甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。该反应的离子方程式为2MnO4- + 5H2C2O4+ 6H+===2Mn2+ +10CO2+8H2O
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小
某同学进行实验,实验装置如下左图。其中A、B的成分见下右表
(1)该实验的目的是_______________________________________________。
(2)实验开始前需要检查气密性。分液漏斗中A溶液应该______________加入(填“一次性”或“逐滴滴加”)(3)完成该实验还需要__________(填仪器名称),实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平。
(4) 请在框图中,画出实验②、③中CO2体积随时间变化的预期结果示意图。
乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率
为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
水/mL | 10 | 5 | 0 | X |
0.5 mol/L H2C2O4/mL | 5 | 10 | 10 | 5 |
0.2 mol/L KMnO4/mL | 5 | 5 | 10 | 10 |
时间/s | 40 | 20 | 10 | --- |
(5)X=____________,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是__________________________________。
(6)2号反应中,H2C2O4的反应速率为____________________________。
(7)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,
溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快.某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
时间/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
温度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 |
结合实验目的与表中数据,你得出的结论是_____________________________。
(8)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是______________________的影响。
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(14分)下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白:
(1)写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式 。
(2)写出上图中部分装置的作用:①甲_________________;
②丙和丁: 。
(3)若丁装置在反应过程中出现气泡,不久就出现了白雾,而丙装置一直没有明显变化,产生这种现象的可能原因是:①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深,使两个吸收瓶内的压强差较大,导致SO3从丁的水中冒了出来,与水形成酸雾;② 。
(4)上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应,甲和乙相当于 ;丙和丁相当于 。
(5)在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是 (填下列各项的序号)。
A.硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧
B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C.二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,这样可以提高二氧化硫的转化率
D.三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率
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(14分)C、N、S是重要的非金属元素,按要求回答下列问题:
(1)烟道气中含有的CO和SO2是重要的污染物,可在催化剂作用下将它们转化为S(s)和CO2,此反应的热化学方程式为______________________________________。
已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1;
S(s)+O2=SO2(g) △H=-296.0 kJ·mol-1
(2)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:
2 SO2 (g)+O2 (g)2SO3(g) △H<0
甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol。
则T1________T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K=___________。
(3)如图所示,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将1 mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为a L。
①下列示意图正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是_ __。
②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,则平均反应速率v(H2)=____。
(4)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为______(用c1、c2、c3和>、<、=表示)。已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10-5 mol·L-1,则该温度下0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液的pH为_________。
【答案】(14分,每空2分)
(1)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H=-270 kJ·mol-1)
(2)> 108L·mol-1或108
(3)d 1/atmol·L-1·S-1(缺少单位或错误扣1分)
(4)c1= c2< c3,PH=5
【解析】
(1)根据盖斯定律,反应①×2-反应②即可,2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H=-270 kJ·mol-1(2)因为反应正向为放热,所以三氧化硫增多,说明平衡正向移动,温度降低,选>;根据方程式计算,平衡时二氧化硫的浓度为0.5 mol/L,氧气的浓度为0.75 mol/L,三氧化硫的浓度为4.5 molL,所以平衡常数=4.5×4.5/(0.5×0.5×0.75)= 108L·mol-1或108;(3)a、A中气体的密度始终不变,而B中的密度随体积变化而变化,平衡时不变;b、反应过程中平衡常数始终不变,不能说明平衡;c、正反应起点最大,所以错误;d、氮气的转化率逐渐增大,最后不变,说明反应到平衡。选d。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量 1 3 0
改变物质的量 x 3x 2x
平衡物质的量1-x 3-3x 2x (1-x+3-3x +2x)/(1+3)=5/6 解x=1/3所以氢气的反应速率=1/atmol·L-1·S-1。(4)盐酸和硫酸完全反应,醋酸有剩余,对铵根离子水解抑制作用,所以在醋酸溶液中铵根离子浓度最大,关系为c1= c2< c3,因为醋酸铵为中性,说明醋酸的电离程度=氨水的电离程度,铵盐的水解平衡常数=10-14/10-5=10-9,因为铵根离子浓度约为0.1mol/L,所以氢离子浓度×一水合氨浓度=10-9×0.1=10-10,又因为氢离子浓度=一水合氨浓度,所以氢离子浓度=10-5mo/lL,所以pH=5。
考点:考查热化学方程式的书写,化学平衡常数的计算,盐类的水解
【题型】填空题
【适用】困难
【标题】2014-2015学年山东省微山一中高二下学期期末考试化学试卷(带解析)
【关键字标签】
【结束】
(14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑,在b中小心加入4.0 mL液态溴,向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了________气体,继续滴加液溴滴完。装置d的作用是______________________;
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是____________;
③向分出的粗苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是______________;
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为________,要进一步提纯,下列操作中必须的是_______(填入正确选项前的字母);
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是______(填入正确选项前的字母)。
A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL
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正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下:
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ | 密度/(g·cm-3) | 水中溶解性 | |
正丁醇 | 117.2 | 0.810 9 | 微溶 |
正丁醛 | 75.7 | 0.801 7 | 微溶 |
实验步骤如下:
将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中,加30 mL水溶解,再缓慢加入5 mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95 ℃,在E中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77 ℃馏分,产量2.0 g。回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由 。
(2)加入沸石的作用是 。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是 。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是 ,D仪器的名称是 。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是 (填正确答案标号)。
A.润湿 B.干燥 C.检漏 D.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在 层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90~95 ℃,其原因是
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某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性强弱,设计了如下实验方案。装置如图(夹持仪器略)实验方案:在两试管中分别加入过量形状大小相同的光亮镁条,将两注射器中的溶液同时注入相应试管中,观察产生氢气的速率和体积。
(1)醋酸与镁反应的离子方程式为____________________。
(2)在上述实验方案中有一明显欠缺,该欠缺是________。
(3)在欠缺已经得到改正的方案下,反应起始时,产生氢气的速率关系应是v(盐酸)_________v(醋酸)(填“<”、“>”或“=”);最终产生氢气体积的关系应是V(盐酸)_________V(醋酸)(填“<”、 “>”或“=”)。
(4)实验中产生的氢气体积比理论值高,可能原因是_______________________。
(5)通过比较起始反应的速率可以得出的结论是___________________________。
(6)下列事实不能说明醋酸是弱酸的是___________。
①当温度低于16.6℃时醋酸可凝结成冰一样晶体
②0.1mol/L的醋酸钠溶液的pH约为9
③等体积等物质的量浓度的硫酸比醋酸消耗氢氧化钠多
④0.1mol/L的醋酸的pH值约为4.8
⑤pH都等于4且等体积的醋酸和盐酸,与等浓度NaOH溶液充分反应时,醋酸消耗碱液多
⑥同物质的量浓度的醋酸和盐酸加水稀释至pH相同时,醋酸加入的水少
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实验题(18分)
(1)右图为实验室制备乙烯的装置图,请回答:
Ⅰ烧瓶中加入的两种试剂是 。
Ⅱ写出实验室制乙烯的化学方程式:______________________。
Ⅲ实验室收集乙烯应采用_____________法。
(2)某同学欲用12mol/L的浓盐酸配制1mol/L的盐酸250mL。
Ⅰ操作时,必须用到的仪器是 _________________(填序号)。
①500mL容量瓶 ②250mL容量瓶 ③100mL烧杯 ④50mL量筒 ⑤10mL量筒
Ⅱ操作中,将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶,其目的是 。
Ⅲ用胶头滴管往容量瓶中加水时,不小心液面超过了刻度,处理的方法是_____________(填序号)。
①吸出多余液体,使凹液面与刻度线相切
②小心加热容量瓶,经蒸发后,使凹液面与刻度线相切
③经计算加入一定量的浓盐酸
④重新配制
(3)为测定由CO、NH3、CO2、H2组成的混合气体中各成分的体积分数,请用下列装置设计一个简单实验(装置不能重复使用,所用试剂均过量)。
已知存在下列反应:2NH3 +3 CuO 3Cu + N2 + 3H2O
请回答:
Ⅰ混合气体通过各装置的顺序依次是( )→( ① )→( )→( );
Ⅱ写出装置③中有关反应的离子方程式 ;
Ⅲ装置③和④的位置不可互换,其原因是 。
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(10分)某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。
实验原理:CH3CH2Br + NaOHCH2=CH2↑ + NaBr + H2O
实验过程:组装如图1所示装置,检查装置气密性,向烧瓶中注入10mL溴乙烷和15mL饱和氢氧化钠乙醇溶液,微热,观察实验现象。一段时间后,观察到酸性KMnO4溶液颜色褪去。
(1)甲同学认为酸性KMnO4溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应,生成了乙烯;而乙同学却认为甲同学的说法不严谨,请说明原因: 。
(2)丙同学认为只要对实验装置进行适当改进,即可避免对乙烯气体检验的干扰,改进方法 。
改进实验装置后,再次进行实验,却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。该小组再次查阅资料,对实验进行进一步的改进。
资料一:溴乙烷于55℃时,在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%,而消去反应产物仅为1%。
资料二:溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃~110℃,在该范围,温度越高,产生乙烯的速率越快。
资料三:溴乙烷的沸点:38.2℃。
(3)结合资料一、二可知,丙同学改进实验装置后,溶液颜色褪色不明显的原因可能是 ,此时发生反应的化学方程式为(只写主要发生的反应): 。
(4)结合资料二、三,你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是
① 。
② 。
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某化学兴趣小组为探究氯气的性质并用Cl2制备HClO,设计如下实验方案,请回答下列问题:
实验一:性质探究
设计图3实验装置来制备并验证氯气的性质,部分夹持设计未画出。
图3
(1)请写出装置A中制备氯气的反应化学方程式______________________;
(2)装置B的作用是______________________;
(3)双通管C中事先装有两个沾有相关试剂的棉球,实验现象为_____________;
实验二:制备HClO
(4)设计图4所示装置E代替图3中的装置C,用于制备较高浓度的HClO溶液。在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙。
图4
①该方案反应后所得的溶液中HClO浓度比氯水中大的原因是_______________
②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面,所得的溶液与稀盐酸混合,立即产生大量CO2气体,则反应所得溶液中的溶质除CaCl2、HClO外,还含有__________
③该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少a g,反应后从所得的100mL溶液中取用10mL与稀盐酸混合,连接F装置测得产生的气体体积为b L(已换算成标准状况),则原溶液中CaCl2的浓度为 mol·L-1(用含a、b的代数式表示,可不必化简)。
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某化学小组准备用环己醇制备环己烯,查得相关资料如下。
反应原理:
反应物与产物的物理性质:
密度(g/cm3) | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 | |
环己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
环己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 难溶于水 |
(1)实验过程中可能发生的有机副反应的方程式为________________________________。
(2)根据上述资料,装置__________最适宜用来完成本次制备实验。
A B C
(3)制备粗产品
将5 mL________加入试管A中,再加入l0 mL_______,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全。
(4)粗产品提纯
①环己烯粗产品中含有环己醇和少量酸性杂质等。粗产品需依次经过水洗,加碳酸钠溶液洗涤以及第二次水洗。在此过程中加入碳酸钠溶液的目的是_____________;分液时,环己烯应从分液漏斗的_____(填“上”或“下”)口取出。
②向水洗后的环己烯中加入少量的无水氯化钙,再将混合物放入右图所示装置的____________(填仪器名称)中,进行蒸馏,收集产品时,温度计显示的温度应为________。
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环己酮是一种重要的有机化工原料.实验室合成环己酮的反应如图1:
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表:
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应,制得主要含环己酮和水的粗产品,然后进行分离提纯.其主要步骤有(未排序):
a.蒸馏、除去乙醚后,收集151℃~156℃馏分
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层
c.过滤
d.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液
e.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水
回答下列问题:
(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是 .
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是 .
(3)以下关于萃取分液操作的叙述中,不正确的是 .
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如图2用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分漏斗静置液体分层
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,再打开旋塞,待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作d中,加入NaCl固体的作用是 .蒸馏除乙醚的操作中,采用的加热方式为 .
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是 .
(6)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为12mL,则环己酮的产率约是 (保留两位有效数字).
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