Question

【題目】化學(xué)家一直致力于對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、限度和速率進(jìn)行研究，尋找合適理論對(duì)其進(jìn)行解釋。

I.為了治理汽車尾氣污染（含有NO、CO、烴類等），科學(xué)家設(shè)計(jì)在汽車排氣管上裝上催化劑發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。某溫度下，向體積為1L的密閉容器中充入NO、CO各0.1mol，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為60%，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________；此反應(yīng)常溫下能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是_______________________。

Ⅱ.右圖是高錳酸鉀酸性溶液與草酸發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)圖象，溶液體積為500mL。

（1）該反應(yīng)在10-30s的化學(xué)反應(yīng)速率v(Mn2+)=________________________。

（2）請寫出該反應(yīng)的離子方程式____________________________________________________。

（3）觀察圖象說明在一定溫度下反應(yīng)速率起始緩慢然后加快的原因______________________。

Ⅲ. 難溶電解質(zhì)FeS在水溶液中存在著溶解平衡：FeS(s)Fe2+(aq) + S2－(aq),在一定溫度下，Ksp=c(Fe2+)·c(S2－)=6.25×10-18；在該溫度下，氫硫酸飽和溶液中存在c2(H+)· c(S2－)=1.0×10-22。將適量FeCl2投入氫硫酸飽和溶液中，欲使溶液中c(Fe2+)=1.0 mol·L－1，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的c(H+)=_______。

IV.氫硫酸中H2S是分步電離的，H2SH+ + HS－ K1=1.3×10-7，HS-H+ + S2－ K2=7.1×10-15欲使溶液中c(S2－)濃度增大，應(yīng)采取的措施有_____________。

A．加入NaOH B．加入CuSO4 C．適當(dāng)降低溫度 D．通入過量SO2 E．加入Na2CO3 (H2CO3電離常數(shù)K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11)

Answer 1

【答案】 K= 42.2L·mol－1或 L·mol－1 因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)（或因?yàn)樵摲磻?yīng)△H <0） v(Mn2+)= 0.01mol·(L·s)－1 2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O 生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用 c(H+)=4×10－3 mol· L－1 AE

【解析】I. 某溫度下，向體積為1L的密閉容器中充入NO、CO各0.1mol，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為60%，根據(jù)三段式法有：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始濃度（mol/L） 0.1 0.1 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.06 0.06 0.03 0.06

平衡濃度（mol/L） 0.04 0.04 0.03 0.06

則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==42.2L·mol－1或 L·mol－1，2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)為熵減的反應(yīng)，此反應(yīng)常溫下能夠自發(fā)進(jìn)行，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即該反應(yīng)的△H <0，故答案為：42.2L·mol－1或 L·mol－1；因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)（或因?yàn)樵摲磻?yīng)△H <0）；

II. ⑴. 據(jù)圖可知，10s時(shí)c(Mn2+)=0.05mol÷0.5L=0.1mol/L，30s時(shí) c(Mn2+) = 0.15mol÷0.5L=0.3mol/L，該反應(yīng)在10-30s的化學(xué)反應(yīng)速率v(Mn2+) = =0.01mol·(L·s)－1，故答案為：0.01mol·(L·s)－1；

⑵. 高錳酸鉀酸性溶液與草酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)，Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)，C元素的化合價(jià)從+3價(jià)升高到+4價(jià)，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O，故答案為：2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O；

⑶. 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中生成的Mn2+越來越多，Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用，使反應(yīng)速率加快，故答案為：生成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用；

III. 將適量FeCl2投入氫硫酸飽和溶液中，欲使溶液中c(Fe2+)=1.0 mol·L－1，則溶液中c(S2)==mol/L=6.25×1018mol/L，因c2(H+)· c(S2－)=1.0×10-22，則c(H+)=mol/L=4×10－3 mol· L－1，故答案為：4×10－3 mol· L－1；

IV. A．加入NaOH，消耗氫離子，使H2S的電離平衡正向移動(dòng)，c(S2－)增大，故A正確；B．加入CuSO4，S2－與Cu2+反應(yīng)生成CuS，導(dǎo)致c(S2－)減小，故B錯(cuò)誤；/span>C. 因弱電解質(zhì)的電離是吸熱過程，適當(dāng)降低溫度，使H2S的電離平衡逆向移動(dòng)，c(S2－)減小，故C錯(cuò)誤；D. 通入過量SO2，與H2S發(fā)生反應(yīng)：2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，使H2S的電離平衡逆向移動(dòng)，c(S2－)減小，故D錯(cuò)誤；E. 由H2S和H2CO3的電離常數(shù)可知，加入Na2CO3與H2S發(fā)生反應(yīng)：H2S＋CO32－=HS－＋HCO3－，使溶液中的HS－濃度增大，促進(jìn)HS－H+ + S2－正向進(jìn)行，c(S2－)增大，故E正確；答案選AE。