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已知CaSO₄受熱分解，由于受熱溫度不同，氣體成分也不同。氣體成分可能為SO₂、SO₃和O₂中的一種、二種或三種。某化學(xué)課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備通過系列實(shí)驗(yàn)探究CaSO₄分解生成的氣體，進(jìn)而確定CaSO₄分解的化學(xué)方程式。

【提出猜想】

Ⅰ．所得氣體的成分可能只含 SO₃一種；

Ⅱ．所得氣體的成分可能含有                二種；（填分子式）

Ⅲ．所得氣體的成分可能含有 SO₂、SO₃ 、O₂三種。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

該化學(xué)課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備通過測(cè)定D裝置的增重以及量筒中水的體積，來探究CaSO₄分解生成的氣體成分，進(jìn)而確定CaSO₄分解的化學(xué)方程式。

【實(shí)驗(yàn)過程】

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。已知實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，CaSO₄完全分解。

請(qǐng)結(jié)合以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

（1）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，G中量筒沒有收集到水，則證明猜想        正確。(填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ)

（2）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置D的總質(zhì)量增加，能否斷定氣體產(chǎn)物中一定含有SO₂而不含SO₃？請(qǐng)說明理由：                                                     。

（3）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，容易給測(cè)定帶來較大誤差的因素有                          。

(寫出一種即可)

（4）經(jīng)改進(jìn)后，有兩組同學(xué)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，由于加熱時(shí)的溫度不同,實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)也不同,

相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

請(qǐng)通過計(jì)算，推斷第二組同學(xué)得出的CaSO₄分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：

第二組：                                               。

(15分)已知CaSO₄受熱分解，由于受熱溫度不同，氣體成分也不同。氣體成分可能為SO₂、SO₃和O₂中的一種、二種或三種。某化學(xué)課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備通過系列實(shí)驗(yàn)探究CaSO₄分解生成的氣體，進(jìn)而確定CaSO₄分解的化學(xué)方程式。
【提出猜想】
Ⅰ．所得氣體的成分可能只含 SO₃一種；
Ⅱ．所得氣體的成分可能含有               二種；（填分子式）
Ⅲ．所得氣體的成分可能含有 SO₂、SO₃、O₂三種。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
該化學(xué)課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備通過測(cè)定D裝置的增重以及量筒中水的體積，來探究CaSO₄分解生成的氣體成分，進(jìn)而確定CaSO₄分解的化學(xué)方程式。

【實(shí)驗(yàn)過程】
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。已知實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，CaSO₄完全分解。
請(qǐng)結(jié)合以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：
（1）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，G中量筒沒有收集到水，則證明猜想       正確。(填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ)
（2）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置D的總質(zhì)量增加，能否斷定氣體產(chǎn)物中一定含有SO₂而不含SO₃？請(qǐng)說明理由：                                                    。
（3）該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，容易給測(cè)定帶來較大誤差的因素有                         。
(寫出一種即可)
（4）經(jīng)改進(jìn)后，有兩組同學(xué)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，由于加熱時(shí)的溫度不同,實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)也不同,
相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)小組	稱取CaSO4 的質(zhì)量(g)	裝置D增加 的質(zhì)量(g)	量取氣體體積的裝置測(cè)量的氣體體積 (折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積) (mL)
一	4.08	2.56	224
二	5.44	2.56	448

(A)【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一種化學(xué)元素。

(1)T³⁺的核外電子排布式是____________。

(2)Q、R、M的第一電離能由大到小的順序是___________________(用元素符號(hào)表示)。

(3)下列有關(guān)上述元素的說法中，正確的是______________________(填序號(hào))。

①G單質(zhì)的熔點(diǎn)高于J單質(zhì)，是因?yàn)镚單質(zhì)的金屬鍵較強(qiáng)

②J比X活潑，所以J可以在溶液中置換出X

③將J₂M₂溶于水，要破壞離子鍵和共價(jià)鍵

④RE₃沸點(diǎn)高于QE₄，主要是因?yàn)榍罢呦鄬?duì)分子質(zhì)量較大

⑤一個(gè)Q₂E₄分子中含有五個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵

(4)加拿大天文臺(tái)在太空發(fā)現(xiàn)了EQ₉R，已知分子中所有原子均形成8電子或2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，是直線形分子，不存在配位鍵。寫出其結(jié)構(gòu)式：_________________。

(5)G與R單質(zhì)直接化合生成一種離子化合物G₃R。該晶體具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)。每層中，G原子構(gòu)成平面六邊形，每個(gè)六邊形的中心有一個(gè)R原子。層與層之間還夾雜一定數(shù)量的原子。請(qǐng)問這些夾雜的原子應(yīng)該是____________(填G或R的元素符號(hào))。

(B)【實(shí)驗(yàn)化學(xué)】

某資料顯示，能使雙氧水分解的催化劑有很多種，生物催化劑(如豬肝)、離子型催化劑(如FeCl₃)和固體催化劑(如MnO₂)等都是較好的催化劑。某實(shí)驗(yàn)小組通過測(cè)定雙氧水分解產(chǎn)生的O₂的壓強(qiáng)，探究分解過氧化氫的最佳催化劑以及探究最佳催化劑合適的催化條件。

(一)探究一：

實(shí)驗(yàn)步驟

(1)往錐形瓶中加入50 mL 1.5％的雙氧水

(2)分別往錐形瓶中加0.3 g不同的催化劑粉末，立即塞上橡皮塞

(3)采集和記錄數(shù)據(jù)。

(4)整理數(shù)據(jù)得出下表

不同催化劑“壓強(qiáng)對(duì)時(shí)間斜率”的比較

①該“探究一”實(shí)驗(yàn)的名稱是_____________________________________________________。

②該實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論是_______________________________________________________。

(二)探究二：二氧化錳催化的最佳催化條件

該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在進(jìn)行探究二的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了一系列的圖表和數(shù)據(jù)。參看下圖和表格分別回答相關(guān)問題。

3%的雙氧水與不同用量二氧化錳的壓力—時(shí)間圖

表：不同濃度的雙氧水在不同用量的二氧化錳作用下收集相同狀況下同體積O₂所需時(shí)間

分析圖、表中數(shù)據(jù)我們可以得出：

③同濃度的雙氧水的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而_________________，因而反應(yīng)時(shí)間_______________。

④如果從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和節(jié)省藥品的角度綜合分析，你認(rèn)為當(dāng)我們選用3.0%的雙氧水，加入___________ g的二氧化錳能使實(shí)驗(yàn)效果最佳。你判斷的理由是______________________。

⑤該小組的某同學(xué)通過分析數(shù)據(jù)得出了當(dāng)催化劑用量相同時(shí)雙氧水的濃度越小反應(yīng)速率越快的結(jié)論，你認(rèn)為是否正確____________，你的理由是________________________________。

（12分）能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應(yīng)在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進(jìn)行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。

①在0～2min內(nèi)，以H₂表示的平均反應(yīng)速率為       mol·L^-1·s^-1。

②列式計(jì)算300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =                                  。

③300℃時(shí)，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將        。

A．向正方向移動(dòng)   B．向逆方向移動(dòng)   C．處于平衡狀態(tài)  D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應(yīng)在500℃下進(jìn)行，在圖中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)可知△S小于0，因?yàn)榉磻?yīng)在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進(jìn)行，所以根據(jù)△G＝△H－T·△S可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

（2）①反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量來表示，根據(jù)圖像可知反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)甲醇

的濃度不再發(fā)生變化，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內(nèi)，以H₂表示的平均反應(yīng)速率為。

②平衡時(shí)氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數(shù)為。

③300℃時(shí)，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時(shí)它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因?yàn)?img width=100 height=41 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/imagenew/gzhx/2/380582.png" >＞4，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

④壓縮體積，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。選項(xiàng)B是降低生成物濃度，平衡也向正反應(yīng)方

向移動(dòng)。充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，但物質(zhì)但濃度沒有變化，所以平衡不移動(dòng)。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以答案是ABD。

（3）因?yàn)榉磻?yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但反應(yīng)速率會(huì)加快，所以圖

像為