高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

对氮及其化合物的研究具有重要意义。
（1）在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25％。该反应的热化学方程式为_____________，这段时间内v(H₂)=_________。
（2）298K时．在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)  =-akJ·mol^-1(a>0)，N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍。

①298K时，该反应的化学平衡常数为_________(精确到0.01)；
②下列情况不是处于平衡状态的是__________(填字母序号)；
a．混合气体的密度保持不变  
b．混合气体的颜色不再变化  
c．气压恒定时
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0．6 mol，n(N₂O₄)=1．2 mol，则此时v_正____v_逆(填“>”、“<”或“=”)。
（3）用氨气可设计成如图所示燃料电池，产生的X气体可直接排放到大气中。则a电极电极反应式为________________。

（4）t℃下，某研究人员测定NH₃·H₂O的电离常数为1．8×10^-5。NH₄⁺的水解常数为1．5×10^-8，则该温度下水的离子积常数为___________，请判断t_____25℃(填“>”、“<”或“=”)。

某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：

（1）X的转化率是________；
（2）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为______；
（3）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)＝________；
（4）当反应进行到第________min，该反应达到平衡。

（共14分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 molN₂；的和0.6 molH₂的，在一定条件下发生反应：，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v( N₂)=____。
（2）平衡后，若要提高H₂的转化率，可以采取的措施有______。
A．加了催化剂                B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度         D．加入一定量氮气
（3）若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：

请完成下列问题：
①试比较 、 的大小， ____  (填“<”、“>”或“=”)：
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____（填序号字母）
A．容器内 N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度之比为1：3：2
B．
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应的化学平衡常数为____。当测得NH₃、N₂和H₂物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，则该反应的（填“<”、“>”或“=”)。
（4）根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是____。
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益

（1）不同温度下水的离子积的数据：K_W(25 ℃)＝1×10^－14；Kt₁＝a；Kt₂＝1×10^－12，试回答以下问题：
①若25＜t₁＜t₂，则a________1×10^－14(填“＞”“＜”或“＝”)，做此判断的理由是_______________________。
②25 ℃时，某Na₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)＝5×10^－4 mol/L，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na^＋)∶c(OH^－)＝____________。
③在t₂温度下测得某溶液pH＝7，该溶液显__________(填“酸”“碱”或“中”)性。
（2）在一定温度下，有以下三种酸：
a．醋酸 b．硫酸 c．盐酸
①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是______________(用a、b、c表示，下同)。
②当c(H^＋)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为____________。反应所需时间的长短关系是____________。
③将c(H^＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H^＋)由大到小的顺序是____________。

将0.8 mol I₂(g)和1.2 mol H₂(g)置于某1L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I₂(g)＋H₂(g)  2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示：

HI体积分数	1min	2min	3min	4min	5min	6min	7min
条件I	26%	42%	52%	57%	60%	60%	60%
条件II	20%	33%	43%	52%	57%	65%	65%

（1）在条件I到达平衡时，计算该反应的平衡常数K，要求列出计算过程。
（2）在条件I从开始反应到到达平衡时，H₂的反应速率为____________。
（3）为达到条件II的数据，对于反应体系可能改变的操作是_______________。
（4）该反应的△H_____0（填">"，"<"或"="）
（5）在条件I下达到平衡后，在7min时将容器体积压缩为原来的一半。请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。

(15分）二氧化碳的过度排放会引发气候问题，而进行有效利用则会造福人类，如以CO₂和NH₃ 为原料合成尿素。经研究发现该反应过程为：
①CO₂(g)+2NH₃(g)NH₂COONH₄(s)  △H₁
②NH₂COONH₄(s) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g) △H₂>0
请回答下列问题：
（1）研究反应①的平衡常数（K）与温度（T）的关系，如图1所示，则△H₁____0。(选填“>”、“<”或“=”)。

（2）有体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如图2所示，现将3molNH₃和2molCO₂放入容器中，移动活塞至体积V为3L，用铆钉固定在A、B点，发生合成尿素的总反应如下：
CO₂(g)+2NH₃(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)

测定不同条件、不同时间段内的CO₂的转化率，得到如下数据：

CO2的转化率T（℃）	10min	20min	30min	40min
T1	30%	65%	75%	75%
T2	45%	50%	a1	a2

①T₁℃下，l0min内NH₃的平均反应速率为__________。
②根据上表数据，请比较T₁_________T₂(选填“>”、“<”或“=”)；T₂℃下，第30min时，a₁=________，该温度下的化学平衡常数为_________。
③T₂℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动，再向容器中通人3molCO₂，此时v(正）_____v(逆）（选填“>”、“<”或“=”），判断的理由是______。
（3）请在下图中补画出合成氨总反应2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)过程中能量变化图，并标明中间产物〔NH₂COONH₄(s)〕、  生成物CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)〕。

27.氮是一种非常重要的元素，它的单质和化合物应用广泛，在科学技术和生产中有重要的应用。试回答下列问题：
（1）N₂和H₂为原料合成氨气的反应为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）  △H<0，下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）          。
a．选择适当的催化剂           b．增大压强 
c．及时分离生成的NH₃          d．升高温度
（2）在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合的气体充入一个2L固定容积的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，n（N₂）=1.0mol，n（H₂）=1.0mol，n（NH₃）=0.4mol，则反应速率v（N₂）=        mol/(L·min)。
（3）在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g） △H>0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示。若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）                  。

a．在t₁-t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃-t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀-t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃-t₄时值的最大
（4）氨和联氨（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂，用次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式：                      。
（5）已知：N₂(g)+O₂(g) = 2NO(g)        △H=+180.5kJ/mol
N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)        △H=－92.4kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)           △H=－483.6kJ/mol
若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为     。
（6）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O，电解质溶液一般使用KOH溶液，则负极电极反应式是        ．从理论上分析，该电池工作过程中      (填“需要”或“不需要”)补充碱(KOH)．

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与N具有相同的质子、电子数目：W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非会属性在同周期主族元素中最强。

（1）Y在周期表中的位置是        。
（2）用电子式表示化合物X₃W的结构        。
（3）X₃W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，该反应的化学方程式是        。
（4）同温同压下，将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中，若所得溶液的pH=7则a     b（填“>”或“<”或“=”）。
（5）用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气休B，该反应的离子方程式是             。
（6）已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A，即：
  △H=—92.4kJ·mo1^－1
在某温度时，一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表：

时间	浓度(mo1/L)
c(W2)	c(B)	c(A)
第0 min	4．0	9．0	0
第10 min	3．8	8．4	0．4
第20 min	3．4	7．2	1．2
第30 min	3．4	7．2	1．2
第40 min	3．6	7．8	0．8

①0min～10min，W₂的平均反应速率           。
②反应在第l0min改变了反应条件，改变的条件可能是          。
a．更新了催化剂       b．升高温度       c．增大压强      d．增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变，改变的反应条件可能是          。
a．更新了催化剂       b．升高温度      c．增大压强       d．减小A的浓度

从图表中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力。
（1）图1是在一定条件下，反应：CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)的实验曲线。

①图中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同压强，则压强大小的排列顺序为           。该反应的△H    0（选填“>”、“<”、“=”）。
②压强为 P₄时，在 Y 点：υ(正)    υ(逆)。（选填“>”、“<”、“=”）；
③压强为P₄时，密闭容器中CH₄和CO₂的起始浓度均为0.10mol•L^-1，则1100℃时该反应的化学平衡常数
为        （保留三位有效数字）。
（2）温度与HCl压强对MgCl₂·6H₂O受热分解产物的影响如图所示，下列说法正确的是

A．温度低于100℃，MgCl2·6H2O不会发生分解

B．要得到MgO温度至少需要加热至600℃

C．要得到无水MgCl2只要控制温度，不一定要在HCl气体中

D．在HCl气体压强为0.25×10^6Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl2·6H2O＝Mg(OH)Cl+HCl+5H2O

（3）X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在。Al－LiBH₄是新型产氢复合材料，常温下可以与H₂O反应生成H₂。图3是含LiBH₄为25%时Al－LiBH₄复合材料的X－射线衍射图谱，图4是该复合材料在25℃(图谱a)和75℃(图谱b)时与水反应后残留固体物质的X－射线衍射图谱。据图分析，25℃时Al－LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是__ (填化学式)，25℃和75℃时产物中不相同的物质是_ _ (填化学式)。

随着世界粮食需求量的增长，农业对化学肥料的需求量越来越大，其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础，其原理为：N₂＋3H₂2NH₃
（1）在N₂＋3H₂2NH₃的反应中，一段时间后，NH₃的浓度增加了0.9 mol·L^－1。用N₂表示其反应速率为0.15 mol·L^－1·s^－1，则所经过的时间为         ；
A．2 s          B．3 s         C．4 s          D．6 s
（2）下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是         ；
A．v(H₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1          B．v(N₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1
C．v(NH₃)＝0.15 mol·L^－1·min^－1        D．v(N₂)＝0.002mol·L^－1·min^－1
（3）在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是            。
A．容器内气体密度保持不变                    
B．容器内温度不再变化
C．断裂3 mol H-H键的同时，断裂6 mol N—H键
D．反应消耗N₂、H₂与产生NH₃的速率之比1︰3︰2

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C (s)＋H₂O (g)  CO(g)＋H₂(g) ΔH = ＋131.4 kJ/mol
（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H₂O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是              。
A．CO的含量保持不变
B．v_正(H₂O)= v_正(H₂)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如右图)，在t₁时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡(用实线表示)；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                      。
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为             。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为            g。

氮化铝（AlN）是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1500℃时，通过碳热还原法制得。实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行：①Al₂O₃在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X（X中Al与O的质量比为6．75∶2）；②在碳存在下，X与N₂反应生成AlN。请回答：
（1）X的化学式为           。
（2）碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为：
Al₂O₃（s）+3C（s）+N₂（g）2AlN（s）+3CO（g）
①在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法不正确的是          。

A．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：v（N₂）=3v（CO）
D．维持温度、容积不变，若减少N₂的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙
②一定温度下，在压强为p的反应体系中，平衡时N₂的转化率为α，CO的物质的量浓度为c；若温度不变，反应体系的压强减小为0．5p，则N₂的平衡转化率将      α（填“<”、“=”或“>”），平衡时CO的物质的量浓度        。
A．小于0．5c             B．大于0．5c，小于c
C．等于c                 D．大于c
③该反应只有在高温下才能自发进行，则随着温度升高，反应物Al₂O₃的平衡转化率将       （填“增大”、 “不变”或“减小”），理由是         。
（3）在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式             。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。
（1）T℃时在2L的密闭容器中，N₂、H₂混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ，用H₂表示的平均速率为             。
（2）合成氨厂可用反应CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)获得H₂，已知该反应的平衡常数随温度的变化如下表，试回答下列问题：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①在800℃发生上述反应，向恒容反应器投入CO₂、H₂、CO、H₂O的物质的量分别为：1 mol、1 mol、2 mol、2 mol，此时该反应由      反应方向开始建立平衡。（选填“正”或“逆”）。
②在500℃时进行上述反应，若CO、H₂O的起始浓度均为0.020 mol·L^－1，在该条件下，CO的最大转化率为              。
③在其他条件不变的前提下，下列措施一定可以提高H₂的百分含量的有___________；
a．增加CO的用量             b．增加H₂O(g)的用量   
c．增大压强                 d．降低温度

800℃、2L密闭容器反应2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中， n(NO)随时间的变化如表：

时间（s）	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

计算并回答下列问题：
（1）反应进行到2 s时c (NO)=         。
（2）用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率υ＝___________。
（3）反应达到平衡状态时NO的转化率=        。（提示：）
（4）判断一可逆反应是否达到平衡状态的依据有很多，某同学针对该反应提出一种设想：测定容器内气体的密度，当密度不再改变时即可判断出该反应已经达到平衡状态。你认为这种设想是否正确？    （填“是”或“否”）请说明你的理由              。

氮氧化物（NO_x）、SO₂和CO₂等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、 脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g) ＋ 4NO₂(g) ＝4NO(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g) △H₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g) ＋ 4NO(g) ＝2N₂(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g)  △H₂＝－1160 kJ·mol^－1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                              。
（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H₃
在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图所示。

则0~10 min内，氢气的平均反应速率为       _______mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，则平衡        （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
（3）脱硫。利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得。NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-)︰n(HSO₃^﹣)变化关系如下表：

n(SO3^2^﹣)︰n(HSO3^﹣)	91︰9	1︰1	9︰91
pH	8.2	7.2	6.2

①由上表判断，NaHSO₃溶液显  性，用化学平衡原理解释：            。
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：     。
a．c(Na⁺)=2c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)
b．c(Na⁺) > c(HSO₃^-) > c(SO₃^2-) > c(H⁺) = c(OH^-)
c．c(Na⁺) + c(H⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-) + c(OH^-)
（4）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO₂，用阴极排出的溶液可吸收NO₂。

①阳极的电极反应式为_________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。