某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。

測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O72濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。

(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(kāi)_____________(填化學(xué)式)。
(3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明________;實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3)=________mol·L1·min1(用代數(shù)式表示)。
(4)該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:Fe2起催化作用;
假設(shè)二:________;
假設(shè)三:    ________;
……
(5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。[除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72的濃度可用儀器測(cè)定]

實(shí)驗(yàn)方案
(不要求寫具體操作過(guò)程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
 
 
 

(1)

(2)CO2
(3)溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響 2(c0-c1)/t1
(4)Al3起催化作用 SO42起催化作用
(5)

實(shí)驗(yàn)方案
(不要求寫具體操作過(guò)程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
用等物質(zhì)的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)
反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2O72)大于實(shí)驗(yàn)①中的c(Cr2O72),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2O72)相同,則假設(shè)一不成立
 
(本題屬于開(kāi)放性試題,合理答案均可)

解析

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有  ________________________________
(2)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有            (答兩種); 
(3)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)容器中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。

      實(shí)驗(yàn)
混合溶液     
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
飽和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
 
①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1=    ,V6=    ,V9=    
②反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈    色,實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈    色; 
③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí),生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因                    。 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

合成氨尿素工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程如下圖所示。

(1)天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________。
(2)在合成氨生產(chǎn)中,將生成的氨氣及時(shí)從反應(yīng)后的氣體中分離出來(lái)。運(yùn)用化學(xué)平衡的知識(shí)分析這樣做是否有利于氨的合成,說(shuō)明理由:___________。
(3)下圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強(qiáng)、使用相同催化劑條件下,初始時(shí)氮?dú)、氫氣的體積比為1:3時(shí),平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)。

①若分別用vA(NH3)和vB(NH3)表示從反應(yīng)開(kāi)始至平衡狀態(tài)A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率,則vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在相同溫度下,當(dāng)壓強(qiáng)由p1變?yōu)閜3時(shí),合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
③在250°C、1.0×104kPa下,H2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______%(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi),加入0.2mol 的CO和0.2mol的H2O(g),在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反應(yīng)放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化的情況如下圖所示。

(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí),CO的化學(xué)反應(yīng)速率為_(kāi)_______;反應(yīng)平衡時(shí)c(H2)=________。
(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是________(填序號(hào))。

A.CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等
B.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化
D.正、逆反應(yīng)速率都為零

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)(△H<0)
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=                     
(2)降低溫度,該反應(yīng)K值    ,二氧化硫轉(zhuǎn)化率     ,化學(xué)反應(yīng)速率       (以上均填增大、減小或不變)。
(3)600℃時(shí),在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是                         。

(4)據(jù)圖判斷,反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí),曲線發(fā)生變化的原因是                     (用文字表達(dá))。
(5)10min到15min的曲線變化的原因可能是       (填寫編號(hào))。
a.加了催化劑      b.縮小容器體積  
c.降低溫度       d.增加SO3的物質(zhì)的量。
(6)能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(   )
a. v(SO3)=2v(O2)        b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v逆(SO2)=2v正(O2)     d.恒容容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變
(7)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是(   )
a.及時(shí)分離出SO3氣體         b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度              d.選擇高效的催化劑

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(1)一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
根據(jù)題意和所給圖像完成下列各題:

①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K=________。
②升高溫度,K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)一定溫度下,將3 mol A氣體和1 mol B氣體通入一密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)??xC(g)。若容器體積固定為2 L,反應(yīng)2 min時(shí)測(cè)得剩余0.6 mol B,C的濃度為0.4 mol·L-1。
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①x=________。
②平衡混合物中,C的體積分?jǐn)?shù)為50%,則B的轉(zhuǎn)化率是______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)在T℃時(shí),將0.6molH2和0.4molN2置于容積為2 L的密閉容器中(壓強(qiáng)為mPa)發(fā)生反應(yīng):3H2+N22NH3 △H<0。若保持溫度不變,某興趣小組同學(xué)測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖所示:8 min內(nèi)分鐘NH3的平均生成速率為   mol·L-1·min-1。

(2)仍在T℃時(shí),將0.6molH2和0.4molN2置于一容積可變的密閉容 器中。
①下列各項(xiàng)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是      (填序號(hào))。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l:3:2
b.3v(N2)=v(H2)
c.3v(H2)=2v(NH3)
d.混合氣體的密度保持不變
e.容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化
②該條件下達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)與題(1)條件下NH3的體積分?jǐn)?shù)相比          (填“變大”“變小”或“不變”)。
③達(dá)到平衡后,改變某一條件使反應(yīng)速率發(fā)生了如圖所示的變化,改 變的條件可能是         。

a.升高溫度,同時(shí)加壓
b.降低溫度,同時(shí)減壓
c.保持溫度、壓強(qiáng)不變,增大反應(yīng)物濃度
d.保持溫度、壓強(qiáng)不變,減小生成物濃度
(3)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。   氨氣能將氮氧化物還原為氮?dú)夂退浞磻?yīng)機(jī)理為:
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
則NH3直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:              。
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO與NO2混合氣體40.32L被足量氨水完全吸收,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)?2.56L。該混合氣體中NO與NO2的體積之比為       。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2 , 化學(xué)方程式如下:2NO + 2 CO2CO2 + N2 ,為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下,用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表:

時(shí)間 /s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/mol·L—1
1.00×10—3
4.50×10—4
2.50×10—4
1.50×10—4
1.00×10—4
1.00×10—4
c(CO)/mol·L—1
3.60×10—3
3.05×10—3
2.85×10—3
2.75×10—3
2.70×10—3
2.70×10—3
 
請(qǐng)回答:(以下各題均不考慮溫度變化對(duì)催化效率的影響):
(1)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v (N2)=               。
(2)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=               ;若升高溫度時(shí)K值變小,則該反應(yīng)的ΔH   0(填寫“>”、“<”、“=”)。
(3)若在容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)平衡后,下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是            
A. 選用更有效的催化劑   B. 升高反應(yīng)體系的溫度
C. 降低反應(yīng)體系的溫度                D. 縮小容器的體積
(4)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時(shí),增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組對(duì)比實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。請(qǐng)?jiān)谙旅嬖O(shè)計(jì)表的空格中填入剩余的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
T / ℃
NO初始濃度
( mol·L—1 )
CO初始濃度
( mol·L—1 )
催化劑的比表面積
( m2·g—1 )

280
1.20 × 10—3
5.80 × 10—3
82

 
 
 
124

350
 
 
124
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

工業(yè)制硫酸的過(guò)程中利用反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,尾氣SO2可用NaOH溶液進(jìn)行吸收。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng),則下列說(shuō)法正確的是            。
A.若反應(yīng)速率v(SO2)=v(SO3),則可以說(shuō)明該可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
B.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol N2,化學(xué)反應(yīng)速率加快
C.平衡后僅增大反應(yīng)物濃度,則平衡一定右移,各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大
D.平衡后移動(dòng)活塞壓縮氣體,平衡時(shí)SO2、O2的百分含量減小,SO3的百分含量增大
E.保持溫度和容器體積不變,平衡后再充入2molSO3,再次平衡時(shí)各組分濃度均比原平衡時(shí)的濃度大
F.平衡后升高溫度,平衡常數(shù)K增大
(2)將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)得到如下表中的兩組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
SO2
O2
SO2
O2
1
T1
4
2
x
0.8
6
2
T2
4
2
0.4
y
9
 
①實(shí)驗(yàn)1從開(kāi)始到反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),v(SO2)表示的反應(yīng)速率為     ,表中y=    
②T1      T2 ,(選填“>”、“<”或“=”),實(shí)驗(yàn)2中達(dá)平衡時(shí) O2的轉(zhuǎn)化率為       
(3)尾氣SO2用NaOH溶液吸收后會(huì)生成Na2SO3,F(xiàn)有常溫下0.1mol/LNa2SO3溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)定其pH約為8,完成下列問(wèn)題:
①該溶液中c(Na+)與 c(OH-之比為          
②該溶液中c(OH-= c(H+)+         +         (用溶液中所含微粒的濃度表示)。
③當(dāng)向該溶液中加入少量NaOH固體時(shí),c(SO32-    ,c(Na+    。(選填“增大”、“減小”或“不變”)
(4)如果用含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的下列各溶液分別來(lái)吸收SO2,則理論吸收量由多到少的順序是             。
A.Na2CO3       B.Ba(NO3)2     C.Na2S    D.酸性KMnO4

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