1、 第 4 讲 实 验 作图 题 热点一 化 学实 验装 置图 绘制方 法 一、化 学实 验装 置图 绘制 的基本 要求 1 仪 器造 型科 学规 范， 比 例合适 常用仪器 造型 要科学 ，画 法要形象 、规范 。整 个化 学实验装 置图 中所绘 制的 各种仪器 大 小比例 要合 适 ， 同一 仪器 各部分 的大 小比 例亦 要合 适 。 2 组 合正 确， 画面 整洁 在绘制化 学实 验装置 图时 ，要能体 现所 有的各 种仪 器和连接 部件 组装正 确 ， 布局合理 ， 使用科学 。在 同一图 形中 ，各种仪 器的 绘制线 条粗 细应一致 ，画 面要洁 净 ， 并能清楚 地 反映出 各种
2、仪器 的特 征形 象 。 二、图 形的 基本 画法 1 常 用仪 器图 的画 法 (1) 标准画 法 。 实 验室 中所 用的仪 器种 类众 多 ， 大 小 各异 ， 但 平面 直视 每单 个 仪器 ， 它们 都具有比 较统 一的比 例形 体 。 如果 要获 得比较 标准 满意的图 形 ， 就必须 掌握 各种仪器 的 体形比例 ，防 止绘画 过程 中的高矮 胖瘦 现象 。 在绘 制时往往 要借 助直尺 、 圆 规等绘图 工 具 。 图 1 几种 常见 玻璃 仪器 的绘制 比例 (2) 习惯画 法 。 习惯 画法 的 要点是 “画 中线 、 点 两边 、 校比 例 、 再连 线 ” 。 很 多仪
3、器 是对 称结构， 因此 ，首先 画出 一条辅助 中线 ，然后 根据 仪器的体 形在 中线的 两边 点出 图形 的 隐视轮廓 ，再 轻笔连 接轮 廓点 ，正 视图 形 ，校 正比 例 ，直至 令人 满意 ， 再用 实线修饰 描 成 ，最 后擦 去多 余的 部分 。 图 2 仪器 的习 惯画 法举 例 方 法要 点 仪器 画中线 点两边 校比例 再连线 广口瓶 锥形瓶 (3) 简笔画 法 。 简笔 画法 的 要点是 “直 线画 、 曲 线点 、 成草 图 、 描实 线 ” 。 即 把正视 仪器 的直线部 分直 接画出 ，曲 线部分用 点 “ 点”的 方法 画出 ，轻 笔勾 画出图 形的 草图后再
4、 用 实线修 饰描 成 ， 最后 擦去 多余的 部分 。 图 3 仪器 的简 笔画 法举 例 方 法要 点 仪器 直线画 曲线点 成草图 描实线 圆底烧 瓶 分液漏 斗 2.实验 装置 图的 绘制 许多实验 都是 由多种 仪器 组装串连 而成 的 ，这 类图 形较单一 仪器 绘制难 度大 ， 但只要 掌 握了绘制 方法 程序 ， 画起 来还是得 心应 手的 。 实验 装置图绘 制的 方法程 序是 “ 一定位 置 二绘图 ，三 画连 接四 修补 ”。 (1) 整体图 形的 布局 。 在画 图之前 ， 必须 对实 验装 置 实物造 型心 中有 数 ， 绘制时 ， 以水 平 线为基准 ，画 出确定
5、上下 左右仪器 位置 的辅助 线 。 仪器位置 直接 影响着 图形 的美观 ， 各 仪器离 得太 远 ， 图形 显得 松散 ， 离得 太近 又显 得拥 挤 ，所 以定 位置 是绘 制的 关键 。 (2) 绘分仪 器图 。 采取 上述 任意一 种画 法 ， 画 出各 仪 器的图 形 ， 绘 制时 应注 意 同一图 面上 各仪器 间的 大小 配套 与协 调统一 。 (3) 画连接 部分 。 最基 本的 连接仪 器有 带导 管的 塞子 、 玻 璃导 管 、 乳 胶管 等 ， 通过连 接使 整个装 置图 浑然 一体 。 (4) 修饰补 正 。 草图 框架 轮 廓成形 后 ， 进行 药品 填充 ，现象
6、标明 ，线 条描 实等 细节绘 制 ， 使整个 图形 尽量 达到 完美 无缺 。 3 实 验装 置图 的画 法举 例 氯 气的 实验 室制 法 三、画 制备 气体 装置 图的 易错点 易错 点 1 选择 试剂 不合 理、导 管位 置出 错 【 例 1 】 某 研 究 性 学 习 小 组 进 行 SO 2 的 制 备 及 性 质 探 究 实 验 。 根据反应 Na 2 SO 3 (s) H 2 SO 4 ( 浓)=Na 2 SO 4 SO 2 H 2 O 制 SO 2 气体 。用 下列简 图 ， 画出 制备 并收 集 SO 2 的 实验装 置( 含 试剂) 示意 图 。 错解：如 图甲 ，收集
7、气体 的方法错 误 ， 应长导 管进 ，短导管 出 ； 二氧化 硫在 水中溶解 度 不是很 大(1 40) ， 应 用氢 氧化钠 溶液 吸收 二氧 化硫 ； 氢 氧化 钠与 二氧 化硫 反 应较慢 ， 不 用防倒 吸装 置 。 正解： 装置 如图 乙 易错 点 2 气体 净化 顺序 、尾气 处理 等错 误 【 例 2 】 设 计实 验用 二 氧化锰 与浓 盐酸 制备 纯净 、 干 燥的 氯气 ， 其他 药品 和试剂 任选 。 在 下面虚线 框中 ，有分 液漏 斗和圆底 烧瓶 组成的 气体 发生器 ， 请在 虚线框 内的 发生装置 之 后完成 该反 应的 实验 装置 示意图( 夹持 装置 、 连
8、接 胶 管不必 画出 ， 需要 加热 的 仪器下 方用 标出) ，其 他可 选用 的仪 器( 数量 不限) 简易 表示 如下 ： 错解 1 ：如图 A 碳 酸氢 钠 溶液呈 碱性 ，能 吸收 氯气 ；没有 尾气 处理 装置 。 错解 2 ：如图 B 先 干燥 ， 后除氯 化氢 ，收 集气 体带 有水蒸 气 ； 集气 瓶密 闭 ， 空气无 法排 出 ，易 发生 危险 。 正解： 装置 如 图 C 12013 天津 理综，9(5)FeCl 3 在 现代 工业 生产 中应 用广泛 。 某 化学 研究 性学 习小组 模拟 工 业流程 制备 无 水 FeCl 3经查阅 资料 得知 ： 无水 FeCl 3
9、 在 空气 中易 潮解 ， 加热 易升华 。 他 们设 计了 制备 无水 FeCl 3 的实验 方案 ，装 置示 意图( 加热及 夹持 装置 略去) 如下 ： 请在虚 线框 中画 出尾 气吸 收装 置 E 并注 明试 剂 。 答案 2 . 化 学实 验室 制取 氯化 氢气体 的方 法之 一是 将浓 硫酸滴 入浓 盐酸 中 。 请从 图中挑 选所 需 仪器，在 方框 内画出 用该 方法制备 、收集 、干 燥氯 化氢气体 的装 置简图 ， 并 在图中标 明 所用试 剂 。( 仪器 可重 复使 用 ，固 定装 置不 必画 出) .实 验室 制备 少量 硫酸 亚 铁晶体 的实 验步 骤如 下 ： 取过
10、量 洁净 的铁 屑 ， 加入 20% 30% 的稀硫 酸溶 液 ， 在 50 80 水浴 中加 热至 不再 产生 气泡 。 将 溶液 趁热过 滤 ， 滤液移 至试 管中， 用橡 胶塞 塞住 试管 口 ，静置 、 冷却 一段 时间 后收集 产品 。 (1) 写 出 该 实 验 制 备 硫 酸 亚 铁 的 化 学 方 程 式 ： _ 。 (2) 硫 酸 溶 液 过 稀 会 导 致 _ 。 (3) 采 用 水 浴 加 热 的 原 因 是 _ 。 (4) 反应时铁屑过量的目的是( 用离子方程式表 示)_ 。 (5) 溶 液 趁 热 过 滤 的 原 因 是 _ 。 (6) 静 置 冷 却 一 段 时 间
11、 后 ， 在 试 管 中 观 察 到 的 现 象 是 _ _ 。 答案 . .(1)Fe H 2 SO 4 ( 稀) = 50 80 FeSO 4 H 2 (2) 反应速 率慢 ， 不 利于 晶 体析出 (3) 容易控 制温 度 (4)Fe 2Fe 3 =3Fe 2 (5) 减少 FeSO 4 的 损失 ；防 止空气 进入 试管 将 Fe 2 氧化为 Fe 3 (6) 有浅绿 色晶 体析 出 3 请 设计 CO 2 在高 温下与 木炭反 应生 成 CO 的 实验 。 (1) 在下面 方框 中 ， A 表 示 由长颈 漏斗 和锥 形瓶 组成 的气体 发生 器 ， 请在 A 后 完成该 反应 的实
12、验 装置 示意 图( 夹 持装 置 、 连接 胶管 及尾 气处 理 部分不 必画 出 ， 需 要加 热 的仪器 下方 用 标出) ， 按气 流方 向在 每件仪 器下 方标 出字 母 B 、C ， 其他 可选 用的 仪 器( 数量 不 限) 简易 表示 如下 ： 导管： 试管： 反应管 ： 胶塞： ( 插入 导管 表示 已开 孔) (2) 根据方 框中 的装 置图 ， 填写下 表( 可 不填 满) 。 仪器标 号 仪器中 所 加 物质 作用 A 石灰石 、稀 盐酸 石灰石 与盐 酸作 用产 生 CO 2(3) 有人对 气体 发生 器作 如 下改进 ： 在 锥形 瓶中 放入 一小试 管 ， 将长
13、颈漏 斗下 端插入 小试 管中 。 改 进 后 的 优 点 是 _ _ 。 (4) 验证 CO 的方法是 _ 。 解析 (1) 与一 般的 物质 制 备思路 是一 致的 ， 先 制备 CO 2 ， 再 净化 除杂， 干燥 ， 接着再 与 木炭在 高温 下反 应 制 CO ， 最后除 去未 反应 完 的 CO 2 ， 本小 题中 只需 要画 装置 简图即 可。 (2) 仪器装 置中 所盛 试剂 及 其作用 ：B 中 ： 饱和 的碳 酸氢钠 溶液 ， 除 去气 体中 的氯化 氢气 体；C 中 ：浓 硫酸 ，除 去 二氧化 碳中 的水 蒸气 ；D 中：干 燥的 木炭 粉， 目的 是与二 氧化 碳反应
14、 产 生 CO ；E 中： 氢 氧化钠 溶液 ，除 去未 反应 的二氧 化碳 。 (3) 将长颈 漏斗 下端 插入 一 小试管 中的 优点 ： 一 是可 以控制 反应 的快 慢， 通过 控制加 入的 酸的量来 控制 反应产 生气 体的快慢 ；二 是防止 容器 内因压力 过大 造成气 体从 长颈漏斗 中 逸出。 (4) 验证一 氧化 碳的 方法 可 以利用 一氧 化碳 的可 燃性 进行， 将气 体点 燃， 然后 在火焰 上方 罩一内壁 涂有 澄清石 灰水 的烧杯， 若火 焰呈蓝 色且 澄清石灰 水变 浑浊， 证明 产生了一 氧 化碳。 答案 (1) 如下 图所 示 (2) 仪器标 号 仪器中 所
15、加 物质 作用 B 饱和碳 酸氢 钠溶 液 除去 CO 2 中的 HCl 气体 C 浓硫酸 除去 CO 2 中 的水 蒸气 D 干燥木 炭粉 与 CO 2 反应 产生 CO E 氢氧化 钠溶 液 吸收未 反应 的 CO 2(3) 可以通 过控 制加 酸的 量 ， 来 控制 气体 产生 的快 慢 ； 同 时小 试管 中充 满盐 酸 ， 可 以起 到 液封的 作用 ，防 止反 应剧 烈时气 体经 漏斗 逸出 (4) 点 燃气 体 ， 火焰 呈蓝 色 ， 再用 一个 内壁 附着 有 澄清石 灰水 的烧 杯罩 在火 焰上 ， 烧 杯内 壁的石 灰水 变浑 浊 热点二 化 学曲 线型 绘图 题 化学曲
16、线型 绘图 题 ， 指 基于 某种化 学量 随时 间或 条件 的改变 而产 生连 续性 变化 的曲线 图像 并 依此而 设计 问题 的试 题 。 解此类 图 像 题一 般需 注意 以下几 点 ， 第一 需清 楚每 条或每 段曲 线所 代表 的物 质 ， 第 二需 清楚 在指定 条件 范围 内生 成物 的种类 ， 第 三需 计算 在该 条件下 各生 成物 的量 或量 之比 。 从定 量角 度分析 化学 反应 ， 要 打破 只从定 性角 度思 考化 学反 应的思 维定 势 ， 近年 来这 类图像 题从 竞赛 的常客 变成 了高 考的 常客 。 【典 例 1】 物质(t BuNO) 2 在正 庚烷
17、溶剂 中发 生如 下 反应 ：(t BuNO) 2 2(t BuNO) 。 通过 比色分 析得 到 30 时(t BuNO) 2 浓度 随时 间的 变化 曲 线如下 图所 示 ， 请在 同一 图中绘 出 t BuNO 浓度 随时 间的 变化 曲线 。 解析 欲绘 出 t BuNO 浓 度随时 间的 变化 曲线 ，要 先从图 中 30 时(t BuNO) 2 浓度 随时 间的变 化关 系曲 线上 ，分 别查 得 1 min 、3 min 、4.5 min 、8 min 等时(t BuNO) 2 的浓度 ， 然后按 (t BuNO) 2 2(t BuNO) c 0 /mol L 10.05 0 c
18、 转/mol L 1x 2x c 某时刻/ mol L 10.05 x 2x 求出 1 min 、3 min 、4.5 min 、8 min 等时(t BuNO) 的 浓度 ， 最 后在 图上 找出 相 应的点 ， 连 成平滑 曲线 即可 。 答案 【典例 2 】 若含 有 1 mol Mg 2 和 1 mol Al 3 的 混合 溶液 ， 现 按横 坐标 依次 加 入 NaOH 溶液 、 盐酸， 通入 CO 2 气体 ， 纵 坐标为 混合 沉淀 物的 物质 的量 。 请画出 沉淀 的物 质 的量随 反应 的变化 曲线 ，并 写出 各步 反应的 离子 方程 式 。 解析 加入 NaOH 溶液
19、必 然产生 混合 沉淀 ，当 NaOH 溶液 过量 时， 混合 沉淀 中 Al(OH) 3 又溶解 了 ， 继续 加入 NaOH 溶 液时 沉淀 量不 变； 加 入盐酸 时， 和 NaOH 先反 应； 再 通入 CO 2 ，必 然产 生 Al(OH) 3 沉 淀。 答案 图像 如图 ： 反应的 离子 方程 式分 阶段 书写为 OA 段：Mg 2 2OH =Mg(OH) 2 Al 3 3OH =Al(OH) 3 AB 段：Al(OH) 3 OH =AlO 2 2H 2 O CD 段 ：H OH =H 2 O DE 段：2AlO 2 CO 2 3H 2 O=2Al(OH) 3 CO 2 3EF 段
20、：CO 2 3 CO 2 H 2 O=2HCO 312011 天津 理综，7(5)改编 向含 4 mol 的 HNO 3 稀 溶液中 ， 逐渐 加入 铁粉 至 过量 。 假 设生 成的气 体只 有一 种 ， 请在 坐标系 中画 出n(Fe 2 ) 随 n(Fe) 变化的示 意图 ，并标出 n(Fe 2 ) 的 最大值 。 答案 解析 硝酸 具有 强氧 化性 ， 若将 铁 粉 逐渐 加入 一定 量的硝 酸中 ， 先 生成 Fe 3 ， 后转 化为 Fe 2 。反应过程如下：Fe 4HNO 3 =Fe(NO 3 ) 3 NO 2H 2 O ， Fe 2Fe(NO 3 ) 3 =3Fe(NO 3 )
21、 2, 4 mol 硝酸消耗 1 mol 铁时没 有亚铁 离子 生成 ，继 续加 铁 0.5 mol 时，1 mol 硝酸 铁完 全转 化 为 1.5 mol 硝酸 亚铁 ，此 时 亚铁离 子达 到最 大值 。 (1) 不能从 本质 上认 识反 应 过程， 搞不 清 Fe 与稀硝 酸 反应各 物质 之间 量的 关系 。 (2) 过 去 题 目 大 多 都 是 “ 通 过 图 像 分 析 反 应 过 程 ” ， 此 题 是 “ 画 出 有 关 化 学 反 应 的 图 像 ”。 思维 方式 的转 变也 是正确 解答 此题 的关 键。 2 已知 ：2SO 2 (g) O 2 (g) 2SO 3 (g
22、) H 196 kJ mol 1 。850 K 时， 在 2 L 固定容积的 密闭容 器中 充 入 2 mol SO 2 和 2 mol O 2, 10 min 后达到 平衡 ，SO 2 浓 度和 时间 关 系如图 。 若 15 min 时维 持温 度不 变 ， 压缩 容器 体积 ， 使 其体 积变 为 1 L ， 假设 在 20 min 时达 到新 平衡， 此时c(O 2 ) 1.15 mol L 1 ，请在图 上画出 15 25 min SO 2 的 浓度 变化 曲 线 。 答案 解析 首先 计算 出该 温度 下的平 衡常 数K 0.8 2 0.2 2 0.6 26.7 ， 体积缩 小 为
23、 1 L ， 平衡正 向 移动， 平衡 常数 不变 ， 利 用 平衡常 数可 以计 算出 达新 平衡 时 SO 2 的 浓度 ， 即 可 绘出图 像。 3 图中 曲线 表示 反应 CO(g) H 2 O(g) CO 2 (g) H 2 (g) H 0 在T 1 时 CO 2 的物质 的量 n(CO 2 ) 随时 间(t) 的变 化趋 势 ， 请在 图中 画出T 2 时(T 2 T 1 ) ， n(CO 2 ) 随 时间(t) 的 变化趋 势 。 答案 解析 T 2 温度 高， 反应 速 率快， 先拐 先平 ，由 于反 应放热 ，升 高温 度， 平衡 逆向移 动 ， n(CO 2 ) 减小 。
24、4 在下 图中 画出 用 0.100 0 mol L 1NaOH 溶液 滴 定 20.00 mL 0.100 0 mol L 1HCl 溶液 的滴 定曲线 示意 图 。 答案 解析 滴定 曲线 的起 点 pH 1， 当 氢氧 化钠 的体 积为 20.00 mL 时 pH 7， 且 在 20.00 mL 前后很 小的 区间 内，pH 值 发生突 变。 5(14 分) 某学 生利 用以 下 装置探 究氯 气与 氨气 之间 的反应 。其中 A 、F 分别为氨气 和氯 气 的发生 装置 ，C 为 纯净 干 燥的氯 气与 氨气 反应 的装 置 。 请回答 下列 问题 ： (1) 装置 F 中发生 反应的
25、 离 子方程 式为 _ 。 (2) 装置 A 的 烧瓶 中可 装试 剂 _ 。 (3)B 装 置的 名称 是_ ；E 装 置的 作用_ 。 (4) 通入 C 装 置的 两根 导管 左边较 长 、 右边 较短 ，目 的是 _ 。 (5) 装置 C 内 出现 浓厚 的白 烟并在 容器 内壁 凝结 ， 另 一生成 物是 空气 的主 要成 分之一 。 请 写出反 应的 化学 方程 式 ： _ 。 当有 a mol 氯气 参加 反应 时 ，转 移的 电子 总数 为 b 个，则 阿伏 加德 罗常 数为( 用含 a 、b 的代数 式表 示)_ _ 。 (6) 从装 置 C 的 G 处 逸出 的 尾气中 可能
26、 含有 黄绿 色的 有毒气 体 ， 画出 处理 装置 图 。 想原 理 、 审装 置 、 按要 求 、规 范解 答 学生案 例 失分原 因 (1) 漏写加 热符 号 扣 1 分 (2) 指代不 明不 得分 (3) 名称错 误不 得分 ，“ 除杂 ”笼 统不 得分 (4) 答案不 全面 扣 1 分 (6) 没有画 出装 置中 的试 剂 扣 2 分 正确答 案 (1)MnO 2 4H 2Cl = Mn 2 Cl 2 2H 2 O (2 分) (2) 生石灰( 或固 体氢 氧化 钠 或碱石 灰) (2 分) (3) 干燥管 除去 Cl 2 中的 HCl(每空 1 分) (4) 使密度 大的 氯气 与
27、密 度 小的氨 气较 快地 均匀 混合 (2 分) (5)3Cl 2 8NH 3 =N 2 6NH 4 Cl(2 分) b 2amol 1 (2 分) (6) (2 分) 练出高 分 1 已知 ， 室 温下 存在 反应 3HNO 2 =HNO 3 2NO H 2 O ； 在酸 性溶 液中 ， NO 2 可将 MnO 4 还原 为 Mn 2 且无 气体 生成 。某化 学兴 趣小 组设 计了 如下探 究实 验 ： 请回答 下列 问题 ： (1) 装置 A 的 试 管 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是 _ 。 (2)B 瓶 中可 以观 察到 的现 象是_ ， C 瓶 出来 的气 体是_
28、 。 (3) 实 验 时 观 察 到 D 管 内 固 体 颜 色 逐 渐 变 为 白 色 。 据 此 甲 同 学 认 为 D 管 中 生 成 物 是 NaNO 3 ，而 乙同 学则 认为 D 管 中生 成的 是 NaNO 2 ， 如何证 明乙 同学 的观 点正 确 ？ 实验方 法 实验现 象 反应的 离子 方程 式 (4)E 装 置的 作用 是_ 。 (5) 同学们 经讨 论认 为上 述 装置仍 有缺 陷 ， 为了 避免 D 管 中生 成 NaOH ， 你 认 为应该 进行 的改进 是_ ， 并画出 装置 图 。 答案 (1)C 4HNO 3 ( 浓)= CO 2 4NO 2 2H 2 O (
29、2) 产生无 色气 体 ， 溶液 逐 渐变蓝 NO (3) 方案 ： 将 生成 物置 于 试管中 ， 加 入稀 硫酸 产 生无色 气体 并在 液面 上方 变为红 棕 色 3NO 2 2H =NO 3 2NO H 2 O 方案 ： 将 生成 物置 于试 管中 ， 加入 酸性 KMnO 4 溶液 溶 液紫 色褪 去 5NO 2 2MnO 4 6H =5NO 3 2Mn 2 3H 2 O (4) 吸收 D 中 未反 应完 的 NO ， 以免 污染 空 气 (5) 在 C 、D 之 间增 加一 个 盛浓硫 酸的 洗气 瓶( 或 装无 水 CaCl 2 的 干燥 管) 解析 (1)C 和浓 HNO 3
30、反 应需要 加热 。 (2) 由于 NO 2 和 H 2 O 反 应 生成 HNO 3 ，Cu 和 HNO 3 反应生 成 NO 和 Cu(NO 3 ) 2 ，所以现象 是产生 无色 气体 且溶 液变 蓝。 (3) 证明是 否 是 NaNO 2 ， 应 利用其 还原 性。 (5) 画装置 图时 ，要 注意 注 明药品 或试 剂名 称。 2 氨 是氮 循环 过程 中的 重 要物质 ，氨 的合 成是 目前 普遍使 用的 人工 固氮 方法 。 (1) 根 据 下 图 提 供 的 信 息 ， 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 _ _ ， 在图中 曲线_( 填“a ”或 “b”) 表示 加
31、入 铁触 媒的能 量变 化曲 线 。 (2) 在恒容 容器 中 ， 下列 描 述中能 说明 上述 反应 已达 平衡的 是_( 填 字母 序 号) 。 A 3v(H 2 ) 正 2v(NH 3 ) 逆 B 单位 时间 内生 成n mol N 2 的同 时生 成 2n mol NH 3C 混合 气体 的密 度不 再改 变 D 容器 内压 强不 随时 间 的变化 而变 化 (3) 一定温 度下 ， 向 2 L 密闭容器 中充 入 1 mol N 2 和 3 mol H 2 ， 保持 体积 不变 ，0.5 min 后 达到平 衡 ， 测得 容器 中 有 0.4 mol NH 3 ，则 反应 速 率v(
32、N 2 ) _ ，该 温度 下的平 衡 常数 K _ 。若升 高 温 度 ，K 值变化_( 填 “增大”、 “ 减小” 或 “ 不 变 ”) 。 (4) 为了寻 找合 成 NH 3 适 宜 的温度 和压 强 ， 某 同学 设 计了三 组实 验 ， 部 分实 验 条件已 经填 在下面 实验 设计 表中 。 实验编 号 T( ) n(N 2 )/n(H 2 ) p(MPa) 450 1/3 1 10 480 10 A. 请 在上 表空 格中 填入 剩 余的实 验条 件数 据 。 B 根据反应 N 2 (g) 3H 2 (g) 2NH 3 (g) 的特点 ，在 给出的坐标图中 ，画出 其 在 1 M
33、Pa 和 10 MPa 条件 下 H 2 的 转 化率随 温度 变化 的趋 势曲 线示意 图 ， 并标 明各 条曲 线的压 强 。 答案 (1)N 2 (g) 3H 2 (g) 2NH 3 (g) H92 kJ mol 1b (2)BD (3)0.2 mol L 1 min 10.058 减小 (4) 实验编 号 T( ) n(N 2 )/n(H 2 ) 450 1/3 1/3 解析 (1) 该反 应为 放热 反 应， H 应 为负 值。 (2)A 项 ，系 数比 错误 ；C 项，因 为体 积不 变， 密度 始终不 变， 均不 能作 为平 衡标志 。 (3)v(N 2 ) 1 2 v(NH 3
34、 ) 0.4 mol 2 L 0.5 min 1 2 0.2 mol L 1 min 1 。c(N 2 ) 0.4 mol L 1 ，c(NH 3 ) 0.2 mol L 1 ，c(H 2 ) 1.2 mol L 1 ，K c 2 NH 3 c 3 H 2 c N 2 0.2 2 1.2 3 0.4 0.058 。该反 应为 放热 反应， 升温 ，平 衡左 移，K 减 小。 (4) 应控制 一个 条件 改变 ， 其他条 件不 变。 (5) 温度不变，加压 ，平衡 右移，H 2 的转 化率增大； 压强不变，升 温，平衡 左 移，H 2 的 转化率 减小 。 3 在 一固 定 容 积为 2 L 的
35、密闭容 器内 加 入 0.2 mol N 2 和 0.6 mol H 2 ，一 定条 件 下发生 反应 ： N 2 (g) 3H 2 (g) 2NH 3 (g) H ”、 “ (3)BD (4) 解析 (1) 据图 计算 从反 应 开始到 平衡 时，v(NH 3 ) 0.10 mol L 1 4 min 0.025 mol L 1 min 1 。 (2) 由于该 反应 为放 热反 应 ， 温 度越 高 ， 其 平衡 常数 越小 ， 故 反应 在 450 时 的平衡 常数 大于 500 时的 平衡 常数 。 (3)A 项当 2v 正(H 2 ) 3v 逆(NH 3 ) 才能 确定 反应 达到 平
36、 衡；B 项容 器中 气体 的平 均相对 分子 质量在没 有达 到平衡 时为 变量，当 其不 随时间 的变 化而变化 时， 满足 “ 变量 不变 ”的特 点；C 项 容器 中气 体的 密 度在没 有达 到平 衡时 不随 时间而 变化 ，不 满 足 “ 变 量不变 ”的 特点；D 项容 器中 气体 的 分子总 数在 没有 达到 平衡 时为变 量， 当其 不随 时间 的变化 而变 化时， 满足 “变 量不 变 ” 的特点 。 (4) 先在图 上 标 2 个 点： 第 一个点 ， 第 5 min 时将容 器的体 积缩 小一 半后 ，NH 3 的浓 度突 变为 0.20 mol L 1 ；第二个点，
37、在 第 8 min 时达 到 新的平 衡， 此 时 NH 3 的浓 度约 为 0.25 mol L 1 ；然后在 第 5 8 min 之间 用光 滑的 曲线相 连 。 4 硫 酸盐 有着 广泛 的应 用 。 (1) 以下 是 CuSO 4 5H 2 O 的 实验室 制备 流程 图 。 根 据题 意完 成下 列填 空 ： 理论 上 ， 为了 制得 纯净 的 CuSO 4 5H 2 O 晶体 ， 需 要消耗 稀硫 酸 、 稀硝 酸溶 质物质 的量 之比为_ ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _ 。 实际生 产过 程中对 所加 稀硝酸的 浓度 控制要 求比 较高 ，通 常用 标准氢 氧
38、化 钠溶液来 滴 定 。 滴 定 过 程 中 若 用 酚 酞 作 指 示 剂 ， 终 点 现 象 是 _ 。 请在下 图中 画出 滴定 过程 中溶液 的 pH 随 所滴加 氢 氧化钠 溶液 体积 的变 化的 曲线图( 要求 过 A 点) 。 用 惰性电极 电解一定 浓度的 硫酸铜溶 液 。通电 一段时 间后 ，向 所得的溶 液中加 入 0.1 mol Cu 2 (OH) 2 CO 3 后 恰好 恢复到 电解 前的 浓度 和 pH( 不考虑 CO 2 的溶 解) ， 则 电解过 程中 共转移 电子 的物 质的 量为_ 。 (2) 为测定 混合 肥 料 K 2 SO 4 、(NH 4 ) 2 SO
39、 4 中 钾的 含量 ， 完善下 列步 骤 ： 称取 钾 氮 肥试 样并 溶于 水 ，加 入足 量_溶液 ，产 生白 色沉 淀 。 _ 、_ 、_( 依 次填 写实 验操 作名称) 。 冷却 、称重 。 若试样 为m g， 沉淀 的物 质 的量 为n mol ， 则试样 中 K 2 SO 4 的物 质的 量为_mol( 用 含m 、n 的代 数式 表示) 。 答案 (1) 3 2 3Cu 8H 2NO 3 =3Cu 2 2NO 4H 2 O 溶液 由无 色变 成红 色( 或 浅红色) ，且 半分 钟内 不褪 色 0.6 mol (2) BaCl 2 或 Ba(OH) 2 过滤 洗涤 干燥( 或
40、烘 干) m 132n 42解析 (1) 在 酸性 条件 下 ， 硝 酸盐 具有 氧化 性， 能氧 化单质 铜 ， 反 应的 离子方 程 式是 3Cu 8H 2NO 3 =3Cu 2 2NO 4H 2 O 。 根 据 方 程 式 可 知 ， 如 果 硝 酸 的 物 质 的 量 是 2 mol ， 则根据氢 原子 守恒 可 知， 硫 酸的 物质 的量 就是(8 mol 2 mol)2 3 mol ， 所以硫 酸 和硝酸 的物 质的 量之 比 是 32。 由于酸 不能 使酚酞 变色 ，而碱可 以使 酚酞显 红色 ，所以 终 点时 的现象 是溶 液由无色 变 成红色( 或浅 红色) ， 且半 分 钟
41、内不 褪色 。 由 于随 着氢 氧化钠 溶液 的滴 加， 溶液 的 pH 会逐 渐增大 ，邻 近终 点 时 pH 会发生 突变 ，所 以正 确的 图像是 。 根据离 子的 放电顺 序可 知，惰性 电极 电解一 定浓 度的硫酸 铜溶 液时， 阳极 是溶液中 的 OH 放 电， 而 阴极 首先 是 Cu 2 放 电， 然 后是 溶液 中 的氢离 子放 电。 由 于向 所 得的溶 液中 加入 0.1 mol Cu 2(OH) 2 CO 3 后恰好 恢复 到电 解前 的浓 度和 pH，而 Cu 2 (OH) 2 CO 3 可以写 成 2CuO CO 2 H 2 O ， 反 应中 转 移电子 的物 质的
42、 量 是 0.1 mol 22 0.1 mol 2 1 0.6 mol 。 (2) 产生 的白 色沉 淀应 该 是硫酸 钡， 所以 加入 的试 剂是 BaCl 2 或 Ba(OH) 2 。 从溶液 中分 离出白 色沉 淀应该是 过滤 。过滤 出的 沉淀必须 通过 洗涤和 干燥 ，即正确 的 操作分 别是 过滤 、洗 涤、 干燥( 或 烘干) 。 设 K 2 SO 4 、(NH 4 ) 2 SO 4 的 物质的 量分 别 是x mol 和y mol ，则x y n,174x 132y m ， 解得x m 132n 42 。 5 研 究化 学反 应原 理对 于 生产生 活是 很有 意义 的 。 (1) 请设计 一个 实验 装置 ， 使铜与 稀硫 酸反 应生 成硫 酸铜与 氢气 。 在 下面 的方 框内画 出装
