高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

（共12分）甲醇合成反应及其能量变化如图所示：

（1）写出合成甲醇的热化学方程式___________________________________________。
实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H₂通入容器中，分别恒温在300 ℃和500 ℃反应，每隔一段时间测得容器内CH₃OH的浓度如下表所示：

时间浓度(mol/L)温度	10 min	20 min	30 min	40 min	50 min	60 min
300 ℃	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500 ℃	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

（2）在300 ℃反应开始10 min内，CO的平均反应速率为v(CO)＝________________。
（3）在500 ℃达到平衡时，平衡常数K＝________。
（4）在另一体积不变的密闭容器中，充入1.6 mol CO和2.0 mol H₂，一定条件下达到平衡，测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H₂的转化率为________。
（5）美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池，该燃料电池中一极通入空气，另一极通入甲醇气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O^2—。在电路中每流过30 mol电子，有    mol甲醇被完全氧化；在燃料电池中通甲醇的电极发生的电极反应为                                      。

(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)。

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是            。

A．2v(NH3)=v(C02)	B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变	D．密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据，列式计算25．0℃时的分解平衡常数：                。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25．O℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量         (填“增加”“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变AH     O(填“>”、“=”或“<”)，熵变AS    O(填“>”、“=”或“<”)。
（2）已知：该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到C(NH₂C00^-)随时间的变化趋势如图所示。

⑤25．O℃时，O～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：                。
⑥据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：               。

向一体积不变的密闭容器中充入2 mol A、0．6 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应2A(g)+B(g) 3c(g)，各物质的浓度随时间变化的关系如图1所示，其中如t0～t1阶段c(B)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件。

（1）若t1="15" min，则t0～t1阶段以c的浓度变化表示的反应速率V(C)=           。
（2）t3时改变的条件为                     ，
B的起始物质的量为                      。
（3）t4～t5阶段，若A的物质的量减少了O．01 mol，而此阶段中反应体系吸收能量为a kJ，写出此条件下该反应的热化学方程式：                                       。
（4）请在如图中定性画出工业合成NH₃中H₂的逆反应速率(V)随时间(t)变化关系的图像。(其相应的变化特点为：t1达到平衡，t2降温，t3又达到平衡，t4增大压强，t5再次达到平衡。)

（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                                  。

(14分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：

Ⅰ　SO₂＋2H₂O＋I₂===H₂SO₄＋2HI
Ⅱ　2HIH₂＋I₂
Ⅲ　2H₂SO₄===2SO₂＋O₂＋2H₂O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是______。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO₂氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O
d．循环过程中产生1 mol O₂的同时产生1 mol H₂
（2）一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应
2HI H₂+I₂，H₂物质的量随时间的变化如图所示。0～2 min内的平均反应速率v(HI)=__________。该温度下，H₂(g)+I₂(g)2HI(g)的平衡常数K＝______。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则______是原来的2倍。
a．平衡常数                             b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间                       d．平衡时H₂的体积分数
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”)；若加入少量下列试剂中的______，产生H₂的速率将增大。
a．NaNO₃           b．CuSO₄              c．Na₂SO₄           d．NaHSO₃
（4）以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H₂(g)＋O₂(g)===2H₂O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol^－1。某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1 mol液态水，该电池的能量转化率为________。

在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)2B(g)＋C(g)+D(s)  △H= +85.1kJ·mol^－1
容器内气体总压强(P)与起始压强P₀的比值随反应时间(t)数据见下表：(提示，密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)

时间t/ h	0	1	2	4	8	16	20	25
	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列问题:
（1）下列能提高A的转化率的是________
A．升高温度             B．体系中通入A气体
C．将D的浓度减小      D．通入稀有气体He，使体系压强增大到原来的5倍
E．若体系中的C为HCl，其它物质均难溶于水，滴入少许水
（2）该反应的平衡常数的表达式K________________，前2小时C的反应速率是___________ mol.L^-1.h^-1;
（3）平衡时A的转化率_____________， C的体积分数_________（均保留两位有效数字）；
（4）相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与上述相同的化学平衡，则D的取值范围n(D)_______mol
（5）已知乙酸是一种重要的化工原料，该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似；常温下，将amol CH₃COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的bmol·L^-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数K_a=___________

(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

(15分) I．工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：co(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。下图中甲图表示反应过程中能量的变化情况；乙图表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间的变化情况。

请回答下列问题。
（1）下列说法正确的是          (填字母序号)。
a．在甲图中，曲线b表示使用了催化剂
b．起始充入的CO为2mol，从反应开始到达到平衡，
c．增大CO的浓度，CO的转化率增大
d．容器中压强恒定时，说明反应已达平衡状态
e．保持温度和密闭容器的容积不变，再充入1mol CO和2mol H₂，再次达到平衡时的值会变小
（2）该温度下CO(g)+2H₂ (g)  CH₃OH(g)的化学平衡常数为           。若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数           (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）请在丙图所示坐标图中画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲
线，要求画出压强不同的两条曲线(在曲线上标出P₁、P₂且P₁<P₂)。
（4）已知CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)="===" C0₂(g)+2H₂O(g)    △H=－192.9kJ／mol，又知H₂0（1）=====H₂O(g)
△H= +44kJ/mol，请写出32g CH₃OH(g)完全燃烧生成CO₂和液态水的热化学方程式              
II．已知：在25℃时，H₂0 H⁺ + OH ^—  K_w=10^－14；
CH₃COOH H⁺ + CH₃COO ^—    K_a=1.8×10^－5 。
（5）醋酸钠水解的平衡常数K_h的表达式为                                               
（6）0.5mol·L^－1醋酸钠溶液的pH为m，其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a；1mol·L^－1醋酸钠溶液的pH为n，水解的程度为b。则a与b的关系为a       b(填“大于”“小于”或“等于”)。
（7）0.9mol．L^－1醋酸钠溶液中氢氧根离子的浓度为2.2×10^－5mol·L^－1 。在某溶液中含Mg²⁺、Cd²⁺ 、Zn²⁺ 三种离子的浓度均为0.01mol·L^－1，向其中加入固体醋酸钠，使其浓度为0.9mol·L^－1，则能生成的沉淀化学式为               
已知：K_sp[ Mg(OH)₂ ]=1.8×10^－11、K_sp[ Zn(OH)₂ ]=1.2×10^－17 、K_sp [ Cd(OH)₂ ]="2.5" x 10^－14 。

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“＞”、“＜”）。

工业上可利用煤的气化产物（CO和H₂）合成二甲醚（CH₃OCH₃）同时生成二氧化碳，其三步反应如下：
① 2H₂ (g)＋CO(g)  CH₃OH (g)          ΔH＝ －90.8 kJ·mol^-1
② 2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)    ΔH＝ －23.5 kJ·mol^-1
③ CO(g)＋H₂O(g)  CO₂ (g)＋H₂(g)       ΔH＝ －41.3 kJ·mol^-1
（1）总合成反应的热化学方程式为__________                          _  。
（2）一定条件下的密闭容器中，上述总反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
__________（填字母代号）。
A高温高压           B加入催化剂        C减少CO₂的浓度
D增加CO的浓度     E．分离出二甲醚
（3）已知反应②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L^-1	0.44	0.60	0.60

此时，v (正) _____ v (逆) （填“＞”、“＜”或“＝”）；达到平衡后，CH₃OCH₃的物质的量浓度是_____          。

(15分)（1）超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂,化学方程式如下：2NO＋2CO 2CO₂＋N₂
研究表明：在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中：

实验编号	T/℃	NO初始浓度mol/L	CO初始浓度mol/L	催化剂的比表面积m^2/g
Ⅰ	280	1．2×10^－3	5．8×10^－3	82
Ⅱ				124
Ⅲ	350			124

①请在表格中填入剩余的实验条件数据。
②设计实验Ⅱ、Ⅲ的目的是                                              。
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法,原理是NH₃与NOx反应生成无毒的物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。提供的装置：

步骤一、NH₃的制取
①所提供的装置中能快速、简便制取NH₃的装置是：        (填装置序号)。
②若采用C装置制取氨气(控制实验条件相同),情况如下表：

试剂组合序号	固体试剂（g）	NH3体积（mL）
a	12．0g Ca（OH）2（过量）	10．8g NH4Cl	2688
b	10．8g （NH4）2SO4	2728
c	12．0g NaOH（过量）	10．8g NH4Cl	3136
d	10．8g （NH4）2SO4	3118
e	12．0g CaO（过量）	10．8g NH4Cl	3506
f	10．8g （NH4）2SO4	3584

分析表中数据,实验室制NH₃产率最高的是  (填序号),其它组合 NH₃产率不高的原因是   。
步骤二、模拟尾气的处理选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：

①A中反应的离子方程式：                     。
②D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度,还有一个作用是：          。
③D装置中的液体可换成          (填序号)。
a．CuSO₄溶液          b．H₂O        c．CCl₄         d．浓H₂SO₄
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：                。