高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
（1）有关研究需要得到C₃H₈(g) = 3C(石墨,s) + 4H₂(g)的ΔH，但测定实验难进行。设计下图可计算得到：
①ΔH      0（填>、<或=）
②ΔH =                      
（用图中其它反应的反应热表示）

（2）甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下：

物质	HCOOH	CH3OH	HCOOCH3
主要 性质	无色液体，与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH)	无色液体，与水互溶	无色液体，在水中溶解度小，与醇互溶

工业制备甲酸原理：HCOOCH₃(l) + H₂O(l)  HCOOH(l) + CH₃OH(l)，反应吸热，但焓变的值很小。常温常压下，水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中，反应起始，在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇，从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇：                                               。
甲酸：                                               。
某小组通过试验研究反应HCOOCH₃转化率随时间变化的趋势，在温度T₁下，采用酯水比为1:2进行实验，测得平衡是HCOOCH₃的转化率为25%。
②预测HCOOCH₃转化率随时间的变化趋势并画图表示。

③该反应在温度T₁下的平衡常数K=          。
（保留两位有效数字）
（3）HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式：
                                          。

太阳能电池是利用光电效应实现能量变化的一种新型装置，目前多采用单晶硅和多晶硅作为基础材料。高纯度的晶体硅可通过以下反应获得：
反应①（合成炉）：
反应②（还原炉）：
有关物质的沸点如下表所示：

物质	BCl3	PCl3	SiCl4	AsCl3	AlCl3	SiHCl3
沸点	12．1	73．5	57．0	129．4	180（升华）	31．2

请回答以下问题：
（1）太阳能电池的能量转化方式为         ；由合成炉中得到的SiHCl₃往往混有硼、磷、砷、铝等氯化物杂质，分离出SiHCl₃的方法是       。
（2）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(P_B)代替物质的量浓度(c_B)也可表示平衡常数（记作K_P），则反应①的K_P＝             ；
（3）对于反应②，在0．1Mpa下，不同温度和氢气配比（H₂/SiHCl₃）对SiHCl₃剩余量的影响如下表所示：

①该反应的△H₂       0（填“>”、“<”、“=”）
②按氢气配比5:1投入还原炉中，反应至4min时测得HCl的浓度为0．12mol·L^—1，则SiHCl₃在这段时间内的反应速率为               。
③对上表的数据进行分析，在温度、配比对剩余量的影响中，还原炉中的反应温度选择在1100℃，而不选择775℃，其中的一个原因是在相同配比下，温度对SiHCl₃ 剩余量的影响，请分析另一原因是              。
（4）对于反应②，在1100℃下，不同压强和氢气配比（H₂/SiHCl₃）对SiHCl₃剩余量的影响如图27—1所示：

① 图中P₁        P₂（填“>”、“<”、“=”）
②在图27—2中画出氢气配比相同情况下，1200℃和1100℃的温度下，系统中SiHCl₃剩余量随压强变化的两条变化趋势示意图。

甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）。
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式   __________________________________。
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H₂(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。
②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH₂(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；
A. P₃＞P₂，T₃＞T₂        B. P₁＞P₃，T₁＞T₃     C. P₂＞P₄，T₄＞T₂        D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH₂充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

(14分)以下是一些物质的熔沸点数据(常压)：

	钾	钠	Na2CO3	金刚石	石墨
熔点(℃)	63.65	97.8	851	3550	3850
沸点(℃)	774	882.9	1850(分解产生CO2)	---	4250

金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：
4Na(g)+3CO₂(g)2Na₂CO₃(1)+C(s，金刚石)；△H＝-1080．9kJ／mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为        ；若4v_正(Na)＝3v_逆(CO₂)，反应是否达到平衡        (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min，金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min里CO₂的平均反应速率为               。
(3)高压下有利于金刚石的制备，理由                                  。
(4)由CO₂(g)+4Na(g)＝2Na₂O(s)+C(s，金刚石)  △H＝-357．5kJ／mol；则Na₂O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na₂CO₃(1)的热化学方程式：                       。
(5)下图开关K接M时，石墨作       极，电极反应式为                     。当K接N一段时间后，测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象【x—代表n(H₂O)_消耗，y—代表n[Al(OH)₃]，反应物足量，标明有关数据】

(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值，且气体体积为标况体积)：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)	50	120	232	290	310

(1)哪一时间段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大_____               ______，
原因是                                     。
(2)求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)            
(3)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体
积的下列溶液，你认为可行的是__________。
A．蒸馏水   B．NaCl溶液   C．NaNO₃溶液   D．CuSO₄溶液   E．Na₂CO₃溶液

（1）某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如下图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为：____________________________

（2） 用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为    
____________________
（3） 某时刻t（t﹤5min）测得Y、Z两者的物质的量之比为
3:1，则X的转化率为_________
（4） 该条件下，能说明反应已达到平衡状态的是       
a．容器内z物质的量浓度为0.25mol/L
b．正反应和逆反应的速率都为0       
c．容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2
d．容器内X气体的体积分数不变  
e. 单位时间内消耗3a mol X，同时生成2a mol Z

（1）等质量的D₂¹⁶O和H₂¹⁶O所含的质子数之比为______，中子数之比为______；等物质的量的D₂¹⁶O和H₂¹⁶O分别与足量的金属钠反应，放出的氢气的质量比为_____，转移电子数之比为______。
（2）在2L密闭容器中进行如下反应：，5min内NH₃的质量增加了
1.7g，则v(NH₃)=                       。

（本题16分） 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知CO(g)＋H₂O(g) H₂(g)＋CO₂(g)的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0.6

试回答下列问题：
（1）上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有______(选填字母)

	A	B	C	D
n(CO2)/mol	3	1	0	1
n(H2)/mol	2	1	0	1
n(CO)/mol	1	2	3	0.5
n(H2O)/mol	5	2	3	2

（4）在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H₂O(g)达到平衡时，CO的转化率是__________。

(8分)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)

根据题意完成下列问题：
（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝______，升高温度，K值______(填“增大”“减小”或“不变”)．
（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝________________.
（3）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是____．

A．氢气的浓度减少	B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加	D．重新平衡时增大

（本题16分）工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下：

已知Ⅰ.白云石主要成分可表示为：CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃ 2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%。
（1）为了提高白云石的煅烧效果，可以采取的措施是将矿石        _______。若在实验室中煅烧白云石，需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要       __（填序号）。
A．蒸发皿         B．坩埚        C．泥三角        D．石棉网
（2）加入H₂SO₄控制pH时，终点pH对产品的影响如图8所示。则由图示可得到的结论及原因是：
①pH过高会导致___________________________下降，其原因是_______________________
②pH过低会引起____________________________ ，其原因可能是__________(填序号)
A．Fe₂O₃溶于H₂SO₄最终使产品混有杂质
B．SiO₂溶于H₂SO₄最终使产品混有杂质
C．酸性过强，形成可溶的Ca(HSO₄)₂，最终使产品混有含钙的杂质

（3）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

根据上表数据，简要说明析出CaSO₄.2H₂O的操作步骤是         、         。
（4）写出沉淀反应中的离子方程式：                                 。
（5）该生产流程中还可得到的一种副产品是_______________。
（6）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为                （25℃时，Mg(OH)₂的溶度积Ksp=5.6×10^-12）。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
 

一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的杂质常用常用氨水吸收，产物为。一定条件下向溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：。
（2）步骤II中制氯气原理如下：
①   

②     

对于反应①，一定可以提高平衡体系中百分含量，又能加快反应速率的是。
a.升高温度  b.增大水蒸气浓度   c.加入催化剂   d.降低压强
利用反应②，将进一步转化，可提高产量。若1 和的混合气体（的体积分数为20%）与反应，得到1.18mol 、和的混合气体，则转化率为。
（3）下左图表示500、60.0条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。根据图中点数据计算的平衡体积分数：。
（4）依据温度对合成氨反应的影响，在下右图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，物质的量变化的曲线示意图。

（5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号），简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：。

合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合铜（I）、氨水]吸收在生产过程中产生的和等气体。铜液吸收的反应是放热反应，其反应方程式为：

完成下列填空：
（1）如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是。（选填编号）
a.减压   b.增加NH₃的浓度   c.升温   d.及时移走产物
（2）铜液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式。

（3）简述铜液吸收及铜液再生的操作步骤（注明吸收和再生的条件）。

（4）铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是。通过比较可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。
（5）已知与分子结构相似，的电子式是。熔点高于，其原因是。

(7分)（1）某温度下，2L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示，则

①此反应的化学方程式为________________；
②0~10s内，用Z表示的化学反应速率为________________；
③X的转化率为________________；
（2）恒温恒容时，某密闭容器中发生反应：C(s)+CO₂(g) 2CO(g)，下列描述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是________________。
①C(s)的浓度不再改变          ②CO₂的体积分数不再改变
③气体的质量不再改变          ④气体的密度不再改变
⑤单位时间内消耗1molCO₂，同时生成2molCO
⑥n(CO₂)：n(CO)=1：2        ⑦v_正（CO₂）=2v_逆（CO）

硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
（1）一定条件下，SO₂与空气反应10 min后，SO₂和SO₃物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L，则SO₂起始物质的量浓度为______；生成SO₃的化学反应速率为______。
（2）若改变外界条件，发生SO₂与空气反应生成SO₃，使10 min内的用O₂表示的反应速率为0.15mol/(L·min)，则改变的条件可能是_______________。

A．压缩体积，增大压强

B．降低温度

C．充入大量的氮气

D．仅增加SO2的浓度

（3）工业制硫酸，用过量的氨水对SO₂尾气处理，请写出相关的离子方程式：____ _

已知CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

|温度/ ℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：
（1）该反应的△H          0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H₂O，反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L^-1·s^-1，则6S末CO₂的物质的量浓度为               ；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为              ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为                (填正确选项前的字母)；   
a．压强不随时间改变           b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变           d.单位时间里生成CO和H₂的物质的量相等   
（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c(H₂O): c(CO)应不低于       ；
（5）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K₂CO₃为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式                                             ；
（6）已知CO可用于制备很多物质：
       ΔH＝+8.0kJ·mol^－1
       ΔH＝+90.4kJ·mol^－1
               ΔH＝-556.0kJ·mol^－1
               ΔH＝-483.6kJ·mol^－1
请写出与反应生成热化学方程式                      。