高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题及答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：
-已知：Cr2O72(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件
下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。
（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是_____________________。
（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明？__________（“是”或“否”），理由是____________________________________________________。
c(Cr2O72-)_____（选填“增大”，（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知pH增大2-c(CrO4)“减小”，“不变”）；
（4）分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。
（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。 实验 是否加入Fe2(SO4)3 是否加入H2SO4 电极材料 ⅰ 否 否 阴、阳极均为石墨 ⅱ 否 加入1mL 阴、阳极均为石墨 12.7 ⅲ 加入5g 加入1mL 阴、阳极均为石墨 20.8 ⅳ 否 加入1mL 阴极为石墨，阳极为铁 57.3 Cr2O72-的去除率/% 0.922 ①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。
②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。
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【答案】溶液变黄色 否 Cr2O72(橙色)+H2O?CrO42(黄色)+2H正向是吸热反应，若因
浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H)平衡逆向移动的结果 减小 大于 Cr2O72+6I
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+14H+=2Cr3++3I2+7H2O Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O 阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72的去除率 【解析】 【分析】
根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。 【详解】
（1）由Cr2O72-(橙色)+H2O
2CrO42-(黄色)+2H+及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液
中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c和b（只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c的现象是：溶液变为黄色。
（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H)增大对平衡的影响。我认为不需要再设计实验证明，故填否。理由是：Cr2O72-(橙色)+H2O?CrO42-(黄色)+2H+正向是吸热反应，浓H2SO4溶于水会放出大量的热量而使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方向移动的，橙色加深只能是因为增大了c(H+)的结果。
（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知随着溶液的pH增大，上述平衡向正反应方向移
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c(Cr2O72-)动，c(Cr2O7)减小，而c(CrO4) 增大，故2-减小。 c(CrO4)2-2-（4）向试管c继续滴加KI溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H2SO4后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO42-转化为Cr2O72-----，Cr2O72可以在酸性条件下将I氧化，而在碱性条件下，CrO42不能将I氧化，说明+6价铬
盐氧化性强弱为：Cr2O72-大于CrO42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。
（5）①实验ⅱ中，Cr2O72-在阴极上放电被还原为Cr3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O。
②由实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理示意图可知，加入Fe2(SO4)3溶于水电离出Fe3+，在直流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe2+，Fe2+
在酸性条件下把Cr2O72-还原为Cr3+。如此循环往复，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率。由此可知，实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因是：阳极Fe失电子生成Fe2，Fe2与Cr2O72在酸性条件下反应生成Fe3，Fe3在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，故在阴阳两极附近均在大量的Fe2+，Fe2+循环利用提高了Cr2O72的去除率。 【点睛】
本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。
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2．资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂：0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。 该小组同学设计①、②两组实验，记录如下： 实验操作 向Ⅰ试管中加入 KMnO4 固体，连接装置Ⅰ、Ⅱ，点燃酒精灯 向Ⅰ试管中加入 KMnO4 固体， 实验现象 Ⅱ试管中有气泡冒出，溶液不变蓝 ① ② Ⅱ试管中加入适量 0.1mol/LH2SO4 溶液，连接装置Ⅰ、Ⅱ，点燃酒精灯 Ⅱ试管中有气泡冒出，溶液变蓝 （1）选择Ⅰ装置用KMnO4固体制取O2，为避免KMnO4固体随O2进入Ⅱ试管对实验造成干扰，应进行的改进是________，②组实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是________。
（2）对比①、②两组实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________。
（3）为进一步探究碱性条件下KI与O2能否反应，用上图中的装置继续进行实验： 实验操作 实验现象 ③ 向Ⅰ试管中加入 KMnO4 固体，Ⅱ试管中滴加 KOH 溶液控制 pH?8 ， 溶液略变连接装置Ⅰ、Ⅱ，点燃酒精灯 蓝 无明显变化 ④ 向Ⅰ试管中加入 KMnO4 固体，Ⅱ试管中滴加 KOH 溶液控制 pH?10 ， 连接装置Ⅰ、Ⅱ，点燃酒精灯 对于实验④的现象，小明同学提出猜想“pH?10时O2不能氧化I?”，设计了下列装置进行实验，验证猜想。
（i）烧杯a中的溶液为________。
（ii）实验结果表明，此猜想不成立。支持该结论的实验现象是通入O2后________。 （iii）小刚同学向pH?10的KOH溶液(含淀粉)中滴加碘水，溶液先变蓝后迅速褪色。经检测褪色后的溶液中含有IO3，褪色的原因是________(用离子方程式表示)。 （4）该小组同学对实验过程进行了反思：实验④的现象产生的原因可能是________。
??【答案】在Ⅰ装置试管口放置棉花球 4I?O2?4H?2I2?2H2O 酸性环境 使用不
?同浓度的硫酸溶液做对照实验 pH?10的KOH溶液 电流表指针偏转，烧杯b的溶液颜
???色变深 3I2?6OH?IO3?5I?3H2O 在pH?10的KOH溶液中I?被氧化生成I2，
而I2迅速发生歧化反应变为IO3和I?。 【解析】 【分析】
（1）KMnO4是粉末状的，会随氧气进入Ⅱ试管对实验造成干扰，可以在试管口放置一棉花球；酸性环境下O2与KI溶液反应生成I2，根据电子守恒写出反应的离子方程式。 （2）对比①、②两组实验可知，酸性溶液中O2与KI溶液更容易发生反应。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验。
（3）（i）要证明pH?10的溶液中O2不能氧化I?，烧杯a中的溶液应为pH?10的碱溶液。
（ii）若有电流产生，则猜想不成立。
（iii）向pH?10的KOH溶液(含淀粉)中滴加碘水，溶液先变蓝说明生成了I2，后迅速褪色说明生成的I2又迅速被反应掉。I2反应后生成了IO3，根据电子守恒写出反应的用离子方程式。
（4）所以实验④的现象产生的原因不是没有反应，而是生成的I2立刻发生了歧化反应。
??【详解】
（1）为避免KMnO4固体粉末随O2进入Ⅱ试管，在Ⅰ装置试管口放置棉花球，②组实验
??中反应离子方程式为4I?O2?4H?2I2?2H2O，故答案为：在Ⅰ装置试管口放置棉花??球；4I?O2?4H?2I2?2H2O；
（2）对比①、②两组实验可知：O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境，进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验；故答案为：酸性环境；使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验；
（3）（i）实验目的是探究在pH?10的KOH溶液中O2能否得电子氧化I?，所以烧杯a中的溶液为pH?10的KOH溶液，故答案为：pH?10的KOH溶液；
（ii）如果能构成原电池，说明pH?10时O2能氧化I?，所以电流表指针偏转，烧杯b的溶液颜色变深，说明pH?10时O2能氧化I?，故答案为：电流表指针偏转，烧杯b的溶液颜色变深；
（iii）变蓝后迅速褪色，褪色后溶液中含有IO3，说明生成的I2与溶液中KOH反应生成了
?IO3离子，根据氧化还原反应化合价升降规律可知溶液中还有I?，所以反应离子方程式
???????为：3I2?6OH?IO3?5I?3H2O，故答案为：3I2?6OH?IO3?5I?3H2O；
（4）实验④的现象产生的原因可能是在pH?10的KOH溶液中I?被氧化生成I2，而I2迅速发生歧化反应变为IO3和I?，从而无法看到溶液变蓝，故答案为：在pH?10的KOH溶液中I-被氧化生成I2，而I2迅速发生歧化反应变为IO3和I?。
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3．某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。 [实验一]配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L的醋酸溶液，用0.2 mol·L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题： （1）配制250 mL 0.2 mol·L醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________和________。
（2）为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.2000 mol·L－1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下： 实验序号 消耗NaOH溶液的体积(mL) 1 2 3 18.80 4 19.95 －1
－1
－1
20.05 20.00 则该醋酸溶液的准确浓度为________(保留小数点后四位)。 [实验二]
探究浓度对醋酸电离程度的影响
高考化学化学反应速率与化学平衡综合练习题及答案
