题目列表(包括答案和解析)
已知理想气体各参数p(压强)、V(体积)、T(温度)、n(物质的量)满足理想气体状态方程pV=nRT。某学校课外活动小组粗略测定理想气体状态方程中气体常数R的值,下面是测定实验的分析报告,请填写有关空白:
(一)测定原理:在理想气体状态方程pV=nRT中,气体常数R=pV/nT的数值可以通过实验来确定。本实验通过金属镁置换出盐酸中的氢来测定R的值。其反应为:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
如果称取一定质量的镁与过量的盐酸反应,则在一定温度和压力下,可以通过测出反应放出氢气的体积。实验室的温度和压力可以分别由温度计和气压计测得。氢气物质的量可以通过反应中镁的质量来求得。将以上所得各项数据代入R= pV /nT式中,即可算出R值。
(二)实验用品及试剂:①仪器:托盘天平、测定气体常数的装置(如上图所示);②试剂:6mol·L-1HCl、镁条若干。
(三)实验内容:
1.在托盘天平上称出镁条的质量(称量镁条天平的游码示数如右图所示,未用砝码,单位为g);
2.按上图搭好仪器。取下试管,移动量气管B,使量气管A中的水面略低于零刻度线,然后将量气管B固定。
3.在试管中加入15mL 6 mol·L-1HCl,不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的镁沾少许水,贴在试管上部不与盐酸接触。
4.检查仪器是否漏气,方法如下:(方法要求简单有效)
。
5.如果装置不漏气,调整量气管B的位置,使量气管A内水面与量气管B 内水面在同一水平面上(要求“在同一水平面上”的原因是 ;实现“在同一水平面上”的操作是 ),然后准确读出量气管A内水面凹面最低点的读数V1(如右图所示)。
6.轻轻摇动试管,使镁条落入盐酸中,镁条与盐酸反应放出氢气。此时量气管A内水面即开始下降。为了不使量气管A内气压增大而造成漏气,在量气管A内水面下降的同时,慢慢 (上或下)移量气管B,使两管内的水面基本保持水平。反应停止后,待试管冷却至室温(约10分钟),移动量气管B,使两管内的水面相平,读出反应后量气管A内的精确读数V2(如右图所示)。
7.记录实验时的室温t和大气压P。(已知室温为27℃,大气压为100kPa)
(四)数据记录与处理(在横线上填写适当内容):
镁条的质量 | w= |
| g |
氢气的物质的量 | n= |
| mol |
反应前量气管A内读数 | V1= |
| ml |
反应后量气管A内读数 | V2= |
| ml |
氢气的体积 | V |
| ml |
室温 | T |
| K |
大气压 | P |
| Pa |
气体常数R的值(计算过程和结果):
(五)问题与讨论:①在读取量气管内气体体积V1时,眼睛仰视读数,结果造成R的测定值 (偏高、偏低或无影响);②若没等反应试管冷却到室温就量取液面的高度,结果造成R的测定值 (偏高、偏低或无影响)。
实验组 | 温度 | 起始量 | 平衡量 | 达到平衡所需时间 | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 1 mol | 2 mol | 0.8 mol | 1.2 mol | 5 min | |
2 | 0.5 mol | 1 mol | 0.2 mol | 0.8 mol | 3 min | |
3 | a | b | c | d | t |
(1)①由以上数据,实验1中以v(CO2)表示的反应速率为___________。
②该反应在
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3 min,则a、b应满足的关系是___________。
(2)下图1、2表示上述反应在时刻t1达到平衡,在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况:
图1 图2
①图1中时刻t2发生改变的条件可能是________________________(写一条即可,下同)。
②图2中时刻t2发生改变的条件可能是__________________________________________。
(3)在
(12分)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,X有5个原子核。通常状况下,W为无色液体。
已知:X+YZ+W
(1)Z的空间构型为 。
(2)液态Z和W的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态Z的电离方程式是 。
(3)1mol气态Z与O2反应生成液态W和一种由两种元素组成的气体物质,放出的热量为QkJ,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)一定温度下,将1mol N2O4置于密闭容器中,保持压强不变,升高温度至T1的过程中,气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色。若保持T2,增大压强,气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。
①温度在T1—T2之间,反应的化学方程式是: 。
②温度在T2—T3之间,气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 。
③若将实验所得的平衡混和气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的空气 L。(设空气组成为:N2与O2,体积比4:1)
(12分)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,X有5个原子核。通常状况下,W为无色液体。
已知:X+YZ+W
(1)Z的空间构型为 。
(2)液态Z和W的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态Z的电离方程式是 。
(3)1mol气态Z与O2反应生成液态W和一种由两种元素组成的气体物质,放出的热量为QkJ,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)一定温度下,将1mol N2O4置于密闭容器中,保持压强不变,升高温度至T1的过程中,气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色。若保持T2,增大压强,气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。
①温度在T1—T2之间,反应的化学方程式是: 。
②温度在T2—T3之间,气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 。
③若将实验所得的平衡混和气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的空气 L。(设空气组成为:N2与O2,体积比4:1)
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