高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH₃OH。
(1)已知：CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₁
2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₂
2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₃
则反应CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)的ΔH＝______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁________K₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L^－1，则CO的转化率为80%
(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH₃OH(g)，发生反应：CH₃OH(g)CO(g)＋2H₂(g)，H₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH₃OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH₃OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。
A．平衡常数                 B．CH₃OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间               D．平衡时气体的密度

工业上采用乙苯与CO₂脱氢生产重要化工原料苯乙烯
(g)+CO₂(g)(g)+CO(g)+H₂O(g)ΔH="-166" kJ·mol^-1
(1)①乙苯与CO₂反应的平衡常数表达式为:K=　　。 
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)。 

(2)在3 L密闭容器内,乙苯与CO₂的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO₂的起始浓度分别为1.0 mol·L^-1和3.0 mol·L^-1,其中实验Ⅰ在T₁℃,0.3 MPa,而实验Ⅱ、III分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图1所示。
              
图1                                                     图2
①实验Ⅰ乙苯在0~50 min时的反应速率为　　　　。 
②实验Ⅱ可能改变的条件是　　　　　　。 
③图2是实验Ⅰ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图2中补画实验III中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
(3)若实验Ⅰ中将乙苯的起始浓度改为1.2 mol·L^-1,其他条件不变,乙苯的转化率将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),计算此时平衡常数为　　　　。

甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH₄和H₂O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ。CH₄的转化率与温度、压强的关系如下图。

①已知100 ℃压强为p₁时达到平衡所需的时间为5 min,则用H₂表示的平均反应速率为　　　　。 
②图中的p₁　　　　p₂(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p₂时平衡常数为　　　　。 
③该反应的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”)。 
(2)在一定条件下,将a mol CO与3amol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是(　　)
A.升高温度
B.将CH₃OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H₂
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a=　　　　;b=。 
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强p_x=　　　　MPa。 

实验编号	T/℃	n(CO)/n(H2)	p/MPa
1	150	1/3	0.1
2	a	1/3	5
3	350	b	5

 

一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂表面与水发生反应生成NH₃：N₂＋3H₂O2NH₃＋O₂
进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3 h)：

T/℃	30	40	50
生成NH3量/(10^－6 mol)	4.8	5.9	6.0

 
请回答下列问题：
(1)50℃时从开始到3 h内以O₂物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h^－1。
(2)该反应过程与能量关系可用如图表示，则反应的热化学方程式是____________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议：_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N₂和4 mol H₂，达到平衡时，N₂的转化率为50%，体积变为10 L。求：
①该条件下的平衡常数为________；
②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

在2 L密闭容器内，800℃时反应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

 
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________。已知K_300℃>K_350℃，则该反应是________热反应。
(2)如图中表示NO₂变化曲线的是__________，用O₂表示从0 s～2 s 内该反应的平均速率v＝________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________。
a．v(NO₂)＝2v(O₂)
b．容器内压强保持不变
c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)
d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。
a．及时分离出NO₂气体
b．适当升高温度
c．增大O₂的浓度
d．选择高效催化剂

利用光能和光催化剂，可将 CO₂和 H₂O(g)转化为 CH₄和 O₂。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH₄产量随光照时间的变化如图所示。

(1)在0～30 小时内，CH₄的平均生成速率 v_Ⅰ、v_Ⅱ和v_Ⅲ从大到小的顺序为________；反应开始后的 12 小时内，在第________种催化剂作用下，收集的 CH₄最多。
(2)将所得 CH₄与 H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol^－1。
①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。
②将等物质的量的CH₄和 H₂O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡，平衡常数 K ＝ 27，此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol，求CH₄的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知：CH₄(g)＋2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－802 kJ·mol^－1。
写出由 CO₂生成 CO 的热化学方程式____________________________________

向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)已知：平均反应速率v(C)＝v(A)，反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol，有a mol D生成，回答下列问题：
(1)反应2 min内v(A)＝________，v(B)＝________
(2)化学方程式中，x＝__________，y＝__________，p＝________，q＝________
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为________。
(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5a mol，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)
(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是________。
②平衡时反应物的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是________。

t ℃时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变)，剩余了0.8 mol B，并测得C的浓度为0.4 mol·L^－1，请填写下列空白：
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为________。
(2)x＝________；平衡常数K＝________。
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后，化学平衡________(填写字母序号)。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C，在t ℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B)＝________mol。

硫及其化合物和氮及其化合物在化学工业、环境保护中应用非常广泛。
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中       能导致酸雨的形成，收集SO₂形成的酸雨，pH逐渐减小，一定时间后pH不再变化，写出酸雨中反应的离子方程式         。
（2）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。己知：
CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(l)   ΔH＝－955 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－890.3l kJ·mol^－1
2NO(g)＋O₂(g)＝2NO₂(g)      ΔH＝－112.97 kJ·mol^－1
写出CH₄(g)催化还原NO(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式：                  。
（3）工业上生产硫酸时，将SO₂氧化为SO₃是关键一步。
①某温度下，已知2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，△H=" —196" kJ· mol^—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂(g)和5.0mol O₂(g)，5分钟后反应达到平衡，共放出热量196kJ，该温度下此反应的平衡常数K=         ，用SO₂表示的反应速率为              。
②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO₂和1molO₂，发生下列反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大的是   （填字母）。

A．保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar

B．保持温度和容器体积不变，充入2 mol N2

C．保持温度和容器体积不变，充入2 mol SO3

D．升高温度

E．移动活塞压缩气体
（4）某人设想以右图所示装置，用电化学原理生产硫酸，通入O₂的电极为    极，写出通入SO₂的电极的电极反应式                             。

污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题，污染分为空气污染，水污染，土壤污染等。


（1）为了减少空气中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)＋O₂(g)===H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)===CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
C(s)＋H₂O(g) ＝ CO(g) ＋H₂(g)   ΔH＝          。
该反应的平衡常数表达式为K=           。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     （选填序号）。
a．CaCl₂      b．氨水       c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）为了减少空气中的CO₂，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(NH₄)₂CO₃，反应为：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)＝2NH₄HCO₃(aq)  ΔH₃
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，其关系如图，则：

①T₂、T₄温度下，该反应的反应速率v₂     v₄(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₃～T₄这个温度区间，容器内CO₂气体浓度变化趋势的原因是：        。
（3）催化反硝化法降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中，用H₂将NO还原为N₂，一段时间后，
溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为：                   。
②Murphy等人利用粉末铝去除废水总硝酸盐，反应主要产物为氨，占60～95%，可以通过气提法除去。反应方程式为：
3NO₃^- + 2Al + 3H₂O → 3NO₂^- + 2Al(OH)₃
NO₂^- + 2Al + 5H₂O → NH₃ + 2Al(OH)₃ + OH^-
2NO₂^- + 2Al + 4H₂O → N₂ + 2Al(OH)₃ + 2OH^-
若足量的铝与硝酸盐反应产生224mL(标准状况)混合气体，其中氨占80%，则被NO₃^-氧化的铝的物质的量为            。

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＝           。

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。

甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景。
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
① 2CH₃OH(l)+ 3O₂(g)  2CO₂(g) +4H₂O(g)  ∆H₁= －1275．6 kJ/mol
② 2CO(g) +O₂(g)  2CO₂(g)   ∆H₂=－566．0 kJ/mol
CH₃OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是       。
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH(g)+ H₂O(g)   ∆H = －49 kJ/mol
在某温度下，容积均为1 L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表：

容器	A	B
反应物投入量	1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)	1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)
反应能量变化	放出αkJ热量	吸收19．6 kJ热量

 
①从反应开始至达到平衡时，容器B中CH₃OH的平均反应速率为       。
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为       。
③α＝       。
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是       。
a．升高温度                b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂        d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

① 该电池工作时，b口通入的物质为       。
② 该电池正极的电极反应式为       。

利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
（1）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
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
           。
（2）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)反应的影响。
实验结果如图所示：

（图中T表示温度，n表示物质的量）
①图像中T₂和T₁的关系是：T₂           T₁（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂ 的转化率最高的是（填字母）。                     。
③若容器容积为1L，在起始体系中加入1mol N₂ ，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此 条件下（T₂），反应的平衡常数K=               。保持容器体积不变，再向容器中加入1mol N₂，3mol H₂反应达到平衡时，氢气的转化率将
（填“增大”、“减”或“不变”）。
（3）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：
2N₂O₅(g)4NO₂(g)＋O₂(g) ΔH＞0下表为反应在T₁温度下的部分实验数据

t/s	0	50	100
c(N2O5)/mol·L^—1	5．0	3．5	2．4

 
则50s内NO₂的平均生成速率为                    。
②现以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式                              。
在电解池中生成N₂O₅的电极反应式为                                 。

向2 L密闭容器中通入6mol气体A和6mol气体B，在一定条件下发生反应：
xA(g)＋yB(g)=pC(g)＋qD(g) 已知：平均反应速率v(C)＝1/2v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了1mol/L，B的物质的量减少了3mol，有6mol D生成。回答下列问题：
(1)反应2 min内，v(A)＝               ，v(B)＝               ；
(2)该反应化学方程式中x：y：p：q＝                               ；
(3)如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：反应速率       (填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是                  。