高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

(19分)（1）已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ,则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要     （填“放出”或“吸收”）    kJ的热量。
（2）已知在常温常压下：
①CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）；△H₁=－442.8 kJ／mol
②2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)；ΔH₂＝－566.0 kJ／mol
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式__________________________________________
（3）已知合成氨的热化学方程式为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH=" -92.2" kJ·mol^－1
下表是合成氨反应在某温度下2.0L的密闭容器中进行时，测得的数据：

时间（h） 物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0.00	0.20	n2	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为  kJ。
②0~1小时内N₂的平均反应速率 mol·L^－1·h^－1
③此条件下该反应的化学平衡常数K=  (保留两位小数)。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1mol，化学平衡向    方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”）

(14分)T℃时，在一个体积为2L的容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图所示．

（1）写出该反应的方程式：__                          ___
（2）计算该温度下该反应的平衡常数：___         ___
（3）若升温A的量增加，则该反应是______热反应．
（4）0～4分钟时，C的平均反应速率为：___               ___
（5）到达平衡时A的转化率为：______
（6）恒容条件下，下列措施中能使n（A）/n（C）减小的有______．
A．充入氦气     
B．使用催化剂
C．再充入2.4molA和1.6molB              
D．降低温度
（7）后的某一时刻后，加压，平衡左移，造成这一结果的原因可能是                   

在容积为1L的密闭容器中，进行如下反应：A（g）+2B（g） C（g）+D（g），最初加入1.0molA和2.2molB，在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图。

试回答下列问题：
（1）800℃时,0—5min内，以B表示的平均反应速率为________。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变         B．混合气体中c（A）不变
C．2v正（B）=v逆（D）    D．c（A）=c（C）
（3）若最初加入1.0molA和2.2molB，利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=________，该反应为_______反应（填吸热或放热）。
（4）700℃时，某时刻测得体系中各物质的量如下：n（A）=1.1mol，n（B）=2.6mol，n（C）=0.9mol，   n（D）=0.9mol，则此时该反应________进行（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”）。

碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH₄ 催化还原NO_x 可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g) + 4NO₂(g) =4NO(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁＝－574 kJ·molˉ¹
CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g)  ΔH₂
若2 mol CH₄ 还原NO₂ 至N₂，整个过程中放出的热量为1734 kJ，则ΔH₂＝       ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe₂O₃与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为：Fe₂O₃(s) + 3CH₄(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H₂(g)  ⊿H>0
①若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________。
②若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是__________
A．CH₄的转化率等于CO的产率         
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．v（CO）与v（H₂）的比值不变       
D．固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示，当温度由T₁升高到T₂时，平衡常数K_A  K_B（填“>”、“<”或“=”）。纵坐标可以表示的物理量有哪些     。

A．H₂的逆反应速率                 
B．CH₄的的体积分数
C．混合气体的平均相对分子质量      
D．CO的体积分数
（3）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为：N₂＋3H₂2NH₃，该过程中还原反应的方程式为                。
（4）若往20mL 0.0lmol·L^-l的弱酸HNO₂溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法正确的是

①该烧碱溶液的浓度为0.02mol·L^-1   
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol·L^-1
③HNO₂的电离平衡常数：b点>a点 
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c(Na⁺)>c(NO)>c(OH)> c(H⁺)

请回答下列问题：
（1）CH₄和H₂O在催化剂表面发生反应CH₄＋H₂O(g) CO＋3H₂，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

温度/℃	800	1 000	1 200	1 400
平衡常数	0.45	1.92	276.5	1 771.5

①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应
②T ℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH₄和1 mol H₂O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时c(CH₄)＝0.5 mol·L^－1，计算该温度下CH₄＋H₂O(g)CO＋3H₂的平衡常数K＝______，该温度下达到平衡时H₂的平均生成速率为_______________
（2）常温下，取pH＝2的盐酸和醋酸各100 mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸pH变化曲线的是________(填“A”或“B”)。设盐酸中加入的Zn粒质量为m₁，醋酸中加入的Zn粒质量为m₂。则m₁________m₂(填“<”、“＝”或“>”)。

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)    ΔH="+131.3" kJ•mol^-1，ΔS=＋133.7J•(K•mol) ^-1
①该反应能否自发进行与            有关。
②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，
下列能判断该反应达到化学平衡状态的是               （填字母，下同）
a．容器中的压强不变   
b．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键
c．υ_正(CO) =υ_逆(H₂O)   
d．c(CO)=c(H₂)
（2）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下三组数

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所 需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以υ(CO₂) 表示的反应速率为            。
②该反应的逆反应为          （填“吸”或“放”）热反应
（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol^-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c (CH₃OH)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)从体系中分离出来    
d．再充入1mol CO₂和3mol H₂

将6mol A和5 mol B混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：
3A (g) +B(g)  2C(g) + xD(g)，经5 min达到平衡，此时C的浓度为0.5 mol·L^-1，测得D的平均反应速率为0.15 mol·L^-1·min^-1，则平衡时A的物质的量浓度为        ，B的平均反应速率为             ，x的值为       。

近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车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)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断：
①该反应的△H        0（填“＜”或“＞”）。
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v (N₂)为          。
③若降低温度,将NO₂(g)转化为N₂O₄(l)，已知:2NO₂(g) N₂O₄(g)ΔH₁    2NO₂(g) N₂O₄(l)ΔH₂ ；下列能量变化示意图2中,正确的是(选填字母)　　　　。 
        
图1                                      图2
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，某化学课外小组用CH₄可以消除NO_X对环境的污染。已知：CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g);△H<0   
CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g);△H=-1160KJ/mol
现有某NO₂、NO的混合气体，同温同压下密度是氢气的17倍，用16g CH₄恰好完全反应生成N₂、CO₂(g)、H₂O(g)，放出热量1042.8KJ。则△H为（    ）

A．-925.6KJ/mol

B．-867 KJ/mol

C．-691.2 KJ/mol

D．-574 KJ/mol

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）。
①该燃料电池的负极反应式为        。
②电解后溶液的pH约为      （忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）。

2013年10月9日，2013年诺贝尔化学奖在瑞典揭晓，犹太裔美国理论化学家马丁·卡普拉斯、美国斯坦福大学生物物理学家迈克尔·莱维特和南加州大学化学家亚利耶·瓦谢尔因给复杂化学体系设计了多尺度模型而分享奖项。三位科学家的研究成果已经应用于废气净化及植物的光合作用的研究中，并可用于优化汽车催化剂、药物和太阳能电池的设计。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) △H＜0同一条件下该反应正反应的平衡常数为K₁，逆反应的表达式平衡常数为K₂，K₁与K₂的关系式为                。
（2）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是               （填代号）。

（3）在体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO₂和H₂，在900℃时发生吸热反应并记录前5min各物质的浓度，第6min改变了条件。各物质的浓度变化如下表；

时间/min	CO2（mol·L^-1）	H2（mol·L^-1）	CO（mol·L^-1）	H2O（mol·L^-1）
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的该化学反应的速率为                    ；
②第5—6min，平衡移动的可能原因是                          ；
（4）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。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。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ·mol^-1
2NO₂(g)N₂O₄(g)  △H＝－56.9 kJ·mol^-1
H₂O(g) ＝ H₂O(l)    △H ＝ －44.0 kJ·mol^-1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：                         。
在一定条件下，可以用NH₃处理NO_x。已知NO与NH₃发生反应生成N₂和H₂O，现有NO和NH₃的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是           mol
（6）在一定条件下，也可以用H₂处理CO合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是              。
a．汽油        b．甲醇            c．甲醛            d．乙酸

在一容积为2 L的密闭容器中，加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生反应：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g) ΔH＜0反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平衡反应速率v(NH₃)为__________．
（2）该反应达到平衡时H₂的转化率为________．
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为________．(填序号)
a．0.20 mol·L－1    b．0.12 mol·L－1
c．0.10 mol·L－1    d．0.08 mol·L－1
（4）请写出该反应的平衡常数表达式___              ______，若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁              K₂（填“＞”“="”" 或 “＜” ）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0.25mol·L－1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线．

I.碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应： W(g)+ I₂(g)WI₂(g) 
为模拟上述反应，在实验室中准确称取0.508 g 碘、0.736 g金属钨放置于50.0mL密闭容器中，并加热使其反应。下图一是混合气体中的WI₂蒸气的物质的量随时间变化关系的图像[n（WI₂） ～ t]

其中曲线Ⅰ（0～t₂时间段）的反应温度为450℃，曲线Ⅱ（从t₂时刻开始）的反应温度为530℃。
请回答下列问题：
（1）该反应是         （填写“放热”“吸热”）反应。
（2）反应从开始到t₁（t₁=" 3" min）时间内的平均速率υ(I₂)=         mol/(L.min)。
（3）在450℃时，计算该反应的平衡常数K=         。
（4）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有           。

A．I2与WI2的浓度相等

B．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等

C．容器内混合气体的密度不再增加

D．容器内气体压强不变化

Ⅱ.图中甲为甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），该同学想在乙中实现铁上镀铜，则a处电极上发生的电极反应式是           。

Ⅲ.已知：H₂(g)、CO(g)和CH₃CH₂OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol^－1、283.0 kJ·mol^－1和1365.5 kJ·mol^－1。反应 2CO(g)＋4H₂(g)CH₃CH₂OH(l)＋H₂O(l) 的△H＝     。

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）利用反应：6NO₂ + 8NH₃7N₂ + 12 H₂O处理NO₂。120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡，10min时电子转移了1.2mol，则0～10min时，平均反应速率υ(NO₂) ＝______。
（2）一定条件下SO₂与NO₂可发生反应，方程式：NO₂(g)+SO₂(g) SO₃(g)+NO(g) △H＞0 将NO₂与SO₂以体积比1:2置于密闭容器中反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 __  。
a.体系压强保持不变          
b.混合气体颜色保持不变
c.NO₂和SO₃的体积比保持不变  
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应___________（填序号）。
a.一定向正反应方向移动   
b.平衡移动时，正反应速率先减小后增大
c.一定向逆反应方向移动   
d.平衡移动时，逆反应速率先增大后减小

发展低碳经济，构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO₂为原料，以CuO与ZnO混合物为催化剂，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH + H₂O。

（1）某温度下，在体积为l L的密闭容器中充入lmol CO₂和4molH₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如Ⅰ图所示。从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v(CH₃OH)=   ；氢气的转化率为    。
（2）常温常压下已知下列反应的能量变化如Ⅱ图所示：写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：          ，该反应的△S___0(填“>”或“<”或“=”)；反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有      （填序号）。

A．缩小反应器体积	B．升高温度
C．恒容条件下通入CO2	D．使用合适的催化剂

（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO等副产物出现，且CO₂的转化率、甲醇和CO的含量还受气体混合物在反应锅炉内的流动速率、催化剂CuO的质量分数影响。通过实验分别得到如下图。

①由图Ⅲ得，生产甲醇的气体最佳流动速率为       L•h^-1；
②已知当催化剂中没有CuO，只有单组份ZnO时，反应速率最大。说明为什么不选择单组份ZnO的原因                        ，根据图Ⅳ判断，催化剂CuO的质量分数最好为     %。

(10分)降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，目前工业上有一种方法是用CO₂来生产 甲醇燃料。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH ＝－49.0kJ/mol。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）氢气的转化率＝________；
（3）该反应的平衡常数为________(保留小数点后2位)；
（4）下列措施中能使平衡体系中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)从体系中分离出去

D．再充入1mol H2

（5）当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂，则c₁________c₂的关系(填“>”、“<”或“＝”)。

I．在温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g)  C(g)，一段时间后达到平衡。测定得部分数据见下表：

t/s	0	5	15	25	35
n(A)/mol	1.0	0.85	0.81	0.80	0.80

回答下列问题：
（1）反应前5 s的平均反应速率v(A) ＝____________
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数＝         
（3）升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol·L^－1，则反应的ΔH      （填 “>0” 或 “<0”）
（4）相同温度下，起始时向容器中充入0.2 mol A、0.2 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前，反应速率v_正       v_逆（填“>” 或 “<”）
（5）下列措施能增大反应速率，且平衡往正反应方向移动是         。
a．及时分离出A气体
b．适当升高温度
c．增大B的浓度
d．选择高效催化剂
II．NO、NO₂是常见的氧化物。用H₂或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知：2NO(g) = N₂(g) + O₂(g)    △H = -180.5kJ·mol^-1
2H₂O(l) = 2H₂(g) + O₂(g)   △H = +571.6kJ·mol^-1
则用H₂催化还原NO消除污染的热化学方程式是