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某校化学小组用实验的方法进行探究影响化学反应速率的因素。 他们只利用Cu、Fe、...

某校化学小组用实验的方法进行探究影响化学反应速率的因素。

他们只利用Cu、Fe、Al和不同浓度的硫酸(0.5mol·L－1、2mol·L－1、18.4mol·L－1)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表：

(1)甲同学表中实验步骤②为__________________

(2)甲同学的实验目的是__________________

(3)乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。

乙同学在实验中应该测定的数据是______________

(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是________________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是______________________

 

(1)分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Al (2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系； (3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间) (4)Fe(或Al)、0.5 mol·L－1硫酸和2 mol·L－1硫酸；常温下Fe(或Al)在18.4 mol·L－1硫酸中钝化 【解析】 试题分析：(1)根据题意和实验目的，甲同学表中实验步骤②为在试管中分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Al，故答案为：分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Al； (2)根据表中内容可知，金属的活泼性是金属本身的性质，甲同学的实验目的是研究金属本身的性质与反应速率的关系，注意在实验中一定要控制反应在相同的温度下进行，故答案为：研究金属本身的性质与反应速率的关系；温度相同； (3)金属和酸反应的速率可以通过单位时间内产生氢气的量的多少来确定，故答案为：一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)； (4)乙同学想让同种金属如给定的金属铝或铁和不同浓的酸反应，来确定酸的浓度对反应速率的影响，因为浓硫酸具有强氧化性，常温下能和金属铁之间发生钝化，和金属铝反应生成的是二氧化硫，而不是氢气，故答案为：Fe(或Al)和0.5mol/LH2SO4、2mol/LH2SO4；常温下，Fe(或Al)与18.4mol/LH2SO4反应产生SO2，使对比实验的反应原理不同．18.4mol/LH2SO4使铁钝化。 考点：考查了化学反应速率的影响因素的相关知识。  
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考点分析：
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(1)顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如右转化：

该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：

已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应达平衡时，c(反-1，2-二甲基环丙烷)：c(顺-1，2-二甲基环丙烷)=_____________；

该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则________0(填“小于”“等于”或“大于”)。

(2)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2(g)+3 H2(g)⇌  CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1     I

CO2(g)+ H2(g) ⇌  CO(g)+H2O(g)ΔH2      II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：

T（K）

催化剂

CO2转化率（%）

甲醇选择性（%）

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比；

已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O(l)=H2O(g)  ΔH3=44.0kJ·mol-1

请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：反应II的ΔH2=           kJ·mol-1。

在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图(在图中标注出相应的曲线)：

 

 

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某化学反应3A2B+D在四种不同条件下进行，B、D的起始浓度为0．反应物A的浓度 c 随时间 t 的变化情况如下表：

实验

序号

t/min

C/mol•L﹣1

温度/℃

0

10

20

30

40

50

1

500

2.0

1.6

1.3

1.0

0.8

0.8

2

500

C2

1.2

0.8

0.8

0.8

0.8

3

500

C3

1.7

1.3

1.0

1.0

1.0

4

600

2.0

1.1

0.9

0.9

0.9

0.9

根据上述数据，完成下列填空：

(1)在实验1中，反应在10min～20min 内平均速率为           mol/(L•min)

(2)在实验2中，A的初始浓度 C2为           mol/L，可推测实验2中还隐含的条件是                   。

(3)设实验 3 的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3        v1(填＜、＞或=)，且C3        2.0mol/L (填＜、＞或=)。

 

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热化学方程式的书写。

①已知0.4mol液态肼(N2H4)和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气时放出256.65kJ的热量．写出该反应的热化学方程式：                   。

②已知化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g)，该反应的活化能为167.2kJ/mol，其逆反应的活化能为409.0kJ/mol，写出该反应的热化学方程式：               。

③已知白磷(P4)和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下的化学键的键能(KJ/mol)：P-P 198，Cl-Cl 243， P-Cl 331。则写出1mol白磷完全反应生成PCl3(s)时的热化学方程式：_____________.

④已知S(s)+O2(g)SO2(g)当有4NA个电子转移时，放出297.23kJ的热量．写出该反应的热化学方程式                     ．

⑤常温常压下，1克CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出Q kJ的热量．写出此反应的热化学方程式：                      。

⑥酒精燃烧的化学方程式为：C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)，完全燃烧一定量的无水酒精，放出的热量为Q kJ，当完全吸收生成的CO2，消耗8mol/L的NaOH溶液50mL时恰好生成正盐．写出此反应的热化学方程式：                。

 

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下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(  )

①NaOH(aq)＋H2SO4(浓)= Na2SO4(aq)＋H2O(l)  ΔH1

NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)  ΔH2

②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)   ΔH3

CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH4

A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4     B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4

C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4     D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4

 

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下列说法或表示法正确的是

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．已知石墨比金刚石稳定，则C(s，石墨)→C(s，金刚石)，△H>0

C．表示中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)=H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol

D．测定中和热的实验中，环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热ΔH< －57.3 kJ·mol－1

 

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