时间:2017-07-27 10:33:15
1、简答题 运用化学反应原理研究二氧化硫的催化氧化反应有重要意义．
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题：
①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H______0（填“＞”或“＜”）；
若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡______移动（填“向逆方向”、“向正方向”或“不”）．
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1______K2；
反应进行到状态D时，v（正）______v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）如图2所示，当关闭K时，向A中充入2molSO2、1molO2，向B中充入4molSO2、2molO2，起始时，V（A）=V（B）=aL．在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）达到平衡（Ⅰ）时，V（B）=0.7aL．请回答：
①B中X的转化率α（SO2）B为______；
②A中SO2和B中O2的物质的量比较：n（SO2）A______n（O2）B（选填：“＞”、“＜”或“=”）；
③打开K，过一段时间重新达到平衡（图 2）时，B的体积为______（用含a的代数式表示，连通管中气体体积忽略不计．）
参考答案：（1）①由图可知，温度越高，混合体系中SO3的百分含量越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，即向左移动，升高温度向吸热反应方向移动，即该反应正反应为放热反应；
恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，体积应增大，反应混合物各组分的浓度降低，等效为降低压强，压强降低平衡向体积增大方向移动，即向逆方向移动．
故答案为：＜；向逆方向；
②温度升高，平衡向吸热方向移动，即向逆反应移动，K值减小，K1＞K2；由于D状态未达平衡，混合体系中SO3的百分含量小于平衡时的，反应向正反应进行，所以v正＞v逆，
故答案为：＞；＞；
（2）①设B中二氧化硫的转化率为x，
根据反应方程式：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）
反应前（mol）4 2 0
转化（mol） 4x 2x 4x
平衡（mol） 4-4x2-2x 4x
达到平衡时，V（B）=0.7a L，恒温恒压条件下，容器的体积之比等于混合气体的物质的量之比，即（4mol+2mol）：（4-4x+2-2x+4x）mol=a：0.7a，
解得：x=0.9，
故答案为：0.9；
②B在恒温恒压下，加入4mol SO2、2mol O2反应与加入2mol SO2、1mol O2反应等效，其中n（O2）=0.5n（SO2）；
假如有装置C，向装置C加入2mol SO2、1mol O2反应，压强与B等压且恒温恒压条件下，达到平衡时与B为等效平衡，则一定满足n（SO2）B=2n（SO2）C=2n（O2）B，
由于A容积恒定，反应体系的压强小于C的压强，相当于减小了压强，平衡向着逆向移动，A中二氧化硫转化率小于C的，反应后达到平衡时n（SO2）A＞n（SO2）C，由于n（SO2）C=n（O2）B，所以n（SO2）A＞n（SO2）C=n（O2）B，即n（SO2）A＞n（O2）B，
故答案为：＞；
③打开K，过一段时间重新达到平衡（图 2）时，与B反应为等效平衡，相当于加入了6mol二氧化硫和3mol氧气，同温同压下，根据物质的量与体积成正比，达到平衡时总体积为：0.7a×9mol6mol=1.05a，所以B的体积为1.05a-a=0.05a，
故答案为：0.05a．
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 （12分）某学习小组为证明并观察铜与稀HNO3反应的产物是NO，设计了如下图所示的实验装置。请你根据他们的思路，回答有关的问题。
（一）实验仪器：大试管、玻璃导管、橡皮塞、烧杯、棉花、注射器。
（二）实验药品：铜丝、稀硝酸、碳酸钙颗粒、烧碱溶液。
（三）实验原理：
铜与稀硝酸反应的离子反应方程式?①?。
（四）实验步骤：
1、按右图所示连接好装置，检验装置的?②?；
2、向试管中加入一定量的固体药品（填化学式）?③?，然后向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速塞紧带铜丝和导管的橡皮塞；
3、让试管中的反应进行一段时间后，用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口；
4、将铜丝向下移动插入试管液体中，使之与稀硝酸反应；
5、把注射器的针孔插入试管口的橡皮塞中，缓慢向试管内推入空气。
（五）实验讨论：
1、实验步骤②的目的是（写出反应的离子方程式，结合文字说明）
?④?；
2、实验步骤⑤的目的是（写出反应的化学方程式，结合文字说明）
?⑤?。
（六）实验评价：
该装置的优点是（任写一个即可）?⑥?；
有同学提出：增加右图所示装置，在步骤②完成后，当有明显现象再撤去该装置，并继续步骤③的“用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口”。请评价他的做法?⑦?。
参考答案：① 3Cu + 8H+ + 2NO3－ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O（2分）?②气密性（1分）?③CaCO3（1分）
④ CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O （2分），利用CO2排出试管中的空气，防止O2与NO反应（1分）
⑤ 2NO + O2 = 2NO2（1分）,气体由无色变红棕色证明Cu与稀硝酸反应生成NO（1分）
⑥使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生。（或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口，可防止NO和NO2气体逸出污染大气。）（2分）
⑦通过石灰水变浑浊的现象准确判断试管内无空气后，才进行步骤④，使得出的结论更科学。（1分）
本题解析：①硝酸是氧化性酸，能和铜发生氧化还原反应，方程式为3Cu + 8H+ + 2NO3－ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
②制气装置连接好后，首先检验装置的气密性。
③由于装置中含有空气，会氧化生成的NO，从而干扰实验，所以需要先排尽装置中的空气。可以利用硝酸和碳酸钙反应生成的CO2来实现，即加入的固体药品是碳酸钙，反应的方程式为CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O。
⑤由于NO极易被氧化生成红棕色NO2，所以目的是证明Cu与稀硝酸反应生成NO的，方程式为2NO + O2 = 2NO2。
⑥评价实验可以从操作的难易程度、尾气的处理、实验现象等考虑。根据装置及实验过程可知，优点是使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生。（或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口，可防止NO和NO2气体逸出污染大气。）
⑦由于在排空气时，无法判断是否完全排尽，所以通过石灰水变浑浊的现象，来准确判断试管内无空气后，才进行步骤④，使得出的结论更科学。
本题难度：一般
3、简答题 小明欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请你帮他完成以下实验报告．
实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性
可供选用的试剂：铁粉、FeCl3、溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片
实验记录：（请填写表中空白）
序号
实验操作
实验现象
参考答案：①亚铁离子中的铁是+2价，当遇到强还原剂金属锌时，显示氧化性，发生置换反应：Zn+Fe2+=Zn2++Fe，对应还原产物金属单质铁，该反应证明Fe2+具有氧化性；
②在FeCl2溶液中加入适量氧化剂氯水，亚铁离子会从+2价升高到+3价，溶液由浅绿色变为棕黄色，即2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，体现了亚铁离子的还原性，故答案为：序号实验操作实验现象离子方程式实验结论①Fe2+具有氧化性②在FeCl2溶液中加入适量氯水溶液由浅绿色变为棕黄色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-?③
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 研究有机物一般经过以下几个基本步骤：分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式，以下用于研究有机物的方法错误的是?
[?]
A．蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物
B．燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C．核磁共振氢普通常用于分析有机物的相对分子质量
D．对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
5、实验题 （10分）高中教材中介绍：品红溶液能被SO2漂白。某研究性学习小组的同学决定通过实验探究：SO2的漂白作用到底是SO2本身还是SO2与水作用的产物导致的。他们查阅资料知：品红除了可以溶于水外，还可以溶于酒精中，也能形成红色溶液，且SO2不能与酒精反应。经过研究，该小组设计了如图所示的装置，请根据实验目的回答以下问题。
（1）上述装置A中发生的化学反应方程式为：?。
（2）制取SO2时，一般选择80%左右的硫酸，而不宜选择10%的硫酸，原因是?。
（3）装置B中应该装入的药品为?。
（4）该装置有一个明显的不足之处是?。
（5）按照完善后的装置完成实验，实验中控制SO2以大约每分钟200个气泡的速率通过品红的酒精溶液，20分钟后溶液仍不褪色。由此可知，SO2的漂白作用是?导致的。
参考答案：（1）Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O（2分）
（2）SO2易溶于水，硫酸浓度太稀不利于SO2逸出（2分）
（3）浓硫酸（2分）
（4）缺少尾气处理装置（2分）
（5）SO2与水作用的产物（2分）
本题解析：略
本题难度：一般