【題目】某研究小組為了驗證反應物濃度對反應速率的影響,選用硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸溶液在室溫下進行反應。實驗中所用的草酸為稀溶液,可視為強酸。
(1)將高錳酸鉀氧化草酸的離子方程式補充完整。
2MnO4- +_______C2O42- +_____ _____=2Mn2+ +______CO2↑ +_______H2O
(2)該小組進行了實驗I,數(shù)據(jù)如下。
H2SO4溶液 | KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | 褪色時間(分:秒) |
1mL 2mol/L | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.1mol/L | 2:03 |
1mL 2mol/L | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 2:16 |
一般來說,其他條件相同時,增大反應物濃度,反應速率______。但分析實驗數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是______。
(3)該小組欲探究出現(xiàn)上述異,F(xiàn)象的原因,在實驗I的基礎上,只改變草酸溶液濃度進行了實驗II,獲得實驗數(shù)據(jù)并繪制曲線圖如下。
①用文字描述曲線圖表達的信息______。
②該小組查閱資料獲取如下信息,其中能夠解釋MO變化趨勢的是______。
a | KMnO4與H2C2O4反應是分步進行的,反應過程中生成Mn(VI)、Mn(III)、Mn(IV),最終變?yōu)闊o色的Mn(II)。(括號中羅馬數(shù)字表示錳的化合價) |
b | 草酸根易與不同價態(tài)錳離子形成較穩(wěn)定的配位化合物。 |
c | 草酸穩(wěn)定性較差,加熱至185℃可分解。 |
(4)該小組為探究ON段曲線變化趨勢的原因,又進行了實驗III,所得數(shù)據(jù)如下。
H2SO4溶液 | Na2SO4固體 | KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | 褪色時間(分:秒) |
1mL 0.1mol/L | 1.9×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 16:20 |
1mL 0.5mol/L | 1.5×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 8:25 |
1mL 1.0mol/L | 1.0×10-3mol | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 6:15 |
1mL 2.0mol/L | 0 | 2mL 0.01mol/L | 1mL 0.2mol/L | 2:16 |
該小組進行實驗III的目的是______。
(5)綜合實驗I、II、III,推測造成曲線MN變化趨勢的原因______。為驗證該推測還需要補充實驗,請對實驗方案進行理論設計______。
【答案】5 16 H+ 10 8 增大 在當前實驗條件下,增大草酸濃度,反應速率減小 當草酸濃度小于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而減小,當草酸濃度大于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而增加 ab 探究其他離子濃度不變,溶液中H+濃度對反應速率的影響 當草酸濃度較小時,C2O42- 起主要作用,草酸濃度越大,反應速率越;當草酸濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸濃度越大,反應速率越大。 為驗證C2O42-對反應速率的影響,保持高錳酸鉀與硫酸溶液濃度不變,增加草酸鈉的濃度,記錄反應速率;若隨著草酸鈉濃度增加,反應速率降;證明C2O42-濃度越大,反應速率越小。(實驗方案包括:目的,操作,現(xiàn)象,結(jié)論)
【解析】
(1)根據(jù)元素守恒知,生成物中生成水,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式;
(2)一般來說,其他條件相同時,增大反應物濃度,反應速率增大,但表格數(shù)據(jù)草酸濃度大時速率;
(3)①圖象描述的是當草酸濃度小于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而減小,當草酸濃度大于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而增加,據(jù)此進行分析;
②據(jù)MO變化趨勢,得出反應速率隨著草酸濃度增加而減小,可能原因是KMnO4與H2C2O4反應是分步進行的,反應過程中生成Mn(VI)、Mn(III)、Mn(IV),最終變?yōu)闊o色的Mn(II),以及草酸根易與不同價態(tài)錳離子形成較穩(wěn)定的配位化合物,據(jù)此進行分析;
(4)該實驗中的變值為H+濃度;
(5)當草酸濃度較小時,C2O42-起主要作用,草酸濃度越大,反應速率越;當草酸濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸濃度越大,反應速率越大。
為驗證C2O42-對反應速率的影響,保持高錳酸鉀與硫酸溶液濃度不變,增加草酸鈉的濃度。
(1)酸性條件下高錳酸根離子和草酸根離子發(fā)生氧化還原反應,根據(jù)元素守恒知,生成物中生成水,該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?/span>+2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?/span>+4價,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式得2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案為:5;16H+;10;8;
(2)在當前實驗條件下,當高錳酸鉀一定時,增大草酸濃度,反應時間延長,故得到的結(jié)論是在當前實驗條件下,增大草酸濃度,反應速率減小,故答案為:在當前實驗條件下,增大草酸濃度,反應速率減。
(3)①當草酸濃度小于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而減小,當草酸濃度大于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而增加,故答案為:當草酸濃度小于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而減小,當草酸濃度大于0.4mol/L時,反應速率隨著草酸濃度增加而增加;
②MO變化趨勢,得出反應速率隨著草酸濃度增加而減小,可能原因是KMnO4與H2C2O4反應是分步進行的,反應過程中生成Mn(VI)、Mn(III)、Mn(IV),最終變?yōu)闊o色的Mn(II),以及草酸根易與不同價態(tài)錳離子形成較穩(wěn)定的配位化合物,故答案為:ab;
(4)該小組進行實驗III中控制的變量是氫離子濃度,加入硫酸鈉固體是為了保證硫酸根離子濃度一致,目的是探究其他離子濃度不變,溶液中H+濃度對反應速率的影響,故答案為:探究其他離子濃度不變,溶液中H+濃度對反應速率的影響;
(5)綜合實驗I、II、III,可推測出造成曲線MN變化趨勢的原因是:當草酸濃度較小時,C2O42-起主要作用,草酸濃度越大,反應速率越;當草酸濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸濃度越大,反應速率越大;
為驗證C2O42-對反應速率的影響,應保持高錳酸鉀與硫酸溶液濃度不變,增加草酸鈉的濃度,記錄反應速率;若隨著草酸鈉濃度增加,反應速率降低;證明C2O42-濃度越大,反應速率越小;
故答案為:當草酸濃度較小時,C2O42-起主要作用,草酸濃度越大,反應速率越;當草酸濃度較大時,H+起主要作用,使得草酸濃度越大,反應速率越大;
為驗證C2O42-對反應速率的影響,保持高錳酸鉀與硫酸溶液濃度不變,增加草酸鈉的濃度,記錄反應速率;若隨著草酸鈉濃度增加,反應速率降低;證明C2O42-濃度越大,反應速率越。▽嶒灧桨赴ǎ耗康模僮,現(xiàn)象,結(jié)論)。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】烯烴能在臭氧作用下發(fā)生鍵的斷裂,形成含氧衍生物:
+R3COOH
根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構可以推測原烯烴的結(jié)構.
(1)現(xiàn)有一化學式為C10H18的烴A,經(jīng)過臭氧作用后可以得到 CH3COOH和B(結(jié)構簡式如圖).
A的結(jié)構簡式是________________________
(2)A經(jīng)氫化后得到的烷烴的命名是___________.
(3)烴A的一種同類別同分異構體,經(jīng)過臭氧作用后,所有產(chǎn)物都不具有酸性.該同分異構體的結(jié)構簡式是__________.
(4)以B為原料通過三步反應可制得化學式為(C6H10O2)n的聚合物,其路線如下:
寫出該聚合物的結(jié)構簡式:________________.
在進行第二步反應時,易生成一種含八元環(huán)的副產(chǎn)物,其結(jié)構簡式為________.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關于有機物的說法正確的是( )
A.苯佐卡因()是局部麻醉藥,分子中含有2種官能團,分子式為C9H10NO2
B.香葉醇()能發(fā)生加成反應不能發(fā)生取代反應
C.某有機物的分子式為C4H8,能使溴的CCl4溶液褪色,則它在一定條件下與水反應時最多可生成的有機物(不考慮立體異構)有4種
D.青蒿素()的一氯代物有5種(不含立體異構)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-14.9kJ·mol-1。某溫度下,在體積均為2.0L的甲、乙兩個恒容密閉容器中充入反應物,其起始物質(zhì)的量如下表所示。甲中反應達到平衡時,測得c(H2)=0.008mol·L-1。下列判斷正確的是( )
起始物質(zhì)的量 | n(H2)/mol | n(I2)/mol | n(HI)/mol |
甲 | 0.02 | 0.02 | 0 |
乙 | 0.04 | 0.04 | 0 |
A. 平衡時,乙中H2的轉(zhuǎn)化率是甲中的2倍
B. 平衡時,甲中混合物的顏色比乙中深
C. 平衡時,甲、乙中熱量的變化值相等
D. 該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=0.25
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【題目】某恒溫密閉容器中,可逆反應A(s)B+C(g)-Q達到平衡。縮小容器體積,重新達到平衡時,C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是
A.產(chǎn)物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài)
B.平衡時,單位時間內(nèi)n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1
C.保持體積不變,向平衡體系中加入B,平衡可能向逆反應方向移動
D.若開始時向容器中加入1molB和1molC,達到平衡時放出熱量Q
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗:
實驗一 焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖裝置(實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應為:Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)裝置I中產(chǎn)生氣體的化學方程式為___________________________。
(2)要從裝置II中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是_______________。
(3)裝置III用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。
實驗二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
(4)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。證明NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度,可采用的實驗方法是______________ (填序號)。
a.測定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液 e.用藍色石蕊試紙檢測
(5)檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是_____________________________。
實驗三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定
葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下:
(6)按上述方案實驗,消耗標準I2溶液25.00 mL,該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量 (以游離SO2計算)為_______________g·L-1。
(7)在上述實驗過程中,若有部分HI被空氣氧化,則測得結(jié)果_______________ (填“偏高”“偏低”或“不變”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】研究者設計利用芳香族化合物的特殊性質(zhì)合成某藥物,其合成路線如下(部分反應試劑和條件已省略):
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列問題:
(1)B的名稱是____________________。
(2)反應②和⑤所屬的反應類型分別為____________、_____________。
(3)反應④所需的條件為___________,E分子中官能團的名稱為_________________。
(4)反應⑥的化學方程式為________________________________。
(5)芳香族化合物X是C的同分異構體,X只含一種官能團且1mol X與足量NaHCO3溶液發(fā)生反應生成2 molCO2,則X的結(jié)構有__________種。其中核磁共振氫譜顯示有4組峰,且峰面積之比為3 :2 : 2 :1的結(jié)構簡式為____________、_____________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室制備苯甲醇和苯甲酸的化學原理是
已知苯甲醛易被空氣氧化,苯甲醇的沸點為205.3 ℃;苯甲酸的熔點為121.7 ℃,沸點為249 ℃,溶解度為0.34 g;乙醚的沸點為34.8 ℃,難溶于水。制備苯甲醇和苯甲酸的主要過程如下所示:
試根據(jù)上述信息回答下列問題:
(1)操作Ⅰ的名稱是________,乙醚溶液中所溶解的主要成分是________。
(2)操作Ⅱ的名稱是________,產(chǎn)品甲是________。
(3)操作Ⅲ的名稱是________,產(chǎn)品乙是________。
(4)如圖所示,操作Ⅱ中溫度計水銀球上沿放置的位置應是________(填“a”“b”“c”或“d”),該操作中,除需蒸餾燒瓶、溫度計外,還需要的玻璃儀器是__________________,收集產(chǎn)品甲的適宜溫度為______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】海水是資源寶庫,蘊藏著豐富的化學元素,如氯、溴、碘等。完成下列填空:
(1)氯離子原子核外有_____種不同運動狀態(tài)的電子、有____種不同能量的電子。
(2)溴在周期表中的位置_________。
(3)鹵素單質(zhì)及其化合物在許多性質(zhì)上都存在遞變規(guī)律,請說明下列遞變規(guī)律的原因。
① 熔點按F2、Cl2、Br2、I2的順序依次升高,原因是______________。
② 還原性按Cl—、Br—、I—的順序依次增大,原因是____________。
(4)已知X2 (g) + H2 (g)2HX (g) + Q(X2 表示Cl2、Br2),如圖表示上述反應的平衡常數(shù)K與溫度T的關系。
① Q表示X2 (g)與H2 (g)反應的反應熱,Q_____0(填“>”、“<”或“=”)。
② 寫出曲線b表示的平衡常數(shù)K的表達式,K=______(表達式中寫物質(zhì)的化學式)。
(5)(CN)2是一種與Cl2性質(zhì)相似的氣體,在(CN)2中C顯+3價,N顯-3價,氮元素顯負價的原因_________,該分子中每個原子都達到了8電子穩(wěn)定結(jié)構,寫出(CN)2的電子式_____。
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