G单元 化学反应速率和化学平衡
G1 化学反应速率
28.D4 J4G1[2011•安徽卷]
地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
(1)实验前:①先用0.1 mol•L-1H2SO4洗涤Fe粉,其目的是________________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入________(写化学式)。
(2)图1-19表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式 ________________ 。t1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH+4的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是________________________________。
(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:溶液的pH;
假设二:________________________;
假设二:________________________;
(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。
(已知:溶液中的NO-3浓度可用离子色谱仪测定)
实验步骤及结论:
28.D4 J4G1
(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2
(2)4Fe+10H++NO-3===Fe2++NH+4+3H2O 生成的Fe2+水解(或和溶液中OH-结合)
(3)温度 铁粉颗粒大小
实验步骤及结论:
①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中;
②调节溶液呈酸性且pH各不相同,并通入N2;
③分别向上述溶液种加入足量的同种铁粉;
④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的NO-3的浓度;
若pH不同的KNO3溶液中,测出NO-3浓度不同,表明pH对脱氮速率有影响,否则无影响。
【解析】 (1)先用稀硫酸洗涤Fe粉的目的是除去铁粉中氧化物杂质;为防止空气中的氧气对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入N2。
(2)由图可知从0到t1时刻NH+4、Fe2+的物质的量浓度在不断增大,H+、NO-3的物质的量浓度不断减小,因此离子方程式为:4Fe+NO-3+10H+===4Fe2++NH+4+3H2O;t1时刻后,Fe2+发生水解(或与溶液中的OH-结合),导致反应虽然继续进行,但Fe2+的浓度却不增加。
(3)根据影响化学反应速率的条件推断,影响脱氮的因素除了溶液的pH外,可能有溶液的温度、铁粉颗粒大小等;
(4)本小题为开放性试题,合理即可,示例见答案。
G2 化学平衡及勒夏特列原理化学反应
进行的方向(课标中必须有)9.G2[2011•安徽卷] 电镀废液中Cr2O2-7可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2O2-7(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH< 0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )
9.G2
【解析】 A 该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A正确;随溶液pH的升高,溶液中增加的OH-不断消耗H+,化学平衡向正反应方向移动,反应物Cr2O2-7的转化率不断增大,故B错误;对于任何反应升高温度,正逆反应速率都增大,故C错误;增大一种反应物浓度可以增大另一种反应物的转化率,因此,随着Pb2+物质的量浓度的增大,Cr2O2-7的物质的量应不断减小,故D错误。
12.G2G3[2011•北京卷] 已知反应:2CH3COCH3(l)催化剂CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分别在0 ℃和20 ℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示。下列说法正确的是( )
A.b代表0 ℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20 min末,CH3COCH3的v0 ℃v20 ℃>1
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平