+2Z(g) ΔH>0,测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表:
反应时间 0 1 2 3 4 6 8 t/min c(X)/ (mol·L) -10.60 0.42 0.30 0.21 0.15 a 0.037 5 (1)0~3 min内用Z表示的平均反应速率v(Z)=______。 (2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律,得出的结论是______________________ __________________________________________________。
由此规律推出反应在6 min时反应物的浓度a为______ mol·L。
(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示,t2时改变的条件可能是____________或____________。
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0.39 mol·L-
解析:(1)0~3 min内Δc(X)=0.39 mol·L,v(X)==0.13 mol·L
3 min
-1
1
-1
·min,而v(Z)=2v(X)=0.26 mol·L·min。(2)根据题中数据,可知每间隔2 min,
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X的浓度减少为原来的一半;由此规律推出反应在6 min 时反应物的浓度a为0.075 mol·L
-1
。(3)t2时刻,v(逆)瞬间增大,可能改变的条件为加入生成物Z或增大体系的压强。 答案:(1)0.26 mol·L·min
(2)每间隔2 min,X的浓度减少为原来的一半 0.075 (3)加入Z 增大体系的压强 11.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化
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-1
-1
为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示____________、____________,E的大小对该反应的反应热有无影响?__________(填“有”或“没有”)。该反应通常用V2O5做催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?________,理由是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
5
(2)图中ΔH=________kJ·mol。
(3)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:______________
________________________________________________________________________。 (4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L·min,则v(O2)=________mol·L·min
1
-1
-1
-1
-
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、v(SO3)=________mol·L·min。
解析:(2)图中表示的是2 mol SO2参加反应的能量变化,因此ΔH=-99×2 kJ·mol
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-1
;(4)依据反应速率之比等于化学计量数之比来计算。 答案:(1)反应物能量 生成物能量 没有 降低 催化剂改变了反应的历程,使活化能E降低 (2)-198 (3)SO2+V2O5===SO3+2VO2、4VO2+O2===2V2O5 (4)0.025 0.05
12.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L KI、0.2%淀粉溶液、
-1
0.20 mol·L K2S2O8、0.10 mol·L Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O8+2I===2SO4+I2(慢) I2+2S2O3===2I+S4O6(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的__________耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2O3与加入的S2O8的物质的量需满足的关系为n(S2O3)∶n(S2O8)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
体积V/mL 实验序号 K2S2O8溶液 ① ② ③ 10.0 9.0 8.0 Na2S2水 KI溶液 O3溶液 0.0 1.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 淀粉溶液 2.0 2.0 2.0 2-
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2-
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Vx 表中Vx=__________mL,理由是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知某条件下,浓度c(S2O8)~反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请分别画出降低反应温度和加入催化剂时,c(S2O8)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
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2-
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解析:(1)为保证能观察到溶液的颜色改变,必须最后有I2剩余,即Na2S2O3必须耗尽,第②个反应不能发生。由两个反应的计量数关系知n(S2O3)∶n(S2O8)=2∶1 时,I2恰好反应完全,为保证有I2剩余,必须减少S2O3的物质的量,故n(S2O3)∶n(S2O8)<2。
(2)探究中为保证三组实验溶液总体积均相等,Vx=2.0。 (3)两个反应均不可逆,温度改变、加入催化剂只影响反应时间。 答案:(1)S2O3 <2
(2)2.0 保持溶液总体积相同,仅改变S2O8的浓度而其他物质浓度不变
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(3)
13.某同学分析Zn与稀H2SO4的反应。
(1)制H2时,用稀硫酸而不用浓硫酸,原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)该同学用如图装置进行实验,分析影响反应速率的因素。
实验时,从断开K开始,每间隔1分钟,交替断开或闭合K,并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数,得到的水滴数如下表所示:
1分钟水滴数(断开K) 1分钟水滴数(闭合K) 34 58 59 81 86 112 117 139 … … 102 78 分析反应过程中的水滴数,请回答: ①由水滴数58>34、81>59,说明在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率________(填“快”或“慢”),主要原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
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②由水滴数102>78,说明在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率,主要原因是__________________________。
③从能量转换形式不同的角度,分析水滴数86>81、117>112的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案:(1)浓H2SO4具有强氧化性,与Zn反应不能生成氢气
(2)①快 闭合K时,装置A中形成原电池,反应速率加快 ②断开K时溶液中的c(H)大于闭合K时溶液中的c(H) ③断开K时,反应的化学能主要转化成热能;闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,前者使溶液的温度升得更高,故反应速率更快
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