高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度（℃）
		500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2．5	0．15
②H2(g)+CO2(g)  H2O (g)+CO(g)	K2	1．0	2．50
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

 
（1）反应②是       （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_(A)             K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判断反应③△H       0； △S       0（填“>”“=”或“<”）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=           （用K₁、K₂表示）。在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v_(正)       v_(逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是                    。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是                   。
（5）甲醇燃料电池通常采用铂电极，其工作原理如图所示，负极的电极反应为：                       。

（6）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，将0．2 mol/L的醋酸与0．1 mol/LBa(OH)₂溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为                                   。

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)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），得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 
①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为                 （保留两位小数，下同）。
②该反应为       （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=          。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l）＋ 3O₂(g）＝ 2CO₂(g）＋ 4H₂O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g）＝ 2CO₂(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H₂O(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：                      。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的     极（填“正”或“负”），该电极反应式为          。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO₄和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是        L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝            。

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：

离子	H^+	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	未测定	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

 
根据表中数据判断试样的pH=          。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（g） △H=－241.8kJ·mol^－1
C（s）+1/2O₂（g）="CO" （g）       △H=－110.5kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：             　　                  。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是            。
A．Ca(OH) ₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，汽缸中的化学反应式为N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K=                。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是            。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                     。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知该反应的△H0，判断该设想能否实现并简述其依据：                    。

将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经5 min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0．5 mol·L^－1，c(A)：c(B) = 3：5，v(C) = 0．1 mol·L^－1·min^－1。
则：(1)x =     。
(2)前5 min内B的反应速率v(B) =        。
(3)平衡时A的转化率为          。

（Ⅰ）碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。
（1）甲烷燃烧时放出大量的热，可作为能源应用于人类的生产和生活。
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH₄和O₂，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是：                           。
（3）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：
，得到如下三组数据：

①实验1中，以v（ H₂）表示的平均反应速率为：     。
②该反应的正反应为     （填“吸”或“放”）热反应；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的体积分数分别相等），则a、b应满足的关系是       （用含a、b的数学式表示）。
（Ⅱ）某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K₂SO₄溶液。
①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数      （填“>”“<”或“一”）通过阳离子交换膜的离子数；
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为              ；
③电解一段时间后，B出口与C出口产生气体的质量比为             。

利用I₂O₅可消除CO污染或定量测定CO，反应为：5CO（g）＋I₂O₅（s） 5CO₂（g）＋I₂（s）；ΔH ₁
（1）已知：2CO（g）＋O₂（g） 2CO₂（g）；ΔH ₂
2I₂（s）＋5O₂（g） 2I₂O₅（s）；ΔH ₃
则ΔH ₁＝           （用含ΔH ₂和ΔH ₃的代数式表示）。
（2）不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO₂的体积分数φ（CO₂）随时间t变化曲线如图。请回答：

①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)＝        ，b点时化学平衡常数K_b＝         。
②d点时，温度不变，若将容器体积压缩至原来的一半，请在图中补充画出CO₂体积分数的变化曲线。
③下列说法正确的是       。（填字母序号）

A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态

B．两种温度下，c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等

C．增加I2O5的投料量有利于提高CO的转化率

D．b点和d点的化学平衡常数：Kb＜Kd

（3）将500mL（标准状况）含有CO的某气体样品通过盛有足量I₂O₅的干燥管，170℃下充分反应，用水—乙醇液充分溶解产物I₂，定容到100mL。取25.00mL，用0.0100mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，消耗标准溶液20.00mL，则样品气中CO的体积分数为         。（已知：气体样品中其他成分与I₂O₅不反应；2Na₂S₂O₃＋I₂＝2NaI＋Na₂S₄O₆）

2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
（1）下列方程中H₂O₂所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是       。
A．BaO₂+2HClH₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂ =2Ag+O₂+H₂O   
C．2H₂O₂2H₂O+O₂↑
D．H₂O₂+NaCrO₂+NaOH=Na₂CrO₄ +H₂O
（2）火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态H₂O₂为助燃剂。已知：
N₂H₄（1）+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g) △H=" -" 534 kJ·mol^－1   
H₂O₂（1）=H₂O（1）+1/2O₂(g) △H=" -" 98.64 kJ·mol^－1
H₂O（1）=H₂O(g) △H=+44kJ·mol^－l
则反应N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂(g)+4H₂O(g)的△H=          ，
该反应的△S=       0(填“＞”或“<”)。
（3）H₂O₂是一种不稳定易分解的物质。
①如图是H₂O₂在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图

②实验证实，往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也会有气泡产生。已知常温时H₂CO₃的电离常数分别为Ka_l=4.3×l0^－7，Ka₂ =" 5.0" ×l0^－11 。Na₂CO₃溶液中CO₃^2－第一步水解常数表达式K_hl=     ，常温时K_hl的值为           。若在Na₂CO₃溶液中同时加入少量Na₂CO₃固体与适当升高溶液温度，则K_hl的值
          (填变大、变小、不变或不确定)。
（4）某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响，实验结果如图1、图2所示。

注：以上实验均在温度为20℃、w(H₂O₂)=0．25%、pH=7．12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L^-l的条件下进行。图1中曲线a：H₂O₂；b：H₂O₂+Cu²⁺；c：H₂O₂+Fe²⁺；d：H₂O₂+Zn²⁺；e：H₂O₂+Mn²⁺；图2中曲线f：反应时间为1h；g：反应时间为2h；两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知，下列叙述错误的是                 (填序号)。
A．锰离子能使该降解反应速率减缓
B．亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低      
C．海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢     
D．一定条件下，铜离子浓度一定时，反应时间越长，海藻酸钠溶液浓度越小

氧化铝(Al₂O₃) 和氮化硅（Si₃N₄）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。
（1）Al与NaOH溶液反应的离子方程式为                                    。
（2）下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是           （填序号）。
a．测定镁和铝的导电性强弱
b．测定等物质的量浓度的Al₂(SO₄)₃和MgSO₄溶液的pH
c．向0.1 mol/LAlCl₃和0.1 mol/L MgCl₂中加过量NaOH溶液
（3）铝热法是常用的金属冶炼方法之一。
已知：4Al (s)+3O₂(g) =2Al₂O₃(s)   ΔH₁ =" -3352" kJ/mol
Mn(s)+ O₂(g) =MnO₂ (s)    ΔH₂ =" -521" kJ/mol
Al与MnO₂反应冶炼金属Mn的热化学方程式是                            。
（4）氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，其反应方程式为                                          。
（5）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl₄(g) + 2N₂(g) + 6H₂(g)Si₃N₄(s) + 12HCl(g)   △H＜0  
某温度和压强条件下，分别将0.3mol SiCl₄(g)、0.2mol N₂(g)、0.6mol H₂(g)充入2L密闭容器内，进行上述反应，5min达到平衡状态，所得Si₃N₄(s)的质量是5.60g。
①H₂的平均反应速率是         mol／(L·min)。
②若按n(SiCl₄) : n(N₂) : n(H₂) =" 3" : 2 : 6的投料配比，向上述容器不断扩大加料，SiCl₄(g)的转化率应     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（6）298K时，K_sp[Ce(OH)₄]＝1×10^—29。Ce(OH)₄的溶度积表达式为K_sp＝              。
为了使溶液中Ce^4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c(Ce⁴⁺)小于1×10^－5mol·L^－1，需调节pH为     以上。

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄(g)，H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是      (填字母编号)。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。
已知：C(s)+O₂(g)=CO(g)  H=-Q₁ kJmol^-1
C(s)+ O₂(g)=CO₂(g)   H=-Q₂ kJmol^-1
S(s)+O₂(g)=SO₂(g)    H=-Q₃ kJmol^-1
则SO₂(g)+2CO(g)=S(s)+2CO₂(g)  H=           。
（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28（3）是四种金属氧化物（Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O)被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图。
700^oC时，其中最难被还原的金属氧化物是          (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于              。

（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如上图28（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为               。
若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为        L。

2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
（1）下列方程中H₂O₂所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是        。
A．BaO₂+2HClH₂O₂+BaCl₂
B．Ag₂O+H₂O₂ =2Ag+O₂+H₂O   
C．2H₂O₂2H₂O+O₂↑
D．H₂O₂+NaCrO₂+NaOH=Na₂CrO₄ +H₂O
（2）火箭发射常以液态肼(N₂H₄)为燃料，液态H₂O₂为助燃剂。已知：
N₂H₄（1）+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)  △H=" -" 534 kJ·mol^－1   
H₂O₂（1）=H₂O（1）+1/2O₂(g)  △H=" -" 98.64 kJ·mol^－1
H₂O（1）=H₂O(g)  △H=+44kJ·mol^－l
则反应N₂H₄（1）+2H₂O₂（1）=N₂(g)+4H₂O(g)的△H=           ，
该反应的△S=        0(填“＞”或“<”)。
（3）H₂O₂是一种不稳定易分解的物质。
①如图是H₂O₂在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图

②实验证实，往Na₂CO₃溶液中加入H₂O₂也会有气泡产生。已知常温时H₂CO₃的电离常数分别为Ka_l=4.3×l0^－7，Ka₂ =" 5.0" ×l0^－11 。Na₂CO₃溶液中CO₃^2－第一步水解常数表达式K_hl=      ，常温时K_hl的值为            。若在Na₂CO₃溶液中同时加入少量Na₂CO₃固体与适当升高溶液温度，则K_hl的值
           (填变大、变小、不变或不确定)。
（4）某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响，实验结果如图1、图2所示。

注：以上实验均在温度为20℃、w(H₂O₂)=0．25%、pH=7．12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L^-l的条件下进行。图1中曲线a：H₂O₂；b：H₂O₂+Cu²⁺；c：H₂O₂+Fe²⁺；d：H₂O₂+Zn²⁺；e：H₂O₂+Mn²⁺；图2中曲线f：反应时间为1h；g：反应时间为2h；两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知，下列叙述错误的是                  (填序号)。
A．锰离子能使该降解反应速率减缓
B．亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低      
C．海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢     
D．一定条件下，铜离子浓度一定时，反应时间越长，海藻酸钠溶液浓度越小

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)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），得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 
①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为                 （保留两位小数，下同）。
②该反应为       （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=          。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l）＋ 3O₂(g）＝ 2CO₂(g）＋ 4H₂O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g）＝ 2CO₂(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H₂O(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：                      。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的     极（填“正”或“负”），该电极反应式为          。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO₄和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是        L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝            。

已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/ ℃	700	900	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K=              ，△H     0（填“<”“ >”“ =”)；
(2)830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0．003 mol·L^-1·s^-1。则6s时c(A)=       mol·L^-1， C的物质的量为       mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为      ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为          ；
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为       (填正确选项前的字母)：   
a．压强不随时间改变    b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时间改变    d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为              。

将4molA气体和2molB气体在2L的密闭容器中混合，在一定条件下发生如下反应：
2A(g)+B(g)2C(g)若经过2秒后测得C的浓度为0.6mol/L。
则：（1）2s内用B表示的反应速率              。
（2）2s时A的物质的量浓度为              。
（3）2s时B的物质的量为                  。
（4）最终C的浓度            （填“能”或“不能”）达到2mol/L。

Ⅰ．某实验小组对H₂O₂的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H₂O₂分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO₂分别加入盛有15 ml 5%的H₂O₂溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：

MnO2	触摸试管情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	很烫	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5min
块状	微热	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30min

 
（1）写出大试管中发生反应的化学方程式：                                     ，该反应是      反应（填放热或吸热）。
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与                              有关。
Ⅱ．某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行， 在从0—3分钟各物质的量的变化情况如图所示（A,B,C均为气体）。

（3）该反应的的化学方程式为                         ；
（4）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为         。
（5）能说明该反应已达到平衡状态的是                 。
a．v(A)= 2v(B)      b．容器内压强保持不变
c．v_逆(A)= v_正(C)   d．容器内混合气体的密度保持不变
（6）由图求得A的平衡时的转化率为         。

在温度为373K时，将0.100mol无色的N₂O₄气体放入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红棕色，直至建立N₂O₄2NO₂的平衡。下图是隔一定时间测定到的N₂O₄的浓度（纵坐标为N₂O₄的浓度，横坐标为时间）

（1）计算在20至40秒时间内，NO₂的平均生成速率为            mol•L^-1•S ^-1。
（2）①该反应的化学平衡常数表达式为               。
②求该温度下平衡常数的值。（写出计算过程，下同）
（3）求达到平衡状态时N₂O₄的转化率。
（4）求平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为多少?(最简整数比)。