高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

“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)

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

（2）反应开始至2 min，Z的平均反应速率为            。
（3）不同时间测得以下反应速率：
①v(X)=0．075 mol· L^-1·min^-1  
②v(Y)=0．001 mol· L^-1·s^-1  
③v(Z)=0．06 mol·L^-1·min^-1
速率由大到小关系正确为      。
A．①＞③＞②       B．③＞①＞②      C．②>③>①

(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____________________。

研究碳及其化合物有重要意义。
（1）科学家用CO₂和H₂生产甲醇做燃料。
已知：甲醇的燃烧热ΔH= -726.5kJ/mol；氢气的燃烧热ΔH= -285.8kJ/mol；
则常温常压下，CO₂(g)和H₂(g)反应生成CH₃OH(l)的热化学方程式            。
（2）460℃时，在4L密闭容器中充入1mol CO₂和3.25mol H₂，在一定条件下反应，测得CO₂和CH₃OH(g)的物质的量随时间的变化关系如图所示。

①从反应开始到3min时，H₂O(g)的平均反应速率                      ，
②下列措施中既能加快反应速率又能使H₂的转化率增大的是           ，

A．使用更有效的催化剂

B．在原容器中再充入1mol CO2

C．在原容器中再充入1mol He

D．缩小容器的体积

E、将甲醇及时分离出来
③若该反应的焓变为ΔH，则下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

④该条件下，此反应的化学平衡常数为               。
（3）科学家研究发现，还可以用电催化法将CO₂还原为碳氢化合物。原理如下图所示（电解质溶液是一种钾盐）。若C_xH_y为C₂H₄，则该原理的总反应式为为：             。

（4）已知

化学式	电离平衡常数
HCN	K=4.9×10^-10
H2CO3	K1=4.3×10^-7、K2=5.6×10^-11

①25℃时，测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11，则c(HCN)/c(CN^-)=_________。
②向NaCN溶液中通入少量CO₂，则发生反应的离子方程式为：________________。

（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                                  。

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+2CO2CO₂+N₂．在密闭容器中发生该反应时c(CO₂)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。

① T₁＿(填“>”“<”或“=”)T₂。
② 在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v(N₂)=________。
（2）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可形成燃料电池，其原理如图所示。通入O₂的一极为_______(填“正极”或“负极”)，该电池在使用过程中石墨I电极上生成N₂O₅，其电极反应式为_________。

(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

运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。其涉及的反应如下：
①CH₄(g)＋2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g) △H₁＝＋165.0 kJ/mol 反应活化能Ea₁="243.9" kJ/mol
②CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H₂＝－802.6 kJ/mol 反应活化能Ea₂="125.6" kJ/mol
（1）2H₂(g) + O₂(g)= 2H₂O(g)△H₃＝          kJ/mol；
（2）下面能正确表示氢气和氧气反应生成水的能量变化示意图的是    （填字母序号）。

（3）运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。在同一反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生如上反应①和反应②，则反应开始时，反应①的反应速率    反应②的反应速率（填“＞”、“＜”或“＝”），理由是                       ；从能量角度分析，在该制氢过程中通入适量氧气发生反应②的目的是                      ；

(8分)698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H₂(g)和2 mol I₂(g)，发生反应：H₂(g)＋I₂(g) ＝ 2HI(g)，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题：
（1）容器的体积V＝_____L
（2）反应达到最大限度的时间是_    _s，该时间内平均反应速率v(HI)＝     mol·L^－1·s^－1
（3）判断该反应达到平衡的依据是             (填序号)
①(I₂)＝2(HI)
②H₂、I₂、HI的浓度都不变
③容器内气体的压强保持不变   
④容器内气体的密度保持不变

BCl₃是重要的化工原料，其沸点12℃。500℃时，向2L的密闭容器中按一定比例投入B₂O₃、C、Cl₂，模拟工业制取三氯化硼的反应如下：B₂O₃(s) + 3C(s) + 3Cl₂(g)  2BCl₃ (g) + 3CO(g)。
（1）反应起始至3min时固体质量减少了15.9克，则氯气的平均反应速率为_____________。
（2）反应至4min时达到平衡，则下列说法正确的是____________（填序号）。
A．3min时，CO的消耗速率大于氯气的消耗速率
B．2min至4min时BCl3的生成速率比0至2min时的快
C．反应起始至平衡，气体的密度不断增大
D．达到平衡后，容器内的压强不再变化
（3）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①A、D之间导线中电子移动方向为_______________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η＝____________________。
(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位)

向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl₅，在温度为T时发生如下反应PCl₅（g）PCl₃（g）+ Cl₂（g）△H=" +124" kJ•mol^－1。反应过程中测定的部分数据见下表：

回答下列问题：
（1）反应在前50s的平均速率v(PCl₅)=           ，该反应的△S    0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数=              。
（3）上述反应到达平衡状态时，PCl₃的体积分数为         。
要提高平衡时PCl₃的体积分数，可采取的措施有              。

A．温度不变，压缩容器体积增大压强	B．使用高效催化剂
C．温度和体积不变，减小PCl5的起始量	D．体积不变，提高反应温度

（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl₅和a mol Cl₂平衡时PCl₅的转化率仍为20%，则a=            。
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），该反应的化学方程式是                     。

某科研人员设计出将硫酸渣（主要成分Fe₂O₃，含有少量的SiO₂等杂质）再利用的流程。流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末。
 
（1）为了加快反应①的反应速率，可采用的措施是            。（写出一点即可）
（2）“还原”是将Fe^3＋转化为Fe^2＋。在温度T₁ 、T₂（T₁ ＞T₂）下进行该反应，通过检测相同时间内溶液的pH，绘制pH随时间的变化曲线如右图所示。得出结论：该反应的温度不宜过高。
①通入SO₂气体“还原”时， 试解释pH下降的原因是         。
②相同时间内，T₁温度下溶液的pH更高的原因是          。
（3）该流程中循环使用的物质是        。
（4）为测定反应①后溶液中Fe^3＋的浓度以控制加入SO₂的量。实验步骤为：准确量取20.00ml的反应后溶液，稀释成100mL溶液，取10.00 mL溶液，加入足量的KI晶体和2～3滴淀粉溶液，用0.50mol/L的Na₂S₂O₃溶液与碘反应，当反应恰好完全进行时，共消耗Na₂S₂O₃溶液20.00 mL。有关反应方程式如下：2Fe^3＋＋2I^－＝2Fe^2＋＋I₂；  2Na₂S₂O₃ + I₂＝ Na₂S₄O₆ + 2NaI
试计算原溶液中Fe^3＋的物质的量浓度(写出计算过程)。

（1）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生如下反应：CO（g）+H2O（g）CO₂（g）＋H₂（g）；△H<0。CO和H₂O浓度变化如下图，则0～4min的平均反应速率v（CO）＝______________mol/（L·min）
     
（2）t₁℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如右上表。请回答：
①表中3min～4min之间反应处于____________状态；C₁数值__________0．08mol/L（填大于、小于或等于）。
②反应在4min～5min问，平衡向逆方向移动，可能的原因是____________（单选），表中5min—6min之间数值发生变化，可能的原因是____________（单选）。
a、增加了水蒸气的量    b、降低温度    c、使用催化剂    d、增加氢气浓度

某温度时，在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：

（1）该反应的化学方程式为_________________________________________。
（2）反应开始至4 min时，A的平均反应速率为________________________________。
（3）4 min时，反应是否达到平衡状态？________（填“是”或“否”），8 min时，v（正）________v（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

(12分)在100 ℃时，将0.100 mol N₂O₄气体充入1 L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：

时间(s)	0	20	40	60	80
c(N2O4)/mol·L^－1	0.100	c1	0.050	c3	c4
c(NO2)/mol·L^－1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为________；从表中分析：
c₁________c₂，c₃________c₄(填“>”、“<”或“＝”)。
（2）在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N₂O₄的平均反应速率为________mol·L^－1·s^－1。
（3）达平衡后下列条件的改变可使NO₂气体浓度增大的是________(填字母序号)。
A．扩大容器的容积    
B．再充入一定量的N₂O₄
C．分离出一定量的NO₂   
D．再充入一定量的He
（4）若在相同条件下，起始时只充入0.080 mol NO₂气体，则达到平衡时NO₂气体的转化率为________。