高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) △H = —49.0kJ／mo1．
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=          mol/（L·min）
（2）该反应的平衡常数为            。
（3）下列措施中能使n（CH₃OH）／n（CO₂）增大的是          。
A．升高温度                 B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂O(g)从体系中分离     D．再充入lmol CO₂和3mol H₂
（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g） △H= —1275.6kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（1） △H= —44.0kJ/mol
则甲醇的燃烧热化学方程式为：                                  ；
（5）如果燃烧甲醇会造成大量化学能损失，如果以甲醇和空气为原料，以氢氧化钠为电解质溶液设计成原电池将有很多优点，请书写出该电池的负极反应：___________________
（6）常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na⁺、A^—、H⁺、OH^—。若该溶液M由 pH=3的HA溶液mL与pH=11的NaOH溶液mL混合反应而得，则下列说法中正确的是  __。
A．若溶液M呈中性，则溶液M中c（H⁺）+c（OH^—）=2×10^—7mol·L^-1
B．若V₁=V₂，则溶液M的pH一定等于7
C．若溶液M呈酸性，则V₁一定大于V₂
D．若溶液M呈碱性，则V₁一定小于V₂

在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 molA和0.6 molB，在一定条件下发生反应：A(s)＋3B(g)2C(s)＋3D(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	64．0	50.7	42．9

请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K＝              ，ΔH         0(填“＞”或“＜”)。
（2）1000 ℃时,4 min后达到平衡．求4 min内D的平均反应速率v(D)＝              ，B的平衡转化率为              ，平衡时B的体积分数              。
（3）欲提高⑵中B的平衡转化率，可采取的措施是              
A．减少C的量        B．增加A的量          C．移出部分D   
D．降低反应温度        E．减小容器的容积      F．加入合适的催化剂
（4）1000 ℃时, 在一容积为2 L的密闭容器内加入XmolC和0.6 molD，5 min后达到平衡，B的浓度与⑵中B的浓度相同，求X的范围              
（5）下列说法中能说明反应已达到平衡状态的是              
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而变      B．B的速率不随时间的变化而变化
C．c(B)︰c(D)=1︰1                           D．混合气体的密度保持不变(M(B)≠M(D))

（14分，除标明外，每空2分）在实验室进行工业合成氨的模拟实验：
N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0。当反应达到平衡后，分离出氨，并按与起始时原料气相同的物质的量之比补充N₂、H₂，以实现连续生产，各组分物质的量和时间的关系如图所示（容器体积为1 L，各平衡状态时N₂物质的量均可视为0.9mol）。

（1）①以NH₃的浓度变化表示反应开始至15 min时该反应的平均速率是   （保留三位有效数字）。
②I阶段15 min达到平衡，则I阶段的平衡常数为            ；Ⅱ阶段，达到平衡状态时，代表氢气的曲线上的点的坐标为（         ）。
③H₂在I、Ⅱ的平衡转化率a_I（H₂）、a_Ⅱ（H₂）中较小的是     ，其值是     （保留三位有效数字）。
（2）在甲、乙两容器中分别进行反应N₂(g) + 3H₂2NH₃(g)，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中充入amol N₂、b mol H₂（3a＞b＝3），达到平衡时NH₃的物质的量为cmol。
①相同温度下，在乙中加入2a mol N₂、2b mol H₂，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时NH₃的物质的量为        mol（填字母序号，下同）；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时NH₃的物质的量为         mol。

A．大于2c

B．等于2c

C．在c～2c之间

D．等于c E．小于c

②相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1mo1NH₃，要使乙中反皮达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时的相同，则起始时还应加入    和      （用含a、b的代数式表示）。

I．在容积为2.0L，的密闭容器内，物质D在T℃时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如下图，据图同答下列问题：

（1）从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为____________________。
（2）根据上图写出该反应的化学方程式_______________________________________，该反应的平衡常数K＝_________________。
（3）第5 min时，升高温度，A、B、D的物质的量变化如上图，则降温，该反应的平衡常数_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
Ⅱ．可逆反应：①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：

请同答下列问题：
（1）达平衡(I)时，X的转化率为___________________。
（2） X(g)+2Y(g)2Z(g)是_________（填“吸”或“放”）热反应。

(8分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1） 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO (g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH₁
反应Ⅱ：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2．041	0．270	0．012

由表中数据判断，ΔH₁______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0．2 mol·L^－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
（2）下列各项能作为判断反应Ⅰ在2 L的密闭容器中达到化学平衡状态的依据的是_______（填序号字母）。
A．容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1∶2∶1
B．2v(H₂)_(正)＝ v(CO)_(逆)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH₁＝－1 275．6 kJ·mol^－1
②2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)  ΔH₂＝－566．0 kJ·mol^－1
③H₂O(g)===H₂O(l)　ΔH₃＝－44．0 kJ·mol^－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                

用图中所示实验装置证明氧化铜能加快约7%的双氧水的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较(即比较反应速率)。用图示装置测量产生气体的体积，其他可能影响实验的因素均已忽略，相关数据如下：

（1）从实验原理来看，实验中的“待测数据”可以指、也可以指                             。
（2）实验时气体收集在B中，B仪器名称是__________。若要检验产生的气体是O₂，待气体收集结束       后，用弹簧夹夹住B下端乳胶管，打开单孔橡皮塞，                   。

（3）为探究CuO在实验②中是否起催化作用，除与①比较外，还需补做下列实验不必写具体步骤)：a．证明CuO的化学性质没有变化，b．                   。
（4）为证明氧化铜的化学性质在加入双氧水前后没有发生改变，你设计验证的实验是                   。
（5）实验开始时,当往容器中加入一定量的双氧水后,由于短时间内产生大量气体,分液漏斗内的液体不能顺利流下,为了解决这个问题,你采取的措施是                             ;在测量生成的气体体积时,除了要注意视线与凹液面相平以外,还应注意                                

“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H₂为主的合成气，合成气有广泛应用。试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO₂(g)  ΔH＞0。已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值   (填“增大”、“减小”或“不变”)；
②1100 ℃时测得高炉中，c(CO₂)="0.025" mol·L^-1，c(CO)="0.1" mol·L^-1，则在这种情况下，该反应向     进行(填“左”或“右”)，判断依据是                     。
（2）目前工业上也可用CO₂生产燃料甲醇，有关反应：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH＝－49.0 kJ·mol^-1，现向体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，反应过程中测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①该反应的化学平衡常数表达式为             ；
②反应达到平衡时，氢气的转化率 α(H₂)＝      ；
③反应达到平衡后，下列措施能使增大的是           （填序号）。
A 升高温度    B 再充入H₂    C 再充入CO₂     
D 将H₂O(g)从体系中分离     E．充入He(g)

I：已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g）
（1）T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T℃时物质的浓度（mol•L^-1）变化

时间/ min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第4～5min之间，改变的条件是　　　　　          　　 ，T℃时该化学反应的平衡常数是　　　　　　　 。在该温度下，若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H₂O、1.0 mol CO₂和2.0mol H₂，则反应向　　　　　   进行。（填“正反应方向”或“逆反应方向”）。
（2）已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时，CO和H₂O（g）的浓度都是0.01 mol•L^-1，则CO在此条件下的转化率为　　　　　　　 ，如果保持体积不变向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时CO的转化率         （填“变大”“不变”“变小”）。
（3）397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H　　　　 0（填“＜”、“＞”或“＝”）。
Ⅱ：工业上可用CO和H₂在一定条件下合成甲醇，反应为：
CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）ΔH＝Q kJ•mol^-1
现在容积均为2L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H₂的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。

（1）该反应的Q           0（选填“＜”、“＞”或“＝”，下同），K₁        K₂。
（2）300℃时，该反应的平衡常数为                             。
（3）将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有：____________
                                                        (至少答2种) 。

(17分)某反应A(g)+B(g)C(g)在任一时刻的正、逆反应速率可用υ_正、υ_逆表示：

υ_正=k₁·c(A)·c(B)，υ_逆=k₂·c(C)，其中k₁、k₂在一定温度下为常数，c(A)、c(B)、c(C)分别代表某时刻三种物质的物质的量浓度。
（1）上述反应达到平衡时，请用题干中的符号分别表示三种物质的浓度关系为        ，
平衡常数K=_              __。
（2）在300 K时，开始反应的A、B浓度均为0．1 mol/L，达到平衡时B的转化率为50%，则k₁、k₂之间的关系是__________________。
（3）升高温度，k₁的变化是        ，k₂的变化是_________(填“增大”、“减小”或“不变”)；此时若k₁/k₂增大，则说明正反应是___________（填“吸”或“放”）热反应。
（4） CO₂可与H₂合成绿色燃料甲醇。300^oC时，在两个容积均为2L的密闭容器中，当c(CO₂)=1．00 mol·L^-1、c(H₂)=1．60 mol·L^-1时，分别选择催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ开始反应，t₀时达到平衡状态M₁、M₂。若υ_逆（M₁）＜υ_正（M₂）。且达M₁时，CO₂的转化率为20%，请画出两个状态的浓度商(Q_c)-时间(t)的关系图像，并标明相关数据。
=
（5）实验室可利用甲醇、空气、铜（或氧化铜）制备甲醛。关于甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表：

	沸点	水溶性
甲醇	65℃	与水相溶
甲醛	-21℃	与水相溶

下图是某同学设计的实验装置，已知A处放入甲醇，C处收集到甲醛，若D处的气球在反应临近结束时使用，则B处应放入______（填化学式），请回答A、B、C三处采取控温的方式分别为A_____、B      、C     ，(从下列选项中选择)
a．热水浴加热  b．冰水浴冷却   c．酒精灯加热   d．酒精喷灯灼烧  e．常温即可
实验临近结束时，挤压D处气球使空气进入装置，该操作的目的是____________________。

在密闭容器中进行反应①Fe(s)+C0₂(g) FeO(s)+CO(g) ΔH₁=akJ·mol^一
反应②2CO(g)+0₂(g) 2C0₂(g) △H₂="b" kJ·mol^-
反应③2Fe(s)+0₂(g) 2FeO(s)△H₃
（1） △H₃=          (用含a、b的代数式表示)。
（2）反应①的化学平衡常数表达式K=           ，已知500℃时反应①的平衡常数K=1．0，在此温度下2 L密闭容器中进行反应①，Fe和C0₂的起始量均为2．0 mol，达到平衡时CO₂的转化率为              ，CO的平衡浓度为               。
（3）将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是C0₂浓度的两倍，则a          0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，其他条件不变时，可以采取的措施有         (填序号)。
A．缩小反应器体积    B．再通入CO₂    c．升高温度    D．使用合适的催化剂
（4）下列图像符合反应①的是         (填序号)(图中V是速率、φ为混合物中CO含量，T为温度)。

（本题15分）
I．已知：反应
4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g) ΔH =" —115.6" kJ/mol 
H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g)             ΔH =" —184" kJ/mol


（1）H₂与O₂反应生成气态水的热化学方程式是                              。
（2）断开1 mol H—O 键所需能量约为                kJ。
II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：，它所对应的化学方程式为：        .         
（2）已知在400℃时，N₂ (g)+ 3H₂(g) 2NH₃(g) △H<0 的K="0.5," 则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N₂)_正      V(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能确定）欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，可采取的正确措施是    （填序号）
A．缩小体积增大压强  B．升高温度   C．加催化剂   D．使氨气液化移走
（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
A(g) + 3B(g) 2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K	300	400	500	…
K/(mol·L^－1)^2	4×10^6	8×10^7	K1	…

      请完成下列问题：
①判断该反应的ΔH        0（填“>”或“<”）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是          （填序号）。
A．3v(B)_（正）=2v(C)_（逆）     B．A和B的转化率相等
C．容器内压强保持不变   D．混合气体的密度保持不变
（4）以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。

①放电时，负极的电极反应式为                             。
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L^-1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系
为                                  。

(9分) 某化学反应2A(g)  B(g)＋D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行，B、D起始浓度均为0，反应物A的浓度(mol•L^－1)随反应时间(min)的变化情况如下表：

时间 实验序号	1	10	20	30	40	50	60
1	800 ℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800 ℃	c2	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800 ℃	c3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	820 ℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

根据上述数据，完成下列填空：
（1）实验1中，在10～20 min时间内，以A的速率表示的平均反应速率为      
mol•L^－1•min^－1。
（2）实验2中，A的初始浓度c₂=  mol•L^－1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是              。
（3）设实验3的化学反应速率为v₃，实验1的化学反应速率为v₁，则v₃  v₁(填“＞”“=”或“＜”)，且c₃ ＝    mol•L^－1
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应的正反应是   反应(填“吸热”或“放热”)，理由是               。

(10分)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：
2SO₂ (g)＋O₂ (g)  2SO₃(g) H＜0。回答下列问题：
（1）该反应450 ℃时平衡常数_____________500 ℃时平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)
（2）下列描述中，能说明该反应已达到平衡的是_________________________

A．v正(O2) = 2v逆(SO3)

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（3）在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.18 mol，则v(O₂) = __________________mol/(L·min)，若继续通入0.20 mol SO₂和0.10 mol O₂，则平衡_____________________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应反应”或“不”)，再次达到平衡后，__________mol＜n(SO₃)＜__________mol

2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为: 2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g) +N₂(g) 。在密闭容器中发生该反
应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的△H   0(填“>”、“<”)。
②在T₂温度下，0～2s内的平均
反应速率v(N₂)=" ______________" 。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高
化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂，在上图中画出
c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到t₁时刻达到平 衡状态的是   ____ (填代号) 

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_X可以消除氮氧化物的污染。
例如：

写出CH₄ (g)催化还原N₂O₄(g)生成N₂ (g)和H₂O (g)的热化学方程式                。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目 的。右图是通过人工光合作用，以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式
为                。

纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu₂O的三种方法：

方法Ⅰ	用炭粉在高温条件下还原CuO
方法Ⅱ	电解法：2Cu＋H2O电解Cu2O＋H2↑
方法Ⅲ	用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2

（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu₂O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成       而使Cu₂O产率降低。
（2）方法Ⅰ制备过程会产生有毒气体，每生成1 g该有毒气体，能量变化a kJ，写出制备反应的热化学方程式                               。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH^－的浓度而制备纳米Cu₂O，装置如图所示，该电池的阳极生成Cu₂O反应式为       。

（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu(OH)₂来制备纳米
级Cu₂O，同时放出N₂。该制法的化学方程式为           。
（5）方法Ⅲ可以用甲醛稀溶液替代肼，但因反应温度较高而使部分产品颗粒过大，      （填操作名称）可分离出颗粒过大的Cu₂O。
（6）在相同的密闭容器中，用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu₂O分别进行催化分解水的实验：
2H₂O(g)2H₂(g)＋O₂(g)   ⊿H＞0
水蒸气的浓度（mol·L^－1）随时间t (min)变化如下表：

序号	温度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(O₂)＝              ；实验温度T₁   T₂（填“＞”、“＜”）；催化剂的催化效率：实验①   实验②（填“＞”、“＜”）。