为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1)可通过观察图一的现象:_______________,而定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是_____________,你认为还可以作何改进?____________________。
图一 图二
(2)检查图二装置气密性的方法是_______________________。图二所示实验中需测量的数据是________________________。
高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气:N2(g)+O2(g)=2NO(g)。试通过计算说明在1 200 ℃的条件下,此反应能否正向自发进行?估算自发进行的最低温度是多少______?[已知该反应:ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=247.7 J·mol-1·K-1]
(要求写出计算过程)现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g),已知c(SO2)始=0.4mol/L,c(O2)始=1mol/L,经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19,试判断:
(1)当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态?________,若未达到,哪个方向进行?__________
(2)达平衡状态时, SO2的转化率应为________?
在一定条件下,将N2、H2混合气体100 mL通入密闭容器内,达到平衡时,容器内的压强比反应前减小 ,测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求:
(1)原混合气中N2、H2各多少毫升______?
(2)H2的转化率是多少______?
氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是_________________________________。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________(填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______或______来比较。
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因:_____________。请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无 需写出具体操作):a._________________;b.___________________。
乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室制备乙酸乙酯的化学方程式:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸收剂的作用,某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验,实验开始先用酒精灯微热3 min,再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度,实验记录如下:
实验编号 | 试管Ⅰ中的试剂 | 试管Ⅱ中试剂 | 测得有机层的厚度/cm |
A | 2 mL乙醇、2 mL乙酸、1 mL 18 mol·L-1浓硫酸 | 饱和碳酸钠溶液 | 5.0 |
B | 3 mL乙醇、2 mL乙酸 | 0.1 | |
C | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、6mL 3 mol·L-1硫酸 | 1.2 | |
D | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
(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。
(2)分析实验________(填实验编号)的数据,可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是____________。
(3)加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是______________(答出两条即可)。