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    某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72—转化为Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
    (1)在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

    测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。

    (2)上述反应后草酸被氧化为______________(填化学式)。
    (3)实验①和②的结果表明________；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。
    (4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
    假设一：Fe2＋起催化作用；
    假设二：________；
    假设三：    ________；
    ……
    (5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72—的浓度可用仪器测定]

    实验方案
    (不要求写具体操作过程)
    		预期实验结果和结论
     
    		 
     

    (1)

    (2)CO2
    (3)溶液pH对该反应的速率有影响　2(c0－c1)/t1
    (4)Al3＋起催化作用　SO42—起催化作用
    (5)

    实验方案
    (不要求写具体操作过程)
    		预期实验结果和结论
    用等物质的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
    		反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72—)大于实验①中的c(Cr2O72—)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O72—)相同，则假设一不成立
     
    (本题属于开放性试题，合理答案均可)

    解析

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
    (1)上述实验中发生反应的化学方程式有 　________________________________; 
    (2)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有　　　　　　　　　　　　(答两种); 
    (3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。

    　　　　　　实验
    混合溶液　　　　　
    		A
    		B
    		C
    		D
    		E
    		F
    4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL
    		30
    		V1
    		V2
    		V3
    		V4
    		V5
    饱和CuSO4溶液/mL
    		0
    		0.5
    		2.5
    		5
    		V6
    		20
    H2O/mL
    		V7
    		V8
    		V9
    		V10
    		10
    		0
     
    ①请完成此实验设计,其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　; 
    ②反应一段时间后,实验A中的金属呈　　　　色,实验E中的金属呈　　　　色; 
    ③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。

    (1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。
    (2)在合成氨生产中，将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成，说明理由：___________。
    (3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数。

    ①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“＝”)。
    ②在相同温度下，当压强由p1变为p3时，合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
    ③在250°C、1.0×104kPa下，H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2mol 的CO和0.2mol的H2O（g），在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。

    （1）根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c（H2）＝________。
    （2）判断该反应达到平衡的依据是________（填序号）。

    A．CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
    B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
    C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
    D．正、逆反应速率都为零

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）（△H＜0）
    （1）写出该反应的化学平衡常数表达式K=                     
    （2）降低温度，该反应K值    ，二氧化硫转化率     ，化学反应速率       （以上均填增大、减小或不变）。
    （3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是                         。

    （4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是                     （用文字表达）。
    （5）10min到15min的曲线变化的原因可能是       （填写编号）。
    a．加了催化剂      b．缩小容器体积  
    c．降低温度       d．增加SO3的物质的量。
    （6）能说明该反应已经达到平衡状态的是（   ）
    a． v（SO3）＝2v（O2）        b．容器内压强保持不变
    c．v逆（SO2）=2v正（O2）     d．恒容容器内物质的密度保持不变
    （7）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（   ）
    a．及时分离出SO3气体         b．适当升高温度
    c．增大O2的浓度              d．选择高效的催化剂

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    (1)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。
    根据题意和所给图像完成下列各题：

    ①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________。
    ②升高温度，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
    (2)一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)。若容器体积固定为2 L，反应2 min时测得剩余0.6 mol B，C的浓度为0.4 mol·L－1。
    请填写下列空白：
    ①x＝________。
    ②平衡混合物中，C的体积分数为50%，则B的转化率是______________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
    （1）在T℃时，将0．6molH2和0．4molN2置于容积为2 L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应：3H2+N22NH3 △H<0。若保持温度不变，某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图所示：8 min内分钟NH3的平均生成速率为   mol·L-1·min-1。

    （2）仍在T℃时，将0．6molH2和0．4molN2置于一容积可变的密闭容 器中。
    ①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是      (填序号)。
    a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l：3：2
    b．3v正(N2)=v逆(H2)
    c．3v正(H2)=2v逆(NH3)
    d．混合气体的密度保持不变
    e．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
    ②该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题（1）条件下NH3的体积分数相比          (填“变大”“变小”或“不变”)。
    ③达到平衡后，改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化，改 变的条件可能是         。

    a．升高温度，同时加压
    b．降低温度，同时减压
    c．保持温度、压强不变，增大反应物浓度
    d．保持温度、压强不变，减小生成物浓度
    （3）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。   氨气能将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
    2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)  H=-akJ·mol-1
    4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-bkJ·mol-1
    则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：              。
    若标准状况下NO与NO2混合气体40．32L被足量氨水完全吸收，产生标准状况下氮气42．56L。该混合气体中NO与NO2的体积之比为       。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下：2NO + 2 CO2CO2 + N2 ，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

    时间 /s
    		0
    		1
    		2
    		3
    		4
    		5
    c(NO)/mol·L—1
    		1.00×10—3
    		4.50×10—4
    		2.50×10—4
    		1.50×10—4
    		1.00×10—4
    		1.00×10—4
    c(CO)/mol·L—1
    		3.60×10—3
    		3.05×10—3
    		2.85×10—3
    		2.75×10—3
    		2.70×10—3
    		2.70×10—3
     
    请回答：（以下各题均不考虑温度变化对催化效率的影响）：
    （1）前2s内的平均反应速度v (N2)＝               。
    （2）在该温度下，反应的平衡常数K＝               ；若升高温度时K值变小，则该反应的ΔH   0(填写“＞”、“＜”、“＝”)。
    （3）若在容器中发生上述反应，达平衡后，下列措施能提高NO转化率的是            
    A. 选用更有效的催化剂   B. 升高反应体系的温度
    C. 降低反应体系的温度                D. 缩小容器的体积
    （4）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下面设计表的空格中填入剩余的实验条件数据。
    实验编号
    		T / ℃
    		NO初始浓度
    ( mol·L—1 )
    		CO初始浓度
    ( mol·L—1 )
    		催化剂的比表面积
    ( m2·g—1 )
    Ⅰ
    		280
    		1.20 × 10—3
    		5.80 × 10—3
    		82
    Ⅱ
    		 
    		 
    		 
    		124
    Ⅲ
    		350
    		 
    		 
    		124
     

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    工业制硫酸的过程中利用反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）；△H＜0，将SO2转化为SO3，尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题：
    （1）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生反应，则下列说法正确的是            。
    A．若反应速率v(SO2)=v(SO3)，则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
    B．保持温度和容器体积不变，充入2 mol N2，化学反应速率加快
    C．平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，各反应物的转化率一定都增大
    D．平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大
    E．保持温度和容器体积不变，平衡后再充入2molSO3，再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
    F．平衡后升高温度，平衡常数K增大
    （2）将一定量的SO2（g）和O2（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据：

    实验编号
    		温度/℃
    		起始量/mol
    		平衡量/mol
    		达到平衡所需时间/min
    SO2
    		O2
    		SO2
    		O2
    1
    		T1
    		4
    		2
    		x
    		0．8
    		6
    2
    		T2
    		4
    		2
    		0．4
    		y
    		9
     
    ①实验1从开始到反应达到化学平衡时，v（SO2）表示的反应速率为     ，表中y=    。
    ②T1      T2 ,(选填“＞”、“＜”或“=”),实验2中达平衡时 O2的转化率为       。
    （3）尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0．1mol/LNa2SO3溶液，实验测定其pH约为8，完成下列问题：
    ①该溶液中c（Na+）与 c（OH-）之比为          。
    ②该溶液中c（OH-）= c（H+）+         +         （用溶液中所含微粒的浓度表示）。
    ③当向该溶液中加入少量NaOH固体时，c（SO32-）    ,c（Na+）    。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
    （4）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2，则理论吸收量由多到少的顺序是             。
    A．Na2CO3       B．Ba(NO3)2     C．Na2S    D．酸性KMnO4

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