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1、高考化学化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习及答案解析一、化学反应速率与化学平衡1 硫代硫酸钠 (Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症 .硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生 S 和 SO2实验 I： Na2S2O3 的制备。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2 制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：(1)仪器a 的名称是_，仪器b 的名称是_。b中利用质量分数为70%? 80%的H2SO4 溶液与Na2SO3 固体反应制备SO2 反应的化学方程式为_。 c
2、中试剂为 _(2)实验中要控制SO2 的生成速率，可以采取的措施有_ (写出一条)(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2 不能过量，原因是_实验：探究Na2S2O3 与金属阳离子的氧化还原反应。资料： Fe3+3S2 O32-? Fe(S2O3)33-(紫黑色 )装置试剂 X实验现象混合后溶液先变成紫黑色，30sFe2(SO4)3 溶液后几乎变为无色(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被 S2O32-还原为 Fe2+，通过 _(填操作、试剂和现象 )，进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验的现象：_实验：标定Na2S2O3 溶液的浓度(5)称取一定质量
3、的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g?mol-1 )0.5880g。平均分成3 份，分别放入 3 个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI 并酸化，发生下列反应： 6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3+7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3 溶液滴定，发生反应2-2-，三次消耗 Na2S2O3 溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫I2+2S2O3= 2I + S4O6酸钠溶液的浓度为_mol?L-1【答案】分液漏斗蒸馏烧瓶 H 2SO4Na 2SO3 =Na 2
4、SO4 H 2O SO2硫化钠和碳酸钠的混合液调节酸的滴加速度若 SO2 过量，溶液显酸性产物会发生分解加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀开始生成Fe(S2 3 33- 的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但O )3+与 S2 32-氧化还原反应的程度大，导致3+2 32-2 333-(紫黑色 )平衡向逆反应方FeOFe +3S O? Fe(S O )向移动，最终溶液几乎变为无色0.1600【解析】【分析】【详解】(1)a 的名称即为分液漏斗， b 的名称即为蒸馏烧瓶； b 中是通过浓硫酸和 Na2SO3 反应生成SO2，所以方程式为： H 2 SO4 Na 2SO3 =Na 2SO4 H 2O SO
5、2 ； c 中是制备硫代硫酸钠的反应， SO2 由装置 b 提供，所以 c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；(2)从反应速率影响因素分析，控制2SO 生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；(3)题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO，会使溶液酸性增2强，对制备产物不利，所以原因是：SO2 过量，溶液显酸性，产物会发生分解；(4)检验 Fe2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：开始阶段，生成 Fe(S2O 3 )33 的反应速率快，氧化
6、还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：6ICr2O 7214H =3I 22Cr 37H 2 O ； I 2 2S2 O32 =2IS4O 62；反应 I-被氧化成 I2，反应中第一步所得的I2 又被还原成 I-，所以与电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的Cr2 O 72 得电子总数就与消耗的S2 O32 失电子总数相同；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。所以假设 c(Na2S2O3)=a mol/L ，列电子得失守恒式：10
7、.5880 6=a 0.025 1，3294解得 a=0.1600mol/L 。2 根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。完成下列填空：(1)将 0.050mol SO2(g) 和 0.030mol O 2(g) 充入一个 2L 的密闭容器中，在一定条件下发生反应： 2SO2(g)+O2 (g)? 2SO3(g)+Q。经 2 分钟反应达到平衡，测得n(SO3)=0.040mol ，则 O2 的平均反应速率为 _(2)在容积不变时，下列措施中有利于提高SO2 平衡转化率的有 _(选填编号 )a.移出氧气b.降低温度c.减小压强d.再充入 0.050molSO 2(
8、g)和 0.030molO 2 (g)(3)在起始温度T1(673K)时 SO2 的转化率随反应时间 (t)的变化如图，请在图中画出其他条件不变情况下，起始温度为T2(723K)时 SO2 的转化率随反应时间变化的示意图_(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2 和 Fe3O4将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4 溶于 H2SO4 后，加入铁粉，可制备 FeSO4。酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是_FeS2 能将溶液中的3+2+2。写出有关的离子方程式Fe 还原为 Fe ，本身被氧化为SO4_。有 2mol 氧化产物生成时转移的电子数为_【答案】 0.005mol/(L?min)bd抑制
9、Fe3+与 Fe2+的水解，并防止 Fe2+被氧化成 Fe3+ FeS2+14Fe3+8H2 O=15Fe2+2SO42 +16H+14NA【解析】【分析】(1)根据 vc 求出氧气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计t算；(2)反应放热，为提高 SO2 平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，可降低温度，体积不变，不能从压强的角度考虑，催化剂不影响平衡移动，移出氧气，平衡向逆反应方向移动，不利于提高SO2 平衡转化率，由此分析解答；(3)反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但达到平衡所需要的时间缩短，据此画出曲线；(4) Fe3 与 Fe2 易水解，
10、 Fe2 易被氧化成 Fe3 ；根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式，结合方程计算转移电子数。【详解】c 0.040mol(1)v(SO3)2Lt2min 0.01mol/(L?min) ，所以 v(O2)1v(SO3 ) 0.005mol/(L? min) ，2故答案为： 0.005mol/(L?min) ；(2)a移出氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；b降低温度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；c减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；d再充入0.050molSO2(g)和 0.030molO 2(g)，相当于增大压强，平衡
11、正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；故答案为： bd；(3)反应： 2SO2(g)+O2(g)? 2SO3(g) H0， SO2 的转化率在起始温度T1673K 下随反应时间(t)的变化如图，其他条件不变，仅改变起始温度为T2 723K，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，在图中画出温度T2 下SO2 的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示；故答案为：；(4) Fe2O3(或 Fe3O4 等 )溶于 H2SO4 后，生成的Fe3 与 Fe2 易水解， Fe2 易被氧化成Fe3 ，所以要加入 Fe 粉和酸，抑制 Fe3 与 Fe2 的水解，并防止Fe2 被氧化成 Fe3 ，故答案为：抑制 Fe3 与 Fe2 的水解，并防止Fe2 被氧化成 Fe3 ；-2 价的硫离子具有还原性，FeS2 可以将溶液中的 Fe3 还原为 Fe2 ，而本身被氧化为硫酸根离子，有关的离子方程式为：FeS23+22+2+14Fe4+16H，氧化产物是硫酸根+8H O=15Fe+2SO离子，有 2mol 硫酸根生成时转移的电子数为14NA，故答案为：FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42 +16H+； 14NA。【点睛】注意 (3)温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，此
