)。据v(B)==,得Δn(B)=0.04mol/(L?s)×2L×10s=0.8mol。则10秒钟时容器中有3.2molB。
本题选C。
9.D
【解析】
10.D
【解析】
试题分析:根据图甲,H2O2的能量大于水和氧气,H2O2的分解反应为放热反应,故A正确;根据方程式,断裂共价键所需的能量:2×E(O—O)<1×E(O=O),故B正确;温度越高反应速率越快,故C正确;相同温度下,加入不同物质的溶液,碱性越强,H2O2分解的速率越慢,故D错误。
考点:本题考查化学反应中的能量变化、影响反应速率的因素。
11.增大
【解析】第③步压缩时平衡正向移动,故SO2的转化率增大。答案填“增大”。
12.(1) 大于(2分);大于(2分);小于(2分);(2) 小于(2分);等于(2分)
【解析】
13.25、(1)①随温度升高,反应的平衡常数K值减小 ② a d
① < ② 吸热 (3)①60% 2.25 ② c d
【解析】
试题分析:(1)①根据表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数K减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应;②根据方程式可知,该反应是体积减小的、放热的可逆反应。a、增大压强,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,a正确;b、催化剂只能改变反应速率,而不能改变平衡状态,因此使用合适的催化剂不能提高氢气的转化率,b不正确;c、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动 ,氢气的转化率降低,c不正确;d、及时分离出产物中的NH3,降低生成物氨气的浓度,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,d正确,选ad;
(2)①根据反应 CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g) 可知,该反应是体积增大的可逆反应,因此增大越强,平衡向逆反应方向移动,甲烷的含量增大。所以根据图像可知,在温度相同的条件下,p1表示的甲烷含量低,这说明越强是P1小于P2;②根据图像可知,在越强相同的条件下,随着温度的升高,甲烷的含量降低。这说明升高温度平衡向正反应方向移动,因此该反应为吸热反应。
(3)① CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 0.2 0.2 0 0
转化浓度(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡浓度(mol/L) 0.08 0.08 0.12 0.12
所以平衡时CO的转化率=(0.12/0.2)×100%=60%
化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该温度下反应的平衡常数K=(0.12×0.12)/ (0.08×0.08)=9/4=2.25。
②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,据此可以判断。a、反应前后体积不变,因此越强始终是不变的,则容器内压强不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,a不正确;b、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,即密度始终是不变的,所以混合气体的密度不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,b不正确;c、单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2,由于单位时间内生成a mol CO2的同时还生成amol氢气,这说明正逆反应速率相等,可以说明达到平衡状态,c正确;d、由于反应前后体积不变,则可以用物质的量代替浓度,即如果混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)=1 : 16 : 6 : 6,则此时==,因此恰好是平衡状态,d正确,答案选cd。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响;平衡常数的计算、平衡状态的判断以及图像分析与应用。
14. BaSO4+4C4CO↑+BaS 使 BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量),反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温 将矿石粉碎,搅拌,适当升高温度等 Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4沉淀,产品的产量减少
【解析】途径 1:根据流程图,BaSO4和碳经过高温焙烧后生成CO和BaS,BaS和盐酸生成BaCl2。
(1)“高温焙烧”时反应的化学方程式:BaSO4+4C4CO↑+BaS ;
(2)“高温焙烧” 时必须加入过量的炭,使BaSO4得到充分的还原,同时还要通入空气,可以与CO反应,使得平衡向右移动,提高BaS的产量,同时,反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温;
途径 2:以毒重石(主要成分 BaCO3,含 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等杂质)为原料,观察流程图,矿石的浸取得到的滤液是氯化钡、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+等的溶液,第一步调节pH沉淀掉Fe3+,第二步调节pH沉淀掉Mg2+,第三步加入草酸溶液沉淀掉Ca2+,最后得到BaCl2·2H2O。
(3)为提高矿石的浸取率,可采取的措施将矿石粉碎,搅拌,适当升高温度等;
(4)加入 NH3·H2O 调节 pH=8 可除去Fe3+,第二步调节pH到12.5时,Mg2+沉淀完全,部分Ca2+开始沉淀,所以得到的滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;因为BaC2O4也难溶于水,所以加入 H2C2O4时应避免过量,原因是H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4沉淀,产品的产量减少;
(5)经过重量法得到的沉淀即为n g BaSO4,根据钡元素守恒,n(Ba)=,n(BaCl2·2H2O)=mol,m(BaCl2·2H2O)=g,则 BaCl2·2H2O 的质量分数为。
15.增大接触面积,加快反应速率 4FeO + O2 + 4NaOH= 4FeO2 + 2H2O(条件高温) Fe(OH)3 FeO2- + 2H2O = Fe(OH)3+ OH- Al(OH)3 、H2SiO3 有黄绿色气体生成 Cr2O72- + 6Fe2+ + 17H2O = 2Cr(OH)3↓ + Fe(OH)3↓ + 10H+
【解析】
【分析】
本题主要考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用。铁矿中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等,将铬铁矿和烧碱、氧气混合焙烧得到Na2CrO4、NaFeO2,而SiO2与NaOH发生反应生成Na2SiO3,Al2O3与NaOH发生反应,生成NaAlO2,故还含有Na2SiO3、NaAlO2,由于NaFeO2会发生强烈水解,滤渣1中有红褐色物质,可推知NaFeO2水解生成氢氧化钠与氢氧化铁,过滤分离,滤液1中主要是NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH,滤渣1为Fe(OH)3;调节溶液pH,使NaAlO2、Na2SiO3反应转化为H2SiO3、Al(OH)3沉淀,过滤除去,滤液2主要是Na2CrO4,加入硫酸酸化,溶质变为Na2Cr2O7,然后加入KCl固体,利用溶解度不同或者受温度影响不同,结晶得到K2Cr2O7晶体,采用过滤方法得到K2Cr2O7晶体,据此分析作答。
【详解】
(1)将矿石粉碎的目的是:增大反应物的表面积,加快反应速率;
(2)由题可知,FeO与O2、NaOH在高温灼烧的条件下生成NaFeO2,该反应中FeO被氧化,化合价升高1,O2被还原为-2价氧,根据化合价升降守恒以及原子守恒配平该化学方程式为:4FeO + O2 + 4NaOH4FeO2 + 2H2O;
(3)①由上述分析可知,滤渣1的成分为Fe(OH)3;由题干信息①可知,NaFeO2常温遇大量水会强烈水解,生成有红褐色Fe(OH)3沉淀,故其水解离子方程式为:FeO2-+ 2H2O = Fe(OH)3+ OH-;
②由上述分析可知滤渣2的主要成分是Al(OH)3 、H2SiO3;
(4)Na2CrO4溶液中铬是以+6价形式存在,由题干信息③可知,若加入浓盐酸酸化,+6价铬会表现出强氧化性,而HCl中Cl-具有还原性,故加入浓盐酸后,会发生氧化还原反应生成Cl2,故实验现象是有黄绿色气体生成;
(5)生产后的废水呈强酸性,强酸性条件下的Cr2O72-具有强氧化性,绿矾中Fe2+具有还原性,故加入绿矾后发生氧化还原反应,生成Cr3+、Fe3+等,同时通过调节溶液pH,将Cr3+、Fe3+以Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀,从而达到净化目的,故该反应过程的离子方程式为:Cr2O72- + 6Fe2+ + 17H2O = 2Cr(OH)3↓ + Fe(OH)3↓ + 10H+。
16.(14分)(1)
(2)①过滤 ②吸收未反应的氨气,防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解
(3)①C ②> ; 1.6×10—8(或1.6384×10—8); 增加
【解析】
试题分析:(1)浓氨水与生石灰反应制取氨气可在锥形瓶中加入生石灰,锥形瓶与分液漏斗用双孔塞相连,分液漏斗中盛放浓氨水,导气管与右侧装置相连,装置如图;
(2)①氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,所以采用过滤的方法分离混合物;
②多余的氨气对空气有污染,不能直接排放,同时生成的产品易水解,所以浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气,防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;
(3)①A、未指明正逆反应,不能判断平衡的到达,错误;B、化学反应符合质量守恒定律,所以物质的质量一直不变,不能判断平衡的到达,错误;C、该反应有固体参与,所以气体的质量在变化,容器的体积不变,所以气体的密度在变化,达平衡时不再变化,正确;D、平衡体系中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终是2:1,所以氨气的体积分数始终是2/3,不能判断平衡的到达,错误,答案选C;
②由表中数据判断温度升高,气体压强增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应是吸热反应,所以该分解反应的焓变ΔH>0;25.0℃时平衡气体的总浓度是4.8×10-3mol/L,则氨气的浓度是3.2×10-3mol/L,二氧化碳的浓度是1.6×10-3mol/L,所以K=3.22×10-3×1.6×10-3=1.6384×10—8;
③压缩容器体积,压强增大,平衡逆向移动,则氨基甲酸铵固体的质量将增加。
考点:考查装置的判断,物质的分离,化学平衡的判断,平衡常数的计算
17.2∶5ⅠⅡⅠⅢc(H+)(或硫酸溶液的浓度)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变
【解析】
【详解】
(1) MnO4-→Mn2+,Mn元素化合价降了5价,H2C2O4→CO2,C元素降了1价;根据电子守恒列式可得:n(MnO4-)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),则n(MnO4-)∶n(H2C2O4)=2∶5;综上所述,本题答案是:2∶5。
(2)?研究某一因素对化学反应速率的影响时,要保证其他各条件完全相同,因此研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ和Ⅱ ;研究温度对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ 和Ⅲ;综上所述,本题答案是:Ⅰ,Ⅱ ;Ⅰ, Ⅲ。
(3)对比Ⅰ和Ⅳ,反应的温度、溶液的体积等都相同,仅有c(H+)不同,故可研究c(H+)对反应速率的影响;加1mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变;综上所述,本题答案是:c(H+)(或硫酸溶液的浓度) ;确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。
18.0.04mol/L?S
【解析】