2020-2021全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考模拟和真题汇总及详细答案 16页

2020-2021 全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考模拟和真题汇总 及详细答案 一、化学反应速率与化学平衡 1．化学学习小组进行如下实验。 [探究反应速率的影响因素 ]设计了如下的方案并记录实验结果 (忽略溶液混合体积变化 )。限 选试剂和仪器： 0.20 mol ·L-1H2C2O4 溶液、 0.010 mol ·L-1KMnO4 溶液 (酸性 )、蒸馏水、试管、 量筒、秒表、恒温水浴槽 物理量 V(0.20 mol ·L-1 H2C2O4 溶液 )/mL V（蒸馏水） /mL V（ 0.010 mol ·L-1 KMnO4 溶液） /mL T/ ℃ 乙 ① 2.0 0 4.0 50 ② 2.0 0 4.0 25 ③ 1.0 0 4.0 25 (1)上述实验① 、②是探究 __________对化学反应速率的影响；若上述实验② 、③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”应填写 ___________ 。 [测定 H2C2O4·xH2O 中 x 值] 已知： M (H2C2O4)=90 g ·mol -1 ①称取 1.260 g 纯草酸晶体，将其酸制成 100.00 mL 水溶液为待测液； ②取 25.00mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适的稀 H2SO4； ③用浓度为 0.05 000 mol ·L-1 的 KMnO4 标准溶液进行滴定。 (2)请写出与滴定有关反应的离子方程式 _________________________________________ 。 (3)某学生的滴定方式 (夹持部分略去 )如下，最合理的是 ________ (选填 a、b)。 (4)由图可知消耗 KMnO4 溶液体积为 __________________________________________mL 。 (5)滴定过程中眼睛应注视 ________________________。 (6)通过上述数据，求得 x= ____ 。以标准 KMnO4 溶液滴定样品溶液的浓度，未用标准 KMnO4 溶液润洗滴定管，引起实验结果 ________(偏大、偏小或没有影响 ) 。 【答案】温度 1.0 溶液褪色时间 /s 5H2C2O4＋2MnO 4 －＋ 6H＋=10CO2↑＋2Mn 2＋＋8H2O b 20.00 锥形瓶中颜色变色 2 偏小 【解析】 【分析】 【详解】 （1）探究影响化学反应速率因素，要求其他条件不变，即 ①② 探究温度对化学反应速率 的影响；混合溶液的总体积都是 6.0mL，因此 a=1.0；反应的快慢是通过酸性高锰酸钾溶液 的褪色快慢来确定的，因此乙中要测定的物理量是溶液褪色时间，单位为 s； （2）草酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，把 C 转化成 CO2，本身被还原成 Mn 2＋， 根据化合价升降法，进行配平，因此离子反应方程式为： 5H2C2O4＋2MnO 4 － ＋6H＋ =10CO2↑ ＋2Mn 2＋ ＋8H2O； （3）酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物质，碱式滴定管只能盛放碱性溶液，即 b 正确； （4）滴定前刻度为 0.90ml ，滴定后刻度是 20.90ml ，消耗高锰酸钾的体积为 (20.90－ 0.90)mL=20.00mL； (5)滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化； (6)100mL 溶液中草酸物质的量为 20× 10－3× 0.05 × 5× 100/(2 × 25)mol=0.01mol，1.260 ÷ (90＋ 18x)=0.01，解得 x=2；未用待盛液润洗滴定管，稀释标准液，消耗高锰酸钾体积增大，草 酸的质量增大， x 偏小。 2．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关四环素 对破氰反应速率的影响 (注：破氰反应是指氧化剂将 CN－ 氧化的反应 ) 相关资料 ①氰化物主要以 CN－ 和 [Fe(CN)6]3-两种形式存在 ②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂， Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影 响较弱，可以忽略不计。 ③[Fe(CN)6] 3-较 CN－难被双氧水氧化，且 pH 值越大，越稳定，越难被氧化。 实验过程 （1）请完成以下实验设计表 (表中不要留空格 ) 实验 序号 实验目的 初始 pH 废水样品体 积 /mL CuSO4 溶液 的体积 /mL 双氧水溶液 的体积 /mL 蒸馏水的体 积 /mL 1 为以下实验操作参 考 7 60 10 10 20 2 废水的初始 pH 对破 氰反应速率的影响 12 60 10 10 20 3 ___ 7 60 ___ ___ 10 实验测得含氰废水中的总氰浓度 (以 CN- 表示 )随时间变化关系如图所示。 （2）实验①中 20～60min 时间段反应速率： υ(CN-)=___mol?L-1?min -1。 （3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始 pH 增大，破氰反应速率减小，其原因可 能是 __(填一点即可 )，在偏碱性条件下，含氰废水中的 CN-最终被双氧水氧化为 HCO3-，同 时放出 NH3，试写出该反应的离子方程式 ___。 （4）该兴趣小组同学要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设 计实验并验证上述结论，完成表 2 中内容。 (己知：废水中的 CN-浓度可用离子色谱仪测 定 )___ 实验步骤 (不要写出具体操作过程 ) 预期实验现象和结论 【答案】双氧水的浓度对破氰反应速率的影响 10 20 0.0175 初始 pH 增大，催化剂 Cu2+会形成 Cu(OH)2 沉淀，影响了 Cu2+的催化作用 (或初始 pH 增大， [Fe(CN)6]3-较中性和酸 性条件下更稳定，难以氧化 ) CN-+H2O2+H2O═NH3↑ +HCO3- 实验方案 (不要求写出具体操作过程 ) 预期实验现象和结论 分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两 支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧 水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜 粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支 试管中的 CN-浓度 相同时间内，若甲试管中的 CN-浓度小于 乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破 氰反应起催化作用；若两试管中的 CN-浓 度相同，则 Cu2+对双氧水破氰反应不起 催化作用 【解析】 【分析】 (1)影响该反应的因素有溶液的 pH 以及双氧水的浓度，根据实验 2 实验目的确定实验 3 的 实验目的，根据实验 1 的数据确定 CuSO4 溶液的体积和双氧水的体积； (2)根据 υ= c t 计算求解； (3)根据 pH 越大， [Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，破氰反应速率减小，且 pH 较大时，溶 液的碱性较强，铜离子可能形成氢氧化铜沉淀；根据氧化还原反应的规律书写离子方程 式； (4)要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，分别取温度相同、体积、浓度相 同的含氰废水的试样两等份，滴加相同的过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末， 另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN 一浓度来做对比实验。 【详解】 (1)影响该反应的因素有溶液的 pH 以及双氧水的浓度，实验 2 的目的为废水的初始 pH 对破 氰反应速率的影响，则实验 3 的目的为双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，其它量应不 变， CuSO4 溶液的体积为 10mL，而且总体积不变，蒸馏水的体积为 10mL，所以双氧水的 体积为 20mL，故答案为：双氧水的浓度对破氰反应速率的影响； 10；20； (2)根据 υ= c t = 1.4 0.7 60 20 mol/(L?min)=0.0175mol?L -1?min-1，故答案为： 0.0175； (3)pH 越大， [Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，且铜离子可能生成氢氧化铜沉淀，所以破氰 反应速率减小；因为氰废水中的 CN- 最终被双氧水氧化为 HCO3- ，其中的碳由 +2 价变成 +4 价， 1mol 转移 2mol 的电子，而过氧化氢 1mol 也转移 2mol 的电子，所以 CN- 和 H2O2 的物 质的量之比为 1∶1，所以反应的离子方程式为： CN-+H2O2+H2O═NH3↑ +HCO3-，故答案 为：初始 pH 增大，催化剂 Cu2+会形成 Cu(OH)2 沉淀，影响了 Cu2+的催化作用 (或初始 pH 增 大， [Fe(CN)6] 3-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化 )；CN-+H2O2+H2O═NH3↑ +HCO3-； (4)要探究 Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，可以分别取温度相同、体积、浓 度相同的含氰废水的试样两等份，滴加等体积、等浓度的过氧化氢溶液，一份中加入少量 的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的 CN- 浓度，如果在相同时间 内，甲试管中的 CN-浓度小于乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破氰反应起催化作用， 反之则不起催化作用，故答案为： 实验方案 (不要求写出具体操作过程 ) 预期实验现象和结论 分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两 支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧 水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜 粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支 试管中的 CN-浓度 相同时间内，若甲试管中的 CN-浓度小于 乙试管中的 CN-浓度，则 Cu2+对双氧水破 氰反应起催化作用；若两试管中的 CN-浓 度相同，则 Cu2+对双氧水破氰反应不起 催化作用 3．乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。实验室制取乙酸乙酯的主要 步骤如下： ①在甲试管 (如图 )中加入 2mL 浓硫酸、 3mL 乙醇和 2mL 乙酸的混合溶液。 ②按如图连接好装置 (装置气密性良好 )并加入混合液，小火均匀地加热 3—5min 。 ③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管并用力振荡，然后静置待分层。 ④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。 (1)若实验中用乙酸和含 18O 的乙醇作用，该反应的化学方程式是： ________________________；与教材采用的实验装置不同，此装置中采用了球形干燥管， 其作用是 ________________________。 (2)甲试管中，混合溶液的加入顺序： ________________________ ； (3)步骤②中需要用小火均匀加热，其主要原因是 ____________________________________ ； (4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是 ____________(填字母代号 )。 A．反应掉乙酸和乙醇 B．反应掉乙酸并吸收乙醇 C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出 D．加速酯的生成，提高其产率 (5)欲将乙试管中的物质分离开以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器是 ____________；分离 时，乙酸乙酯应该从仪器 ____________(填：“下口放”或“上口倒” )出。 (6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应一段时间后，下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化 反应已达到化学平衡状态的有 ____________(填序号 )。 ①混合物中各物质的浓度不再变化； ②单位时间里，生成 1mol 乙醇，同时生成 1mol 乙酸； ③单位时间里，生成 1mol 乙酸乙酯，同时生成 1mol 乙酸。 (7)为了证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图所示装置进 行了以下 4 个实验。实验开始先用酒精灯微热 3min，再加热使之微微沸腾 3min。实验结 束后充分振荡小试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下： 实验编号 试管Ⅰ中试剂 试管Ⅱ中试剂 有机层的 厚度 /cm A 2mL 乙醇、 1mL 乙酸、 3mL 18mol ·L-1 浓 硫酸 饱和 Na2CO3 溶液 3. 0 B 2mL 乙醇、 1mL 乙酸、 3mL H2O 0. 1 C 2mL 乙醇、 1mL 乙酸、 3mL 2mol·L-1 H2SO4 0. 6 D 2mL 乙醇、 1mL 乙酸、盐酸 0. 6 ①实验 D 的目的是与实验 C相对照，证明 H+对酯化反应具有催化作用。实验 D 中应加入盐 酸的体积和浓度分别是 _________mL 和 ________mol·L-1 。 ②分析实验 _________(填实验编号 )的数据，可以推测出浓 H2SO4 的吸水性提高了乙酸乙酯 的产率。 (8)若现有乙酸 90g，乙醇 138g 发生酯化反应得到 88g 乙酸乙酯，试计算该反应的产品产率 为。 ___________(产率 %=(实际产量 /理论产量 )×100%) 【答案】 CH3COOH+CH3CH218OH CH3CO18OCH2CH3+H2O 防倒吸 乙醇浓硫 酸，乙酸 减少反应物的挥发；增大产率 BC 分液漏斗 上口倒 ①③ 3 4 AC 66. 7% 【解析】 【分析】 (1)羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供 -OH，醇中的 -OH 提供 -H，相互结合生成 水；球形干燥管容积较大，利于乙酸乙酯充分与空气进行热交换，起到冷凝的作用，也可 起到防止倒吸的作用； (2) 三种试剂滴入顺序原则是：密度先小后大； (3)乙酸、乙醇均有挥发性，温度过高易挥发； (4) 用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，乙醇溶解，碳酸钠与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙 酸乙酯的溶解度； (5) 乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液混合后分层，可以通过分液方法分离，乙酸乙酯的密度小于 饱和碳酸钠溶液的，所以在混合液的上层； (6) 可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，由此衍生的一 些物理量也不变，以此判断平衡状态； (7)①对比试验关键是要采用控制变量，即控制一个变量，其它条件不变； ②分析使用浓硫酸和稀硫酸的稀硫酸的实验，比较哪种条件下生成的乙酸乙酯多； (8)先判断过量情况，根据反应方程式及不足量计算出生成乙酸乙酯的质量，然后计算出乙 酸乙酯的产率。 【详解】 (1)羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供 -OH，醇中的 -OH 提供 -H，相互结合生成 水，其它基团相互结合生成酯，同时该反应可逆，反应的化学方程式为 CH3COOH+CH3CH218OH CH3CO18OC2H5+H2O；球形干燥管容积较大，使乙酸乙酯充分 与空气进行热交换，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用； (2) 三种试剂滴入顺序原则是：密度先小后大，根据表中数据应该先加乙醇，再加浓硫酸， 最后加乙酸； (3) 乙酸、乙醇均有挥发性，步骤②中用小火均匀加热，可减少反应物的挥发，增大产率； (4) 制备乙酸乙酯时，常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，目的是中和乙酸并吸收部分乙 醇、乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出，所以 BC正 确，故答案为 BC； (5) 分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入饱和碳酸钠溶液，实现酯与乙酸和 乙醇的分离，分离油层和水层采用分液的方法，所以用到的仪器为分液漏斗；乙酸乙酯的 密度比水小，所以在碳酸钠溶液层上方有无色油状液体出现，分离时，乙酸乙酯应该从分 液漏斗的上口倒出； (6) ①混合物中各物质的浓度不再变化，说明达到平衡状态，故①正确；②化学反应速率之 比等于化学计量数之比，单位时间里，生成 1mol 乙醇，同时生成 1mol 乙酸，不能说明反 应达到平衡状态，故②错误；③单位时间里，生成 1mol 乙酸乙酯，同时生成 1mol ，说明 正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故③正确；故答案为①③； (7)①本题是研究实验 D 与实验 C 相对照，证明 H+对酯化反应具有催化作用的条件，题中采 用了一个变量，实验 C2mol?L-1H2SO4，实验 D 盐酸，所以达到实验目的，实验 D 与实验 C 中 H+的浓度一样，实验 C 3mL乙醇、 2mL 乙酸、 2mol?L-1H2SO4，实验 D3mL 乙醇、 2mL 乙 酸、盐酸，要保证溶液体积一致，才能保证乙醇、乙酸的浓度不变，盐酸体积为 4mL，实 验 D 与实验 C 中 H+的浓度一样，所以盐酸的浓度为 4mol?L -1； ②对照实验 A 和 C 可知：试管Ⅰ中试剂实验 A 中使用 1mL18mol?L-1 浓硫酸，生成的乙酸乙 酯比 C 中生成的乙酸乙酯大很多，说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率，故答案为 A、C； (8)90g 乙酸的物质的量为： =1.5mol，138g 乙醇的物质的量为： =3mol ，显 然乙醇过量，理论上生成的乙酸乙酯的物质的量需要按照乙酸的量进行计算，根据反应 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 可知，理论上生成乙酸乙酯的物质的量为 1.5mol ，而实际上生成了 88g，则乙酸乙酯的产率为： × 100%=66.7%。 【点睛】 乙酸乙酯制备过程中各试剂及装置的作用：①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂；②饱和 Na2CO3 的作用：中和乙酸，溶解乙醇，便于闻酯的气味；降低乙酸乙酯在水中的溶解度； ③玻璃导管的作用：冷凝回流、导气。 4．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： 【实验原理】 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 【实验内容及记录】 实 验 编号 实 验 温度 试管中所加试剂及其用量 /mL 溶 液 褪 至 无 色 所需时间 /min0.6mol/L H2C2O4 溶液 H2O 3mol/L 稀 H2SO4 溶液 0. 05mol/L KMnO4 溶液 ① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5 ② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7 ③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0 （1）请完成此实验设计，其中： V1= ，V2= 。 （2）实验①、②探究的是 对化学反应速率的影响，根据上 表中的实验数 据，可以得到的结论是 _________________________________________________________ 。 （3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择 ________________ （填实验编号）。 （4）利用实验 1 中的数据，计算用 KMnO4 表示的化学反应速率为 ____________________。 （5）该小组同学根据经验绘制了 n(Mn2+) 随时间变化的趋势如图 1 所示，但有同学查阅已 有的实验资料发现，该实验过程中 n(Mn2+) 随时间变化的实际趋势如图 2 所示。 该小组同学根据图 2 所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。 实 验 编号 实 验 温 度 / ℃ 试管中所加试剂及其用量 再 向 试 管 中 加 入 某 种固体 溶液褪至 无色所需 时间 /min 0.6mol/L H2C2O4 溶液 H2O 3mol/L 稀 H2SO4 溶液 0.05mol/L KMnO4 溶液 ④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO4 t ①该小组同学提出的假设是 ________________________________________________ 。 ②若该小组同学提出的假设成立，应观察到 ________________________________ 现象。 【答案】（ 1）V1=2.0 ，V2=3.0 （各 1 分） （2）浓度（ 1 分），其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应 速率（ 2 分）。 （3）②③（ 1 分） （4）1.0 ×10 -2 mol/(L ·min) （2 分）（ 5）①Mn2+ 对该反应有催化作 用（ 2 分）； ②加入 MnSO4 固体后， KMnO4 溶液比实验②更快褪色（ 2 分）。 【解析】 试题分析：（ 1）实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则 V1= 2.0mL ；实验②、③是探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则 V2=3.0mL； （2）根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据上 表中的 实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢） 化学反应速率； （3）根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择②③。 （ 4） 草酸 的 物质 的 量为 ： 0.6mol/L ×0.003L=0.0018mol ，高 锰 酸钾 的物 质 的 量为 ： 0.05 mol/L ×0.003L=0.000 15mol ， 草 酸 和 高 锰 酸 钾 的 物 质 的 量 之 比 为 ： 0.0018mol ： 0.00015mol=12 ：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度 为 ： 3 0.05mol / L 0.003L 3 2 3 2 10 L ＝ 0.015mol/L ， 这 段 时 间 内 平 均 反 应 速 率 v （ KMnO4 ） =0.015 mol/L ÷ 1.5min=0.01 mol/ （L?min）。 （5）①由图乙可知，反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的 MnSO4（或 Mn2+）为 该反应的催化剂。 ②若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入 MnSO4 固体后， KMnO4 溶液比实 验②更快褪色。 【考点定位】本题主要是考查探究影响化学反应速率的因素 【名师点晴】该题的答题关键是注意利用控制变量法进行分析解答。由于影响化学反应速 率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究 这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及 处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题 时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确 定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而 总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意 题给数据的有效性。 5．某化学兴趣小组为验证 SO2 的还原性和 Fe3+的氧化性，特邀你参与以下探究活动。 I.理论预测 该兴趣小组实验实施前进行了充分的讨论交流 ,确定选择 SO2 和 FeCl3 溶液的反应来探究， 并预测将 SO2 通入 FeCl3 溶液中的现象。小组同学想听听你的分析： （1）确定选择 SO2 和 FeCl3 溶液的反应而不选择 SO2 和 Fe(NO3)3 溶液的反应来探究，你认 为可能是基于什么原因作出的选择： _______________________________________ 。 （2）将 SO2通入 FeCl3 溶液中，你认为可能观察到的现象是： ______________________， 你预测的理论依据是（用离子方程式表示）： ___________________________________。 II.实验探究 （1）配制 1mol ·L-1FeCl3 溶液（未用盐酸酸化） ①下面是小组四位同学在配制溶液时的“转移”操作，其中正确的是： _________。 ②检测得知溶液呈酸性，其原因是： ___________________________（用离子方程式表 示）。 （2）将 SO2通入 FeCl3 溶液至饱和，观察到溶液由棕黄色变为红棕色，并没有观察到预期 的现象。将反应后的溶液放置 12 小时后又出现了预期的结果。 查阅资料得知 ：[Fe(HSO3)] 2+为红棕色，生成 [Fe(HSO3)]2+的反应为可逆反应。请你用化学方 程式解释将 SO2 通入 FeCl3 溶液至饱和时观察到的现象： _____________________________________ 。 （3）为了探究如何缩短红棕色变为预期颜色的时间，小组继续探究：另取少量 FeCl3 溶 液，再通入 SO2，溶液变为红棕色，加浓 HCl酸化，几分钟后变为预期颜色。请你推测小 组在实验方案设计中“加浓 HCl 酸化”的目的是： _____________________________________________________ 。 【答案】 NO3-可能对验证 Fe3+的氧化性有干扰 溶液由（棕）黄色变为浅绿色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ A Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl 增大 H+浓度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2+ HCl”平衡逆向移 动，加快预期反应的速率 【解析】 【分析】 本题考查 SO2 和 FeCl3 溶液反应的实验探究，涉及物质性质的分析，物质的量浓度溶液的配 制，盐类的水解，外界条件对化学平衡的影响 ，结合相应知识进行分析 ； 【详解】 I.(1)SO2 溶于水显酸性，酸性条件下， NO3-也可将 SO2 氧化，干扰实验，因此，本题答案 为： NO3-可能对验证 Fe3+的氧化性有干扰； (2)由于 SO2 具有还原性， Fe3+具有氧化性，预测 SO2 通入 FeCl3 溶液中 SO2 将 Fe3+还原为 Fe2+，可能观察到的现象是：溶液由棕黄色变为浅绿色。反应的离子方程式可表示为 SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，因此，本题答案为：溶液由（棕）黄色变为浅绿 色 ；2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ ； II.（1）①“转移 ”时防止溶液外洒，应将玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度线以下，用玻璃棒 引流溶液，故选 A； ②FeCl3 属于强酸弱碱盐，由于 Fe3+的水解使溶液呈酸性， Fe3+水解的离子方程式为 Fe3++3H2O Fe（OH） 3+3H+，因此，本题答案为： Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+； （2）根据资料，红棕色溶液中含 [Fe（ HSO3）]2+，该过程中元素的化合价没有变化，反应 的化学方程式为 SO2+FeCl3+H2O [Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，因此，本题答案为： FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl； （3）出现红棕色是发生了反应 SO2+FeCl3+H2O [Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，缩短红棕色时 间，使上述平衡向逆反应方向移动。因此，本题答案为：增大 H+浓度，使 “ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl ”平衡逆向移动，加快预期反应的速率； 6．某实验小组学习化学反应速率后，联想到 H2O2 分解制备氧气，设计如下实验方案探究外 界条件对反应速率的影响。 编号 温度 反应物 催化剂 甲 25℃ 试管中加入 3mL5%H2O2 溶液 1mL蒸馏水 乙 25℃ 试管中加入 3mL5%H2O2 溶液 1mL0.1mol/LFeCl 3 溶液 丙 40℃ 试管中加入 3mL5%H2O2 溶液 1mL蒸馏水 (1) 实验乙中发生反应的化学方程式为 _______________。 (2) 实验甲和实验乙的实验目的是 ____________。实验甲和实验丙的实验目的是 ___________。 (3) 实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集 , 并在 2min 内 6 个时间点对注射器内 气体进行读数 , 记录数据如下表。 时间 /s 20 40 60 80 100 120 气体体积 /mL 实验乙 15.0 29.5 43.5 56.5 69.5 81.5 0~20s 的反应速率 v1=__________mL/s,100~120s 的反应速率 v 2=__________mL/s。不考虑实 验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是 __________。 【答案】 2H2O2 2H2O+O2↑ 探究催化剂对反应速率的影响 探究温度对反应速率的影响 0.75 0.6 随反应的不断进行， H2O2 溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小 【解析】（ 1）双氧水在加热的条件下，它能分解生成氧气，方程式为： 2H2 O2 2H2O+O2↑；（ 2）甲和乙实验中除双氧水的浓度不同外其他条件都相同，可知实 验探究反应物的不同浓度对反应速率的影响；实验甲和实验丙，除反应温度不同外其他条 件均相同，可知探究温度对反应速率的影响； （3）化学反应速率可用单位时间内反应物的减少或生成物的增加来表示。根据表中数据和 题中反应速率的单位可知 ， ；速率减小的原因是随反应的不断进行，溶液的过 氧化氢浓度逐渐降低，反应速率减小。 7．石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含 SiO2（7.8%）、 Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%) 和 MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用流程如下： （注： SiCl4 的沸点是 57.6oC，金属氯化物的沸点均高于 150oC） （1）已知 1mol 石墨完全转化为金刚石需要吸收 1.9kJ的能量。请写出石墨转化为金刚石 的热化学反应方程式： （2）向反应器中通入 Cl2 前，需通一段时间的 N2。高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转 变为相应的氯化物。 80℃冷凝的目的是： 由活性炭得到气体 Ⅱ的化学反应方程式 为： （3）加入过量 NaOH 溶液得到溶液 IV 的离子反应方程式为： （4）用化学反应原理解释得到沉淀 V 的过程中乙酸乙酯和加热的作用： 。1kg 初 级石墨最多可获得 V 的质量为 kg。 【答案】（ 1）C（石墨， S）=C（金刚石， S）， △ H="+1.9" kJ/mol ；（ 2）将 MgCl2、 FeCl3、AlCl3 等金属氯化物冷凝为固体，从而与 SiCl4 分开； 2C+SiO2+2Cl2 SiCl4+2CO 或 2C+SiO2 Si+2CO，Si+2Cl2 SiCl4；（ 3） Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；（ 4）溶液 IV 中 NaAlO2 水解显碱性，乙酸乙酯消耗 NaAlO2水解生成的碱，促进 NaAlO2 水解生成 Al(OH)3； 加热促进水解，加快反应的速率； 0.078。 【解析】 试题分析：（ 1）根据题目中所给信息，热化学反应方程式为： C（石墨， S）=C（金刚石， S）， △H="+1.9" kJ ·mol －1；（ 2）高温下， Si 元素转化成 SiCl4，铁元素转化成 FeCl3，Mg 元 素转化成 MgCl2，Al 元素转化成 AlCl3，SiCl4 沸点是 57.6℃，MgCl2、FeCl3、AlCl3 沸点均高于 150℃，加热到 1500℃ ，MgCl2、 FeCl3、AlCl3、SiCl4 全部转化成气体 I，80℃冷凝， SiCl4 还 是气体，而 MgCl2、FeCl3、AlCl3 状态是固体，便于与 SiCl4 分开；气体 II 中气体为 SiCl4，因 此发生的反应是 SiO2＋2C 2CO＋Si，Si＋Cl2 SiCl4；(3)固体 III 是 FeCl3、 MgCl2、AlCl3，加入过量 NaOH 溶液发生离子反应是： Fe3＋ ＋3OH－=Fe(OH)3↓、Mg 2＋＋2OH－ =Mg(OH)2↓、Al3＋ ＋4OH－=AlO2 －＋2H2O；(4)AlO2 －＋2H2O Al(OH)3＋OH－，乙酸乙酯在 碱中彻底水解，消耗 OH－，促进水解，生成 Al(OH)3，盐类水解是吸热反应，加热促进水 解，加快反应速率；沉淀 V 是氧化铝，根据铝元素守恒，氧化铝的质量为： 1000 × 5.1%× 2× 10－ 3× 78/102 =0.078g。 考点：考查热化学反应方程式的书写、信息处理、元素及其化合物的性质、水解反应、化 学计算等知识。 8．某研究性学习组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液之间的反应来探究 “外界条件改变对 化学反应速率的影响 ”，实验如下： 实验序号 实验温度 KMnO4 溶液 H2C2O4 溶液 H2O 溶液褪色时间 V(mL) C(mol/L) V(mL) C(mol/L) V(mL) t(s) A 293K 2 0.02 4 0.1 0 t1 B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8 C 313K 2 0.02 V2 0.1 1 t2 （1）通过实验 A、B，可探究出 _______的改变对反应速率的影响 ，其中 V1=_____，T1=_____，通过实验 _______可探究出温度变化对化学反应速率的影响 。 （2）若 t1<8，则由实验 A、B 可以得出的结论是 ______________________________ ；利用 实验 B 中数据计算 ，用 KMnO4 的浓度变化表示的反应速率为 ____________。 （3）该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为 Mn 2+，写出相应反应的离子方程式 _________________________ 。 （4）该小组的一位同学通过查阅资料发现 ：反应一段时间后该反应速率会加快 ，造成此种 变化的原因是反应体系中的某种粒子对 KMnO4 与 H2C2O4 之间的反应有某种特殊的作用 ， 则该作用是 _______________，相应的粒子最有可能是 （填符号 ）_______。 【答案】 浓度 1 293K BC 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3 ×10－ 4mol/ （L·s） 2MnO 42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn 2 ＋＋10CO2↑＋ 8H2O 作催化剂 Mn 2＋ 【解析】 (1)实验 A、B 中 KMnO4 溶液的浓度相等，可探究出在相同温度下， H2C2O4 溶液浓 度的改变对反应速率的影响，其中 V1=2mL+4mL-2mL-3mL=1mL，T1=293K；B 和 C 实验中， V2=3mL 时，两实验反应物的浓度均相同，可探究不同温度对化学反应速率的影响 ； (2)因 A 中 H2C2O4 溶液浓度浓度比 B 中大，若 t1<8，则由实验 A、B 可以得出的结论是其他 条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；利用实验 B 中数据计算，用 KMnO4 的浓度 变化表示的反应速率为 =8.3 ×10－4mol/(L ·s)； (3)反应中有无色无味气体 CO2 产生且锰被还原为 Mn 2+，则发生反应的离子方程式为 2MnO 42－ ＋5H2C2O4＋6H＋ =2Mn 2＋＋10CO2↑＋8H2O； (4)KMnO 4 与 H2C2O4 反应后的溶液中出现了 Mn 2＋， Mn2＋ 可能是此反应的催化剂，促进了反 应速率加快。 9．（1）K2Cr2O7 的水溶液中存在如下平衡： Cr2O72-（aq）+ H2O(l) 2CrO42-（aq）+ 2H+（aq）,平衡常数表达式 __________已知：在水溶液中 K2Cr2O7 为橙红色， K2CrO4 为黄色 ) 往上述溶液中加入氢氧化钠溶液呈 ___色；向已加入氢氧化钠的溶液中，再加入过量硫酸溶 液呈 ___________色；此实验现象，符合勒夏特列原理：如果改变维持化学平衡的条件（浓 度、压力和温度），平衡就会向着 _________这种改变的方向移动 , （2）在 KMnO4 与 H2C2O4 反应中，可通过测定 _________________来测定该反应的速率； 写出酸性条件下 KMnO4 与 H2C2O4（弱酸）反应，产生二氧化碳气体、水和 Mn 2+的离子反 应方程式： __________________；此反应开始反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是 ______（填字母） A．KMnO4 溶液中的 H+起催化作用 B．生成的 CO2 逸出，使生成物浓度降低 C．反应中，生成的 Mn 2+起催化作用 D．在酸性条件下 KMnO4 的氧化性增强 （3）为探讨化学反应速率的影响因素，设计的实验方案如下表。（已知 I2＋ 2S2O32- ===S4O62-＋2I－，其中 Na2S2O3溶液均足量） 实验 体积 V/mL 时间 /s 序号 Na2S2O3 溶 液 淀粉溶液 碘 水 水 ① 10.0 2.0 4.0 0.0 t 1 ② 8.0 2.0 4.0 2.0 t 2 ③ 6.0 2.0 4.0 Vx t 3 ①该实验进行的目的是 _____________淀粉溶液的作用是 ____________。 ②表中 Vx=_______mL，比较 t1、 t2、 t3 大小 ____________，试推测该实验结论： ____________ 【答案】 K= 2 2 2 4 2 2 7 c CrO c H c Cr O 黄 橙 减弱 溶液紫色褪色时间 5H2C2O4＋ 2MnO4－ ＋ 6H＋=10CO2↑＋5Mn 2 ＋＋8H2O C 其他条件不变，探究浓度对化学反应速率的影响 显色 剂，检验 I2 的存在 4.0 t1