高中化学探究影响盐类水解平衡的因素简答题

在一密闭容器中发生反应N₂+3H₂2NH₃。达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应进程的关系如图所示：

回答下列问题：
（1）t₁、t₂、t₃时刻分别改变的一个条件，t₁时刻         t₃时刻         t₄时刻          。
（2）氨的百分含量最高的时间段是             。
（3）如果在t₆对刻，从反应体系中分离出部分氨，t₇时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化情况；
（4）实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中充入一定量N₂和H₂后，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图1。

在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应：A(g）  2B(g）。在三种不同条件下进行实验，A的物质的量随时间的变化如图所示。试回答下列问题：

（1）实验1中，4s时A的转化率为           ；此条件下该反应的平衡常数K₁的值为              。
（2）实验2与实验1对比，其可能隐含的反应条件是               。
（3）根据实验3与实验1的图象比较，可推测该反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。设实验1～3的平衡常数的值分别为K₁、K₂、K₃，则它们之间的关系为K₁     K₂     K₃（填“>”、“<”或“=”）。
（4）为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论，某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5，部分实验条件及数据见下表。请将表格补充完整。

实验编号 及其目的	V(容积）/L	t/℃	n(A起始）/mol	n(B起始）/mol	催化剂的质量/g	催化剂的表面积/m^2·g^—1
实验1参照对比实验	2	80	1.2	0	a	b
实验4：催化剂的表面积对反应速率的影响
实验5目的：	1

 

乙烯是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。结合以下路线回答：

已知：
（1）写出A的电子式                               。
（2）反应II的化学方程式是__________。
（3）D为高分子化合物，可以用来制造多种包装材料，其结构简式是__________。
（4）E是有香味的物质，在实验室用下图装置制取。

①反应IV的化学方程式是__________，该反应类型为______。
②该装置图中有一个明显的错误是              。
（5）为了证明浓硫酸在反应IV中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图改进后装置进行了以下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乙再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管甲中试剂	试管乙中试剂	有机层的厚度/cm
A	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 1mL18mol·L^－1浓硫酸	饱和Na2CO3溶液	3.0
B	2 mL乙醇、1 mL乙酸	0.1
C	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 3 mL 2mol·L^－1 H2SO4	0.6
D	2 mL乙醇、1 mL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3mL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。

(14分)I．CH₄和CO₂可以制造价值更高的化学产品。已知：
CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)    △H₁="a" kJ／mol
CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)       △H₂="b" kJ／mol
2CO(g)+O₂(g) =2CO₂(g)            △H₃="c" kJ／mol
（1）求反应CH₄(g)+CO₂(g) =2CO(g)+2H₂(g)  △H=      kJ／mol(用含a、b、c的代数式表示)。
（2）一定条件下，等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH₃OCH₃)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为         。
（3）用Cu₂Al₂O₄做催化剂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+CH₄(g) =CH₃COOH(g)，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：

①250～300℃时，乙酸的生成速率降低的原因是            。
②300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是           。
Ⅱ．钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na₂S_X)分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al₂O₃陶瓷(可传导Na⁺)为电解质，其反应原理如下图所示：
Na₂S_X 2Na+xS (3<x<5)
   
（4）根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为    (填字母序号)。
A．100℃以下      B．100℃～300℃
C．300℃～350℃   D．350℃～2050℃
（5）关于钠硫电池，下列说法正确的是    (填字母序号)。
A．放电时，电极A为负极          
B．放电时，Na⁺的移动方向为从B到A
C．充电时，电极A应连接电源的正极
D．充电时电极B的电极反应式为S_X^2--2e^-=xS
（6）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL 0．2mol／L NaCl溶液，当溶液的pH变为l3时，电路中通过的电子的物质的量为   mol，两极的反应物的质量差为     g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)

把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有 500mL0.5 mol·L^－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用下图坐标曲线来表示，
回答下列问题：

（1）曲线由0→a段不产生氢气的原因____________，有关反应的离子方程式为____________________；
（2）曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因__________________________________，有关的化学方程式__________________________；
（3）曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因_________________________；
（4）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因_________________________。

钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。
（1）Co_xNi_(1-x)Fe₂O₄（其中Co、Ni均为+2）可用作H₂O₂分解的催化剂，具有较高的活性。
①该催化剂中铁元素的化合价为      。
②图1表示两种不同方法制得的催化剂Co_xNi_(1-x)Fe₂O₄在10℃时催化分解6%的H₂O₂溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知：      法制取得到的催化剂活性更高；Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是      。
（2）草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴（CoC₂O₄·2H₂O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。
①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为      （填化学式）。试写出B点对应的物质与O₂在225℃~300℃发生反应的化学方程式：      。

②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物（其中Co的化合价为+2、+3），用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl₂溶液和4.48 L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。

研究表面，可用NaBH₄与水反应制氢氧燃料电池的氢气：BH₄^-+2H₂O=BO₂^-+4H₂↑（实质为水电离产生的H⁺被还原）。下表为pH和温度对本反应中NaBH₄半衰期的影响（半衰期是指反应过程中，NaBH₄的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间）。

体系 pH	不同温度下NaBH4的半衰期（min）
0℃	25℃	50℃	75℃
8	4. 32 ×10^0	6. 19 ×10^-1	8. 64 ×10^-2	1.22 ×10^-2
10	4. 32 ×10^2	6. 19 ×10^1	8. 64 ×10^0	1.22 ×10^0
12	4. 32 ×10^4	6. 19 ×10^3	8. 64 ×10^2	1.22 ×10^2
14	4. 32 ×10^6	6. 19 ×10^5	8. 64 ×10^4	1.22 ×10^4

根据要求回答下列问题：
（1）NaBH₄与水反应后所得溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为___________。
（2）从上表可知，温度对NaBH₄与水反应速率产生怎样的影响？
答：                                                        。
（3）反应体系的pH为何会对NaBH₄与水反应的反应速率产生影响？
答：                                                      。
（4）实验表明，将NaBH₄溶于足量水，释放的H₂比理论产量少得多（即反应一段时间后有NaBH₄剩余也不再反应）。其可能原因是                     。

化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______：相同条件下，356 g可燃冰（分子式为CH₄·9H₂O，Mr＝178）释放的甲烷气体完全燃烧生成CO₂和液态水，放出的热量为_______kJ。
（2）二甲醚(CH₃OCH₃)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H₂、CO和少量的CO₂)直接制各二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（Ⅰ）CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）  △H₁＝－90.1kJ•mol^-1
（Ⅱ）CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₂＝－49.0kJ•mol^-1
水煤气变换反应：（Ⅲ）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂ （g） △H₃＝－41.1kJ•mol^-1
二甲醚合成反应：（Ⅳ）2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₄＝－24.5kJ•mol^-1
①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。
②由H₂和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为：__________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。
（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________电子的电量。

光气（）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下与在活性炭催化下合成。
（1）实验室常用来制备氯气的化学方程式为

（2）工业上利用天然气（主要成分为）与进行高温重整制备，已知、、和的燃烧热（）分别为-890.3、-285.8和-283.0，则生成1（标准状况）所需热量为

（3）实验室中可用氯仿（）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为

（4）的分解反应为。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10到14的浓度变化曲线未示出）：

①计算反应在第8时的平衡常数=

②比较第2反应温度（2）与第8反应温度（8）的高低：（2）（8）
（填"<"、">"或"="），
③若12时反应于温度（8）下重新达到平衡，则此时=；
④比较产物在2-3、5-6和12-13时平均反应速率（平均反应速率分别以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13））的大小

⑤比较反应物在5-6和15-16时平均反应速率的大小：v（5-6）v（15-16）（填"<"、">"或"="），原因是

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	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是                                        。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO₄)＝         。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，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⁺) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                                    。
（4）工业上可用电解K₂MnO₄浓溶液的方法制取KMnO₄，则电解时，阳极发生的电极反应为                       ；总方程式为                                           。