1、备战高考化学备考之化学反应速率与化学平衡压轴突破训练培优篇含答案(3)一、化学反应速率与化学平衡1 研究 +6 价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：已知： Cr2O72- ( 橙色 )+ H2O 2CrO42- ( 黄色 )+ 2H+ H=+13. 8kJ/ mol ， +6 价铬盐在一定条件下可被还原为 Cr3+， Cr3+在水溶液中为绿色。（1）试管 c 和 b 对比，推测试管c 的现象是 _ 。（2）试管 a 和 b 对比， a 中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不c H+c H+) 增大对平衡的影响。你认为是一定是 ( ) 增大影响的结果；
2、乙认为橙色加深一定是(否需要再设计实验证明？_（“是”或“否”），理由是_ 。（3）对比试管 a、b、c 的实验现象，可知 pH 增大c(Cr2 O72- )c(CrO4_（选填“增大”，2- )“减小”，“不变”）；（4）分析如图试管 c 继续滴加 KI 溶液、过量稀 H24+6 价铬盐氧化性SO 的实验现象，说明强弱为 Cr2 72-42 - （填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧O _CrO化还原反应的离子方程式_。（ 5）小组同学用电解法处理含 Cr2 O72- 废水，探究不同因素对含 Cr2O72- 废水处理的影响，结果如表所示（ Cr2O72- 的起始浓度，体积、电压
3、、电解时间均相同）。实验是否加入否否加入 5g否Fe ( SO )324是否加入 H2 4否加入 1mL加入 1mL加入 1mLSO电极材料阴、阳极均为石阴、阳极均为石阴、阳极均为石阴极为石墨，墨墨墨阳极为铁2 72-的去除率 /%0.92212.720.857.3Cr O实验中 Cr2 72- 放电的电极反应式是 _。O实验中 Fe3+去除 Cr2O72- 的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv 中 Cr2 O72- 去除率提高较多的原因 _ 。【答案】溶液变黄色否 Cr2O72- ( 橙色 )+ H2O ?CrO42- ( 黄色 )+ 2H+正向是吸热反应，若因浓 H24SO 溶于水而温
4、度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c( H+) 平衡逆向移动的结果减小 大于Cr2 72-+6I-O+14H+3+3I222-+6e-+3+7H22+2+=2Cr2 7+14H =2CrO 阳极 Fe 失电子生成Fe， Fe 与+7H OCr O2 72-在酸性条件下反应生成Fe3 +， Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2 7 2-， Fe2+循Cr OO环利用提高了 Cr2O72- 的去除率【解析】【分析】根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。【详解】（ 1）由 Cr2O72- ( 橙色 )+ H2O 2Cr
5、O42- ( 黄色 )+ 2H+及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c 和 b（只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c 的现象是：溶液变为黄色。（2）试管 a 和 b 对比， a 中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c H+c H+) 增大对平衡的影响。我认为不( ) 增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是(需要再设计实验证明，故填否。理由是：Cr2O72- ( 橙色 )+ H2O ?CrO42- ( 黄色 )+ 2H+正向是吸热反应，浓 H2SO4 溶于水会放出大量的热量而
6、使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方向移动的，橙色加深只能是因为增大了c( H+) 的结果。（3）对比试管 a、b、c 的实验现象，可知随着溶液的pH 增大，上述平衡向正反应方向移动， c(Cr2O 7 2- ) 减小，而 c(CrO 4 2- )增大，故 c(Cr2O72- ) 减小。c(CrO42- )（4）向试管 c 继续滴加 KI 溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H2SO4后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO 2-转化为 Cr2-42O7，Cr2 O72- 可以
7、在酸性条件下将 I- 氧化，而在碱性条件下，CrO4 2- 不能将 I- 氧化，说明 +6 价铬盐氧化性强弱为： Cr2O72- 大于 CrO42- ；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是 Cr2O72- +6I- +14H+=2Cr3+3I2+7H2O。（ 5）实验中， Cr2O7 2- 在阴极上放电被还原为 Cr3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是 Cr2O72- +6e- +14H+=2Cr3+7H2O。由实验中 Fe3+去除 Cr2 72-的机理示意图可知，加入 Fe243溶于水电离出3+，在直O( SO )Fe流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe3+更易在阴极上得到电子
8、被还原为Fe2+， Fe2+在酸性条件下把 Cr2O72- 还原为 Cr3+。如此循环往复， Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72- ， Fe2+循环利用提高了 Cr2O72- 的去除率。由此可知，实验iv 中 Cr2O72-去除率提高较多的原因是：阳极Fe 失电子生成Fe2+，Fe2+与 Cr2O72- 在酸性条件下反应生成Fe3+， Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72- ，故在阴阳两极附近均在大量的Fe2+， Fe2+循环利用提高了 Cr2O72- 的去除率。【点睛】本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题
9、所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。2 某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。（初步探究）示意图序号温度试剂 A现象0 C0. 5mol ?L- 1稀硫酸4min 左右出现蓝色20C1min 左右出现蓝色20C0. 1mol ?L- 1稀硫酸15min 左右出现蓝色20C蒸馏水30min 左右出现蓝色（1）为探究温度对反应速率的影响，实验中试剂A 应为 _。（ 2）写出实验中 I- 反应的离子方程式： _ 。（ 3）对比实验，可以得出的结论：_ 。（继续探究）溶液pH 对反应速率的影响查阅资料：ipH 117-能被 O2I2.时，I氧化为.。ii
10、 . pH= 9. 28 时， I2 发生歧化反应： 3I2 +6OH- =IO3- +5I- +3H2 O， pH 越大，歧化速率越快。（4）小组同学用 4 支试管在装有 O2 的储气瓶中进行实验，装置如图所示。序号试管中溶液的 pH891011放置10 小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化分析和中颜色无明显变化的原因_。（5）甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I- 被O2 氧化为I2 的反应，如图所示，请你填写试剂和实验现象。试剂 1_。 试剂 2_。实验现象：_ 。（深入探究）较高温度对反应速率的影响小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验和。序号温度试剂现
11、象敞口试管20 min 内仍保持无色，冷却至室温后- 1KI5 mL 1 mol L溶液滴加淀粉溶液出现蓝色水浴?- 1稀硫70 C5 mL 0. 5 mol?L酸溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深，密闭试管冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色（ 6）对比实验和的现象差异，该小组同学对实验中的现象提出两种假设，请你补充假设 1。假设 1： _。假设 2： 45C 以上 I2易升华， 70 C 水浴时， c（ I2）太小难以显现黄色。（7）针对假设2 有两种不同观点。你若认为假设2成立，请推测试管中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_（写出一条）。你若认为假设2 不成立，请设计实验方案证明_
12、。0 5 mol L- 1稀硫酸4I+O+ 2I222【答案】 .?2+4H=温度相同时， KI 溶液被+ 2H OO 氧化成 I2， c( H+) 越大，氧化反应速率越快试管、中， pH 为 10、 11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化 试剂 1： 1mol L1 KI 溶液，滴加1%淀粉溶液试剂2： pH=10 的 KOH 溶液现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝( t 30min )加热使 O22逸出， c( O) 降低，导致 I 氧化为 I2 的速率变慢理由： KI溶液过量（即使加热时有I2 升华也未用光KI），实验
13、冷却室温后过量的KI 仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色 其他理由合理给分，如淀粉与I2 反应非常灵敏（少量的I2 即可以与淀粉显色），所以实验中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色 。水浴加热 70时，用湿润的淀粉试纸放在试管的管口，若不变蓝，则证明假设2 不成立 其他方案合理给分，如水浴加热70时，用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口，若不变蓝，则证明假设2 不成立 。【解析】【分析】某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生4I+=2I2 + 2H2O 的氧化反应，根据实验+ O2 + 4H进行对比，探究反应温度和稀硫酸浓度对反应速率的影响，pH= 9. 2
14、8 时， I2 发生歧化反应： 3I2 +6OH= IO3+5I +3H2O， pH 越大，歧化速率越快，整个反应主要是既发生氧化反应又发生歧化反应，根据歧化速率与氧化速率和淀粉变色速率快慢得出颜色变化；将反应设计成原电池，利用化合价升高和化合价降低来分析；在较高温度对反应速率的实验对比中，假设可能加热使O2c O2I245逸出，) 降低，导致I 氧化为的速率变慢，也可能是(以上 I2 易升华， 70 水浴时， c( I2 ) 太小难以显现黄色。【详解】（1）根据、为探究温度对反应速率的影响，其他条件不变，实验中试剂A 应为 0. 5mol?L- 1 稀硫酸；故答案为： 0. 5mol ?L-
15、 1稀硫酸。4I+=2I2（2）实验中 I 与氧气在酸性条件下反应生成单质碘，其离子方程式+ O2 + 4H+ 2H2O；故答案为： 4I + O2 + 4H+ =2I2+ 2H2O。（3）对比实验，三者温度相同，稀硫酸浓度越大，反应速率越快，因此可以得出的+结论：温度相同时，KI 溶液被 O2 氧化成 I2， c( H ) 越大，氧化反应速率越快；故答案为：温度相同时， KI 溶液被 O2 氧化成 I2， c( H+) 越大，氧化反应速率越快。（4）根据题中信息及和中颜色无明显变化，说明试管、中，pH 为 10、 11 时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率
16、，所以观察颜色无明显变化；故答案为：试管、中，pH 为10、11 时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率，所以观察颜色无明显变化。（5）根据离子反应方程式4I + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O 和图中信息氧气的通入，因此试剂1为 1 mol ?L- 1 KI 溶液，滴加1%淀粉溶液，试剂2 为 pH=10 的 KOH溶液，因此可以看见实验现象电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝t30 min) ；故答案为：试剂1 1(：mol?L- 1 KI 溶液，滴加 1%淀粉溶液；试剂2： pH=10的 KOH 溶液；现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝
17、( t 30 min ) 。（6）假设 1：加热使 O2逸出， c( O2) 降低，导致氧化为 I2的速率变慢；故答案为：加I热使O2 逸出， c( O2) 降低，导致 I 氧化为 I2 的速率变慢。假设2： 45 以上I2 易升华， 70水浴时， c( I2) 太小难以显现黄色。（7）针对假设2 有两种不同观点。你若认为假设2 成立，请推测试管中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因KI溶液过量( 即使加热时有I2升华也未用光KI) ，实验冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2 ，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色 其他理由合理给分，如淀粉与I2 反应非常灵敏( 少量的I2即可以与淀
18、粉显色) ，所以实验中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色 。你若认为假设2 不成立，设计实验方案是水浴加热70时，用湿润的淀粉试纸放在试管的管口，若不变蓝，则证明假设2 不成立 其他方案合理给分，如水浴加热70时，用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口，若不变蓝，则证明假设2 不成立 。3 无水硫酸铜在加热至650时开始分解生成氧化铜和气体某活动小组通过实验，探究不同温度下气体产物的组成实验装置如下：每次实验后均测定B、 C质量的改变和E 中收集到气体的体积实验数据如下（E 中气体体积已折算至标准状况）：实验组别温度称取 CuSO4 质量B 增重质量 /gC 增重质量E 中收集到
19、气体/g/g/mLT10.6400.32000T20.64000.256V2T30.6400.160Y322.4T40.640X40.19233.6（1）实验过程中A 中的现象是 _ D 中无水氯化钙的作用是_（2）在测量 E 中气体体积时，应注意先_，然后调节水准管与量气管的液面相平，若水准管内液面高于量气管，测得气体体积_（填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “不变 ”）（3）实验中 B 中吸收的气体是 _实验中 E 中收集到的气体是 _（4）推测实验中CuSO_4 分解反应方程式为：（5）根据表中数据分析，实验中理论上C 增加的质量 Y3=_g（6）结合平衡移动原理，比较T3 和 T4 温度
20、的高低并说明理由_【答案】白色固体变黑吸收水蒸气，防止影响C的质量变化冷却至室温偏小SO3O2CuSO2CuO+2SO +O 0.128T 温度更高，因为SO 分解为 SO 和O是2424322吸热反应，温度高有利于生成更多的O2【解析】【分析】(1)根据无水硫酸铜在加热至650时开始分解生成氧化铜和气体分析A 中的现象，根据碱石灰和无水氯化钙的作用分析；(2)气体温度较高，气体体积偏大，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小；(3)实验中 B 中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C 的作用是吸收二氧化硫，E 的作用是收集到氧气；0.64g(4
21、)0.64g 硫酸铜的物质的量为 0.004mol ，分解生成氧化铜的质量为：160g / mo10.256g0.004mol 80g/mol 0.32g； SO2 的质量为：0.256g，物质的量为： 64g / mo1 0.004mol ，氧气的质量为：0.640.320.256 0.064g，物质的量为：0.064g 0.002mol ，32g / mo1422的物质的量之比等于4CuSO、 CuO、 SO 、 O2：2 ：2； 1，则实验中 CuSO 分解反应方程式为 2CuSO2CuO+2SO +O2；4(5)0.64g 硫酸铜的物质的量为0.64g 0.004mol ，分解生成氧化
22、铜的质量为：160g / mo10.004mol 80g/mol 0.32g； SO3 的质量为：0.16g，氧气的质量为：0.022422.432 0.032g，根据质量守恒实验中理论上C 增加的质量 Y30.64 0.32 0.160.032 0.128g；(6)根据表中实验的数据可知，43分解为22T 温度生成氧气更多，因为SOSO和 O 是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2。【详解】(1)因为无水硫酸铜在加热至 650时开始分解生成氧化铜和气体，故实验过程中A 中的现象是白色固体变黑，因为碱石灰能够吸水，D 中无水氯化钙的作用是吸收水蒸气，防止装置 E 中的水进入装置 C，影响 C
23、的质量变化，故答案为：白色固体变黑；吸收水蒸气，防止影响 C 的质量变化；(2)加热条件下，气体温度较高，在测量E 中气体体积时，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小，故答案为：冷却至室温 偏小；(3)实验中 B 中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C 的作用是吸收二氧化硫， E 的作用是收集到氧气，故答案为： SO3； O2；(4)0.64g 硫酸铜的物质的量为0.64g 0.004mol ，分解生成氧化铜的质量为：160g / mo10.004mol 80g/mol0.32g； SO2 的质量为：0.256g0.256g，物质的量为： 0
24、.004mol ，64g / mo1氧气的质量为： 0.64 0.320.256 0.064g0.064g 0.002mol ，物质的量为：32g / mo1CuSO4、 CuO、 SO2、 O2 的物质的量之比等于2：2 ：2； 1，则实验中CuSO4 分解反应方程式为 2CuSO422CuO+2SO +O ；(5)0.64g 硫酸铜的物质的量为0.64g 0.004mol ，分解生成氧化铜的质量为：160g / mo10.004mol 80g/mol 0.32g； SO3 的质量为：0.02240.16g，氧气的质量为：32 0.032g，22.4实验中理论上 C 增加的质量 Y3 0.6
25、40.32 0.16 0.0320.128g；(6)根据表中实验的数据可知，T4 温度生成氧气更多，因为SO3 分解为 SO2 和 O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2，故 T4 温度更高，故答案为：T4 温度更高，因为SO3 分解为 SO2 和 O2 是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2。4 某研究性学习小组利用H2C2 O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响 ”，实验如下： (不考虑溶液混合所引起的体积缩小)实参加反应的物质溶液颜色验实验温KMnO4()H2C2O4溶液2褪至无色序度 /K溶液 含硫酸H O时所需时号V/mLV/mLV/
26、mL间 /sc/mol L1c/mol L1A29320.0240.106BT20.0230.1V811C31320.02V0.11t12(1)通过实验 A、 B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1_ ， T1_；通过实验 _可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)C 组实验中溶液褪色时间t 1_(填“ ”或 “” )8s,C组实验的反应速率v(KMnO4 ) =_。 (用含有 t 1 的式子表示 )(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn 2 )随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn 2+)突变的可能的原因是：_。【答案】 1 293 B、C 生
27、成的 Mn2对反应有催化作用，使得反0.02/3t1 mol L1s1应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2 )突增【解析】【分析】(1)实验 A、B，从表中数据可知改变的条件是同温下浓度对反应速率的影响，根据H2C2O4溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；(2)实验 B、 C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响；先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率；2+(3)实验过程中n(Mn)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大。(1)实验 A、B，从表中数据可知改变的条件是H2C2O4 浓度，故通过实验A、 B，可探究出浓度的改变
28、对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1 可知溶液总体积为6mL，所以 V1=1.0mL；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度 T1=293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B、 C 符合；(2)实验 B、 C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响，实验3 温度较大，则反应0.02mol / L10.02速率较大， t13-1 -1；8sC4)=组实验的反应速率v(KMnOmol?L ?s，t1s3t1(3)实验过程中 n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大，可说明生成的 Mn 2+对反应有
29、催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2+)突增。5 硫代硫酸钠 (Na2S2O3)是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生 S、 SO2。. Na2 2 322322 2 32S O 的制备。工业上可用反应：2Na S+Na CO +4SO =3Na S O+CO 制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示。(1)b 中反应的离子方程式为 _， c 中试剂为 _。(2)反应开始后， c 中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是_。(3)实验中要控制 SO 生成速率，可以采取的措施有_(写出两条 )。2(4)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO
30、2，不能过量，原因是_。(5)制备得到的Na2S2O3 中可能含有Na2SO3 、Na2SO4 等杂质。设计实验，检测产品中是否存在 Na2SO4： _ 。. 探究 Na2 2 3与金属阳离子的氧化还原反应。S O资料： Fe3+2 32-2333-(紫黑色)+3S OFe(S O ) Ag2 2 32 2 3可溶于过量的2 32-S O为白色沉淀， Ag S OS O装置编号试剂 X实验现象Fe(NO3)3 溶液混合后溶液先变成紫黑色, 30s 后溶液几乎变为无色AgNO3 溶液先生成白色絮状沉淀，振荡后，沉淀溶解，得到无色溶液(6)根据实验的现象，初步判断最终Fe3+被 S2O32-还原为
31、 Fe2+，通过 _(填操作、试剂和现象 )，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验的现象：_。(7)同浓度氧化性： Ag+ Fe3+。实验中 Ag+未发生氧化还原反应的原因是 _。+和 S2-反应。(8)进一步探究 Ag2O3装置编号试剂 X实验现象先生成白色絮状沉淀，沉淀很快变为AgNO 溶液3黄色、棕色，最后为黑色沉淀。实验中白色絮状沉淀最后变为黑色沉淀(Ag2S)的化学方程式如下，填入合适的物质和系数： Ag2 2 32S O +_ =Ag S+_(9)根据以上实验， Na S O 与金属阳离子发生氧化还原反应和_有关 (写出两条 )。223【答案】 SO3 2-+223
