高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，右图表示该反应进行过程中能量的变化。

(1)关于该反应的下列说法中，正确的是_______。

A．△H>0，△S>0；

B．△H>0，△S<0；

C．△H<0，△S<0；

D．△H<0，△S>0。

（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表          
(3)为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H₂) _________mol·L^-1·min^-1。

反应3Fe（S）+4H₂O====Fe₃O₄（s）+4H₂（g），在一可变的容积的密闭容器中进行，试回答：
（1）增加Fe的量，其正反应速率的变化是         （填增大、不变、减小，以下相同）
（2）将容器的体积缩小一半，其正反应速率       ，逆反应速率            。
（3）保持体积不变，充入N₂使体系压强增大，其正反应速率       ，逆反应速率      。
（4）保持压强不变，充入N₂使容器的体积增大，其正反应速率       逆反应速率      。

对于反应2N（g）+3 M（g）XQ（g）+3R（g）,在容积为4L的密闭容器中,将2mol气体N和3mol气体M混合,当反应经2min后达平衡时生成2.4 mol气体R,并测得Q的浓度为0.4mol/L,则X的值为          ,M的转化率为           ，用M物质表示的反应速率v_M=                

现有反应：mA(g)+ B(g)2C(g)，达到平衡后，当升高温度时，A的转化率变小；当减小压强时，混合体系中C的质量分数不变，则:
（1）该反应的△H     0（填“>”或“<”），且m    1(填“＞”“=”“＜”)。
（2）若加入B(假设容器的体积不变)，则A的转化率       ，B的转化率      。(填“增大”“减小”或“不变”)
（3）若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(假设容器的体积不变)时混合物颜色          ，
若维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色          (填“变深”“变浅”或“不变”)。
（4）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol C(g)使其分解，气体A的物质的量随时间的变化如下图所示。

则0~2 min内的平均反应速率υ(C)=                。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL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）：

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）哪一段时段的反应速率最小       ，原因是                          。
（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：
A．Na₂CO₃溶液  B．NaCl溶液  C．NaNO₃溶液  D．CuSO₄溶液
你认为可行的是     。

甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。①CH₄（g）＋H₂O （g）CO（g）＋3H₂（g）  △H₁   ②CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）△H₂ 将0．2mol CH₄和0．3mol H₂O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度．压强的关系如图所示：

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率             （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向           方向移动。
（2）反应①的△H₁       0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=               ，100℃，压强为p₁时平衡常数的值是                。
（3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH₂的混合气体在催化剂作用下进行反应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设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号	T℃	n（CO）/n（H2）	p （Mpa）
I	150	1/3	0．1
Ⅱ			5
Ⅲ	350		5

（4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

请回答
①Pt（a）电极的电极反应式为                                           
②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH₃OH有          mol。

⑴课本设计了如图一所示实验，其目的是通过比较H₂O₂的分解速率来比较          ，可通过观察                          来定性比较。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是                   。

⑵已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。①针对上述实验现象，某同学认为KMnO₄与H₂C₂O₄反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是_____    的影响。②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择的试剂最合理的是_____   

A．硫酸钾

B．硫酸锰

C．水

D．氯化锰

(10分)某化学研究性小组在用铝与稀硫酸的反应制氢气的实验时发现，如果把在空气中放置一段时间的5.0 g铝片放入圆底烧瓶中，然后通过分液漏斗加入500 mL 0.5 mol/L硫酸溶液，充分反应后，该小组同学根据记录数据得到了产生氢气的速率与反应时间的关系图象(如图所示) ，请你帮助该小组同学回答下列问题：

(1)曲线OA段不产生氢气的原因是_____________                        _  ______
____________________                                                  _____，
有关的离子反应方程式为_________________________                _____  _____
(2)曲线BC段产生氢气的速率突然加快的主要原因是                             
____________________________________________________________________________
(3)点C以后产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是                               
____________________________________________________________________________
(4)从理论上分析该小组同学能收集到氢气的体积为(标准状况下)___________

(10分)下列各项反应速度的差异，分别与哪个因素的关系最密切？
（1）硫在O₂中比在空气中燃烧剧烈：                     ；
（2）卤化银要保存在棕色试剂瓶中                      ；
（3）MnO₂加入双氧化水中反应更剧烈              ；
（4）同质量的铁片和铁粉与足量的同浓度的盐酸反应，后者先反应完             ；
（5）镁粉在冷水中反应仅有微量气泡逸出，但加热时则有大量气泡产生           。

为了减少温室气体排放，目前工业上采用CO₂与H₂在CuO-ZnO/ZrO催化下反应制备重要化工原料CH₃OH的工艺：CO₂(g)+3H₂(g)  CH₃OH(g)+H₂O(g);⊿H<0。为了探究其反应原理进行如下实验，在2L密闭容器内250℃条件下，测得n(CO₂)随时间的变化情况如下表：

时间（s）	0	1	2	3	4	5
n(CO2)(mol)	0.40	0.35	0.31	0.3	0.3	0.3

根据题目回答下列问题：
（1）0～3 s内用H₂表示的平均反应速率是          ，
（2）平衡时CO₂的转化率是       。
（3）能说明反应已达平衡状态的是                 。
A.υ(H₂)=3υ(CO₂)      B.容器内压强保持不变    
C.υ_逆(CO₂)=υ_正(CH₃OH)    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              。（填序号）
A.及时分离出产物    B.适当升高温度
C.增大CO₂浓度       D.选择适当的催化剂

（一） A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/l。反应进行2min后A的浓度为0.8mol/l, B的浓度为0.6mol/l, C的浓度为0.6mol/l。则2min内反应的平均速率为v(A)=             ，v (B) =             ，v(C)=             。该反应的化学反应方程式为：                            。
（二） 比较下列各组热化学方程式中的ΔH的大小关系。
（1）已知1 mol白磷转化成红磷，放出18.39 kJ的热量，又知：①P₄ (白，s)＋5O₂(g)=2P₂O₅(s)  ΔH₁，
②4P(红，s)＋5O₂(g)=2P₂O₅(s) ΔH₂。
则ΔH₁和ΔH₂的关系：ΔH₁             ΔH₂
（2）③ S(g)+O₂(g)==SO₂(g) △H₁
④S(s)+O₂(g)==SO₂(g) △H₂    ΔH₁      ΔH₂
（3）已知：高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₂可得到金属钨。当温度过高时，WO₂(s)会转变为WO₂ (g)。请根据以下反应：
⑤WO₂ (s) + 2H₂ (g)  W (s) + 2H₂O (g)   ΔH ＝ +66.0 kJ· mol^－1
⑥WO₂ (g) + 2H₂ W (s) + 2H₂O (g)      ΔH ＝ －137.9 kJ· mol^－1
计算出WO₂ (s)  WO₂ (g) 的ΔH ＝ ______________________。

某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。

（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为                        ；
（2）反应开始至5minZ的平均反应速率为            ；
（3）5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率         （大、小、相等）。

为了研究MnO₂与双氧水（H₂O₂）的反应速率，某学生加入少许的MnO₂粉末于 50 mL密度为1.1g∙cm^-3的双氧水溶液中，通过实验测定：在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。请依图回答下列问题：

（1）实验时放出气体的总体积为  ___  ；
（2）放出一半气体所需要的时间为   ______ ；
（3）ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为 ___________ ；
（4）在5min后，收集到的气体体积不再增加，原因是      。

(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：                。

(14分)氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要意义。
(1) 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
，写出以N₂(g)和H₂(g)为原料合成NH₃(g)的热化学方程式_______________
(2) 某小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，实验结果如下图所示：

①t₁时刻改变的条件为__________________
②t₂时刻，恒压充入氦气,t₃时刻达到平衡。在图中画出t₂时刻后的速率变化图像。
(3) 相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充人如图所示反应物，初始时控制活塞K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡。

①达到平衡时，A、C两个容器中NH₃的浓度分别为c_l、c₂，则c₁______c₂(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时，若A、B两容器中反应物的转化率分别为，则______1(填“ >”、“<”或“=”）。
③达到平衡时，若容器C的体积是起始时的，则平衡时容器C中H₂的体积分数为_______
(4) 直接供氨式碱性燃料电池（DAFC)，以KOH溶液为电解质溶液，其电池反应为 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，则负极的电极反应式为__________________。