高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

在室温下，化学反应I^–_(aq) + OCl^–_(aq)＝OI^–_(aq) + Cl^–_(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示：

实验编号	I^–的初始浓度 (mol·L^-1)	OCl^–的初始浓度 (mol·L^-1)	OH^–的初始浓度 (mol·L^-1)	初始速率v (mol·L^-1· s^-1)
1	2 × 10^–3	1.5 × 10^–3	1.00	1.8 × 10^–4
2	a	1.5 × 10^–3	1.00	3.6 × 10^–4
3	2 × 10^–3	3 × 10^–3	2.00	1.8 × 10^–4
4	4 × 10^–3	3 × 10^–3	1.00	7.2 × 10^–4

已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=" k" [I^–]¹ [OCl^–]^b [OH^–]^c（温 度一定时，k为常数）
①为了实施实验1，某同学取5mL0.02mol·L^-1碘化钾溶液、5mL0.015 mol·L^-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应。则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为 _________ mol·L^-1；
②实验2中，a＝                   ；
③设计实验2和实验4的目的是                                     ；
④计算b、c值：b=          ；c=            
⑤若实验编号4的其它浓度不变，仅将溶液的OH^–的初始浓度变为0.1mol·L^-1，反应的初始速率v＝
          (mol·L^-1· s^-1)。

氨气在农业和国防工业都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。
（1）右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化， 写出该反应的热化学方程式   。

（2）已知在TK温度下合成氨反应在2.00L的密闭容器中进行。得到如下数据：

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：
①0~1h内N₂的平均反应速率为mol/(L·h)。
②反应进行到2h时放出的热量为  kJ。
③此条件下，反应：N₂ + 3H₂ 2NH₃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，化学平衡移动的方向是   （填“正反应”或“逆反应”或“不移动”）。

(6分)将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)+B(g)  xC(g)+2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol／L，C的平均反应速率为0.1 mol／(L·min)。试求：
（1）B的平均反应速率为           。
（2）x的值为           。
（3）5 min后，A、B的物质的量之比为           。

在一固定容积的密闭容器中，进行如下反应：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)
27.反应后物质的总能量增大，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
28.不能判断该反应是否达到化学平衡状态的是________（选填编号）。
a．容器中气体压强不变  b．混合气体中c(CO)不变
c．v_正(H₂)＝v_逆(H₂O)     d．c(H₂O)＝c(CO)
29.若容器容积为2L，反应10s后测得混合气体的总质量增加了2.4g, 则CO的平均反应速率为   mol/(L∙S)；若再增加固态碳的量，则正反应的速率        （选填“增大”、“减小”、“不变”）。

捕碳技术(主要指捕获CO₂)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH₃和(NH₄)₂CO₃已经被用作工业捕碳剂，它们与CO₂可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g)  (NH₄)₂CO₃(aq)            ΔH₁
反应Ⅱ：NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g) NH₄HCO₃(aq)               ΔH₂
反应Ⅲ：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g) 2NH₄HCO₃(aq)    ΔH₃
请回答下列问题：
(1)ΔH₃与ΔH₁、ΔH₂之间的关系是：ΔH₃＝            。
(2) 反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为                      。
(3)为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在某温度T₁下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①ΔH₃       0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₁～T₂及T₄～T₅两个温度区间，容器内CO₂气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是   
                     。
③反应Ⅲ在温度为T₁时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t₁时，将该反应体系温度迅速上升到T₂，并维持该温度。请在该图中画出t₁时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
  
图1                               图2
(4)利用反应Ⅲ捕获CO₂，在(NH₄)₂CO₃初始浓度和体积确定的情况下，提高CO₂吸收量的措施有   
   。
(5)下列物质中也可以作为CO₂捕获剂的是       。

A．NH4Cl

B．Na2CO3

C．HOCH2CH2OH

D．HOCH2CH2NH2

将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气(忽略CO₂)放入0.5 L密闭容器内，550℃时，在催化剂作用下发生反应：（正反应放热）。测得n（O₂）随时间的变化如下表

反应达到5s后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了22. 4L（此体积为标准状况下的体积）；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6L（此体积为标准状况下的体积）。
请回答下列问题：
（1）用O₂表示从0-ls内该反应的平均反应速率为__________________。
（2）O₂的平衡浓度c (O₂)=____________________________；
（3） 4s时，SO₂的生成速率____________（填“大于”、“小于”或“等于”）O₂的消耗速率。
（4）求该反应达到平衡时SO₂的转化率是________（用百分数表示）。
（5）若将平衡混台气体中SO₃的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀_______克（计算结果保留一位小数）。

(16分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
(1)已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) H=-92．2kJ·mol^-1。在一定条件下反应时，当生成标准状况下33.6LNH₃时，放出的热量为           。
(2)合成氨混合体系在平衡状态时NH₃的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知：

①温度T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁     K₂ (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氦气，平衡     移动、(填“向左”、“向右”或“不”)。
②T₂温度时，在1L的密闭容器中加入2.1mol N₂、l.5molH₂，经10min达到平衡，则v(H₂)=         。达到平衡后，如果再向该容器内通入N₂、H₂、NH₃各0.4mol，则平衡     移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
(3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素：CO₂(g)+2NH₃(g)H₂O(1)+CO(NH₂)₂(1) △H，
在一定压强下测得如下数据：

①则该反应△H   0，表中数据a   d，b   f(均选填“>”、‘‘=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO₂、NH₃，应如何处理            。

（本题16分）
（1）为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0). 在2 L密闭容器中加入一定量NO和CO，当温度分别在T₁和T₂时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

物质 T/℃     n/mol	NO	CO	E	F
初始	0.100	0.100	0	0
T1	0.020	0.020	0.080	0.040
T2	0.010	0.010	0.090	0.045

 
①请结合上表数据，写出NO与CO反应的化学方程式                       .
②根据表中数据判断，温度T₁和T₂的关系是(填序号)__________。
A．T₁>T₂         B．T₁<T₂   C．T₁=T₂      D．无法比较
（2）已知：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g);   ΔH=  - 1266.8 kJ/mol
N₂(g) + O₂(g) =" 2NO(g)" ;  ΔH =" +" 180.5kJ/mol，
则氨催化氧化的热化学方程式为________________________________________。
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为___________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN₂，平衡将___________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
（4）在相同的密闭容器中，用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的两种Cu₂O分别进行催化分解水的实验：
 ΔH >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)＝              ；催化剂的催化效率：实验①   实验②（填“>”、“<”）。
（5）最新研究发现，用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理：使用惰性电极和乙醛-Na₂SO₄溶液为电解质溶液，乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸。
总反应为:2CH₃CHO+H₂OCH₃CH₂OH+CH₃COOH。
过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别为：
4OH^－-4e^－═O₂↑+2H₂O；                                   。

（本题16分）工业上利用CO₂和H₂在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
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：____________ ________
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

①脱氢反应的△H_____0，600K时，Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t₁K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L^－1。你认为正确吗？请说明理由__________________________________________________________________________。
（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH₃-OH的脱氢实验：
CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH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(H₂)＝              ；实验温度T₁   T₂（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①   实验②（填“>”、“<”）。
（4）用CH₃-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为：
___________________________________________。

(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
（1）有关研究需要得到C₃H₈(g) = 3C(石墨,s) + 4H₂(g)的ΔH，但测定实验难进行。设计下图可计算得到：
①ΔH      0（填>、<或=）
②ΔH =                      
（用图中其它反应的反应热表示）

（2）甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下：

物质	HCOOH	CH3OH	HCOOCH3
主要 性质	无色液体，与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH)	无色液体，与水互溶	无色液体，在水中溶解度小，与醇互溶

工业制备甲酸原理：HCOOCH₃(l) + H₂O(l)  HCOOH(l) + CH₃OH(l)，反应吸热，但焓变的值很小。常温常压下，水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中，反应起始，在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇，从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇：                                               。
甲酸：                                               。
某小组通过试验研究反应HCOOCH₃转化率随时间变化的趋势，在温度T₁下，采用酯水比为1:2进行实验，测得平衡是HCOOCH₃的转化率为25%。
②预测HCOOCH₃转化率随时间的变化趋势并画图表示。

③该反应在温度T₁下的平衡常数K=          。
（保留两位有效数字）
（3）HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式：
                                          。

太阳能电池是利用光电效应实现能量变化的一种新型装置，目前多采用单晶硅和多晶硅作为基础材料。高纯度的晶体硅可通过以下反应获得：
反应①（合成炉）：
反应②（还原炉）：
有关物质的沸点如下表所示：

物质	BCl3	PCl3	SiCl4	AsCl3	AlCl3	SiHCl3
沸点	12．1	73．5	57．0	129．4	180（升华）	31．2

请回答以下问题：
（1）太阳能电池的能量转化方式为         ；由合成炉中得到的SiHCl₃往往混有硼、磷、砷、铝等氯化物杂质，分离出SiHCl₃的方法是       。
（2）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(P_B)代替物质的量浓度(c_B)也可表示平衡常数（记作K_P），则反应①的K_P＝             ；
（3）对于反应②，在0．1Mpa下，不同温度和氢气配比（H₂/SiHCl₃）对SiHCl₃剩余量的影响如下表所示：

①该反应的△H₂       0（填“>”、“<”、“=”）
②按氢气配比5:1投入还原炉中，反应至4min时测得HCl的浓度为0．12mol·L^—1，则SiHCl₃在这段时间内的反应速率为               。
③对上表的数据进行分析，在温度、配比对剩余量的影响中，还原炉中的反应温度选择在1100℃，而不选择775℃，其中的一个原因是在相同配比下，温度对SiHCl₃ 剩余量的影响，请分析另一原因是              。
（4）对于反应②，在1100℃下，不同压强和氢气配比（H₂/SiHCl₃）对SiHCl₃剩余量的影响如图27—1所示：

① 图中P₁        P₂（填“>”、“<”、“=”）
②在图27—2中画出氢气配比相同情况下，1200℃和1100℃的温度下，系统中SiHCl₃剩余量随压强变化的两条变化趋势示意图。

甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚（CH₃OCH₃）。
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式   __________________________________。
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H₂(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。
②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH₂(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；
A. P₃＞P₂，T₃＞T₂        B. P₁＞P₃，T₁＞T₃     C. P₂＞P₄，T₄＞T₂        D. P₁＞P₄，T₂＞T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH₂充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

(14分)以下是一些物质的熔沸点数据(常压)：

	钾	钠	Na2CO3	金刚石	石墨
熔点(℃)	63.65	97.8	851	3550	3850
沸点(℃)	774	882.9	1850(分解产生CO2)	---	4250

金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：
4Na(g)+3CO₂(g)2Na₂CO₃(1)+C(s，金刚石)；△H＝-1080．9kJ／mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为        ；若4v_正(Na)＝3v_逆(CO₂)，反应是否达到平衡        (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min，金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min里CO₂的平均反应速率为               。
(3)高压下有利于金刚石的制备，理由                                  。
(4)由CO₂(g)+4Na(g)＝2Na₂O(s)+C(s，金刚石)  △H＝-357．5kJ／mol；则Na₂O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na₂CO₃(1)的热化学方程式：                       。
(5)下图开关K接M时，石墨作       极，电极反应式为                     。当K接N一段时间后，测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象【x—代表n(H₂O)_消耗，y—代表n[Al(OH)₃]，反应物足量，标明有关数据】

(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值，且气体体积为标况体积)：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)	50	120	232	290	310

(1)哪一时间段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大_____               ______，
原因是                                     。
(2)求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)            
(3)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体
积的下列溶液，你认为可行的是__________。
A．蒸馏水   B．NaCl溶液   C．NaNO₃溶液   D．CuSO₄溶液   E．Na₂CO₃溶液

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

（2） 用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为    
____________________
（3） 某时刻t（t﹤5min）测得Y、Z两者的物质的量之比为
3:1，则X的转化率为_________
（4） 该条件下，能说明反应已达到平衡状态的是       
a．容器内z物质的量浓度为0.25mol/L
b．正反应和逆反应的速率都为0       
c．容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2
d．容器内X气体的体积分数不变  
e. 单位时间内消耗3a mol X，同时生成2a mol Z