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光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与C...

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。

(1) 实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________________;

(2)COCl2的分解反应为COCl2(g) =Cl2(g) + CO(g)  △H = +108 kJ/mol。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线来示出):

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①计算反应在第8 min时的平衡常数K = _______         ___

②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”);

③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2) = __       ____mol/L;

④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以满分5 manfen5.com(2—3)、满分5 manfen5.com(5—6)、满分5 manfen5.com(l2-13)表示]的大小________            ____;

⑤比较反应物COCl2在5-6 min和15-16 min时平均反应速率的大小:

满分5 manfen5.com(5-6)     满分5 manfen5.com(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是___________                     _   __。

 

(1)CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2(2)①0.234 ②< ③0.031 ④v(5-6)> v(2-3)=v(12-13) ⑤> 在相同温度时,该反应是反应物浓度越高,反应速率越大 【解析】 试题分析:(1)CHCl3中C元素的化合价为+2,反应产物COCl2中碳元素的化合价为+4,化合价升高了2价;双氧水中氧元素化合价为-1价,1mol双氧水反应化合价降低2价,所以CHCl3与双氧水的化学计量数都是1,然后根据观察法配平后的化学方程式为CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2。 (2)①由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,K=0.085×0.11/0.04=0.234; ②由第2min反应温度变为第8min反应温度时,生成物浓度增大、反应物浓度减小,平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以T(2)<T(8); ③由图可知,10min瞬间Cl2浓度增大,CO的浓度降低,故改变条件为移走CO,降低CO的浓度,平衡常数不变,与8min到达平衡时的平衡常数相同,由图可知,12min时到达平衡时Cl2的平衡浓度为0.12mol/L,CO的平衡浓度为0.06mol/L,故0.06×0.12/ c(COCl2)=0.234mol/L,解得c(COCl2)=0.031mol/L; ④因为在2~3 min和12~13 min时达平衡状态,故v(5-6)> v(2-3)=v(12-13);⑤在相同温度时,该反应是反应物浓度越高,反应速率越大,故(5-6)> (15-16)。 考点:考查化学平衡计算及平衡图像  
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考点分析:
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KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定:

①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1

②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1

③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。

(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成             组实验进行对比即可得出结论。

(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:

KMnO4酸性溶液浓度(mol·L-1

溶液褪色所需时间(min)

第一次

第二次

第三次

0.02

14

13

11

0.002

6.7

6.6

6.7

①用0.002 mol·L-1 KMnO4酸性溶液进行实验时,KMnO4的平均反应速率        (忽略混合前后溶液体积变化)。

②该小组同学认为依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论。该同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论。

KMnO4酸性溶液

H2C2O4溶液

浓度/ mol·L-1

体积(mL)

浓度/ mol·L-1

体积(mL)

0.02

2

b

4

a

2

c

4

则表中a=         b=          c=          

(3)H2C2O4电离常数:Ka1=5.9×10-2Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O。

①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为                                    

②比较H2C2O4和碳酸酸性强弱的方法是                               

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(4)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如右图。请解释n(Mn2+)在反应初始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:                                                       

 

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如右图所示,把试管放入盛有25 ℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题:

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(1)实验中观察到的现象是________                                            ___________。

(2)产生上述现象的原因是____                              __。

(3)写出有关反应的离子方程式:______                                  ______ _

(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量______(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。

 

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室温下,pH=2的X、Y、Z三种酸的溶液各1mL,分别加水稀释到1L,其pH与溶液体积关系如右图所示,下列说法错误的是(   )。

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A.X是强酸,Y和Z是弱酸

B.稀释前的浓度大小为c(Z)>c(Y)>c(X)

C.稀释前的电离程度大小为X>Y>Z

D.pH=2时,X、Y、Z都是稀溶液

 

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将KO2放入密闭的真空容器中,一定条件下,发生反应:4KO2(s) 满分5 manfen5.com2K2O(s)+3O2(g),达到平衡后,保持温度不变,缩小容器体积,重新达到平衡。下列说法正确的是

A.容器压强增大      B.氧气浓度不变    C.KO2的量保持不变   D.平衡常数增大

 

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已知液氨的性质与水相似,25℃时,NH3+NH3NH+NH,NH的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法中正确的是(      )

A.在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大  B.在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小

C.在此温度下液氨的离子积为1×1017        D.在液氨中放入金属钠,可生成NaNH2

 

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