高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

2013年以来，全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的CO₂、汽车尾气等都是形成雾霾的因素。
（1）已知：① N₂(g) + O₂(g)＝2NO(g)  △H＝+179．5 kJ/mol
②2NO(g) + O₂(g)＝2NO₂(g)    △H＝－112．3 kJ/mol 
③2NO(g) +2CO(g)＝N₂(g) +2CO₂(g)    △H＝－759．8 kJ/mol
下图是在101kPa，298K条件下1mol NO₂和1mol CO反应生成1mol CO₂和1mol NO过程中能量变化的示意图。则a＝       。

（2）将不同物质的量的H₂O（g）和CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
H₂O(g)+CO(g)CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO	H2
1	650	2	4	2．4	1．6	5
2	900	1	2	1．6	0．4	3
3	900	a	b	c	d	t

 
①实验组1中以v(CO₂)表示的反应速率为          ，此温度下的平衡常数为         ，温度升高时平衡常数会         （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H₂O（g）、 1mol CO、 1 mol CO₂和 x molH₂，若要使反应在开始时正向进行，则x应满足的条件是          。
③若a=2,b=1，则达平衡时实验组2中H₂O（g）和实验组3中CO的转化率的关系为α₂ (H₂O)   α₃ (CO)（填“＜”、“＞”或“＝”)。

Ⅰ.在一定条件下，xA+yBzC，达到平衡，试填写下列空白：
（1）已知C是气体，且x+y=z，加压时平衡如果发生移动，则平衡必向______移动。
（2）若B、C是气体，其他条件不变时增加A的用量，平衡不移动，则A的状态为______。
Ⅱ.已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂(g)  N₂O₄(g)  ΔH＜0。现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线_______表示NO₂浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是__________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均分子质量不随时间变化而改变
（2）①前10 min内用NO₂表示的化学反应速率v(NO₂)=_______mol·L^-1·min^-1。
② 0～15 min ，反应2NO₂(g) N₂O₄(g)的平衡常数K₁=_______。
③ 25 min～35 min时，反应2NO₂(g) N₂O₄(g)的平衡常数K₂_____K₁(填“＞”、“=”或“＜”)。
（3）反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是______________ (用文字表达)，若要达到使NO₂(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是_________。
A.加入催化剂        B.升高温度           
C.缩小容器体积     D.加入一定量的N₂O₄

从图表中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力。
（1）图1是在一定条件下，反应：CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)的实验曲线。

①图中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同压强，则压强大小的排列顺序为           。该反应的△H    0（选填“>”、“<”、“=”）。
②压强为 P₄时，在 Y 点：υ(正)    υ(逆)。（选填“>”、“<”、“=”）；
③压强为P₄时，密闭容器中CH₄和CO₂的起始浓度均为0.10mol•L^-1，则1100℃时该反应的化学平衡常数
为        （保留三位有效数字）。
（2）温度与HCl压强对MgCl₂·6H₂O受热分解产物的影响如图所示，下列说法正确的是

A．温度低于100℃，MgCl2·6H2O不会发生分解

B．要得到MgO温度至少需要加热至600℃

C．要得到无水MgCl2只要控制温度，不一定要在HCl气体中

D．在HCl气体压强为0.25×10^6Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl2·6H2O＝Mg(OH)Cl+HCl+5H2O

（3）X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在。Al－LiBH₄是新型产氢复合材料，常温下可以与H₂O反应生成H₂。图3是含LiBH₄为25%时Al－LiBH₄复合材料的X－射线衍射图谱，图4是该复合材料在25℃(图谱a)和75℃(图谱b)时与水反应后残留固体物质的X－射线衍射图谱。据图分析，25℃时Al－LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是__ (填化学式)，25℃和75℃时产物中不相同的物质是_ _ (填化学式)。

随着世界粮食需求量的增长，农业对化学肥料的需求量越来越大，其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础，其原理为：N₂＋3H₂2NH₃
（1）在N₂＋3H₂2NH₃的反应中，一段时间后，NH₃的浓度增加了0.9 mol·L^－1。用N₂表示其反应速率为0.15 mol·L^－1·s^－1，则所经过的时间为         ；
A．2 s          B．3 s         C．4 s          D．6 s
（2）下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是         ；
A．v(H₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1          B．v(N₂)＝0.1 mol·L^－1·min^－1
C．v(NH₃)＝0.15 mol·L^－1·min^－1        D．v(N₂)＝0.002mol·L^－1·min^－1
（3）在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是            。
A．容器内气体密度保持不变                    
B．容器内温度不再变化
C．断裂3 mol H-H键的同时，断裂6 mol N—H键
D．反应消耗N₂、H₂与产生NH₃的速率之比1︰3︰2

（1）不同温度下水的离子积的数据：K_W(25 ℃)＝1×10^－14；Kt₁＝a；Kt₂＝1×10^－12，试回答以下问题：
①若25＜t₁＜t₂，则a________1×10^－14(填“＞”“＜”或“＝”)，做此判断的理由是_______________________。
②25 ℃时，某Na₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)＝5×10^－4 mol/L，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na^＋)∶c(OH^－)＝____________。
③在t₂温度下测得某溶液pH＝7，该溶液显__________(填“酸”“碱”或“中”)性。
（2）在一定温度下，有以下三种酸：
a．醋酸 b．硫酸 c．盐酸
①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是______________(用a、b、c表示，下同)。
②当c(H^＋)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为____________。反应所需时间的长短关系是____________。
③将c(H^＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H^＋)由大到小的顺序是____________。

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

（2）反应开始至2 min，Z的平均反应速率为            。
（3）不同时间测得以下反应速率：
①v(X)=0．075 mol· L^-1·min^-1  
②v(Y)=0．001 mol· L^-1·s^-1  
③v(Z)=0．06 mol·L^-1·min^-1
速率由大到小关系正确为      。
A．①＞③＞②       B．③＞①＞②      C．②>③>①

空气质量日报中有一项重要检测指标是SO₂的含量，结合所学知识回答下列问题。工业制硫酸的过程中，SO₂催化氧化的原理：
2SO₂(g)+O₂(g)  2SO₃(g)    △H＜0

（1）某温度下，测得SO₂(g)的平衡转化率()与体系总压强( p )的关系如上图所示。a、b两点对应的平衡常数K(a)          K(b) (填“>”“<”或“=”，下同)SO₃浓度c(a)          c(b)c点，反应速率υ(正)      υ(逆)。
（2）将一定量的SO₂(g)和O₂(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行，反应得到如下表中的两组数据：

实验编号	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol
SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8
2	T2	4	2	0.4	y

实验1从开始到反应达到化学平衡时，用去时间t 分钟，则υ(SO₂)表示的反应速率为     ，温度T₁大于T₂的理由是                            。

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+2CO2CO₂+N₂．在密闭容器中发生该反应时c(CO₂)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。

① T₁＿(填“>”“<”或“=”)T₂。
② 在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v(N₂)=________。
（2）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可形成燃料电池，其原理如图所示。通入O₂的一极为_______(填“正极”或“负极”)，该电池在使用过程中石墨I电极上生成N₂O₅，其电极反应式为_________。

下图表示在一定的温度下，容积固定的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，试回答下列问题：

（1）该反应的化学方程式为                  。
（2）0～t₁s 内B气体的平均反应速率为           。
（3）(t₁＋10)s 时，A的转化率为         ，此时v(A)正     v(B)逆（填“>”、“<”或“=”）。
（4）关于该反应的说法正确的是          。
a．到达t₁时刻该反应已停止
b．在t₁时刻之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c．在t₁时刻C气体的正反应速率等于逆反应速率
（5）容器中(t₁＋10)s时的压强与起始时的压强之比为            。

(8分)698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H₂(g)和2 mol I₂(g)，发生反应：H₂(g)＋I₂(g) ＝ 2HI(g)，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题：
（1）容器的体积V＝_____L
（2）反应达到最大限度的时间是_    _s，该时间内平均反应速率v(HI)＝     mol·L^－1·s^－1
（3）判断该反应达到平衡的依据是             (填序号)
①(I₂)＝2(HI)
②H₂、I₂、HI的浓度都不变
③容器内气体的压强保持不变   
④容器内气体的密度保持不变

对于反应：CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂ (g)   ΔH＞0请回答下列问题：
（1）在一体积为10L的容器中，通人一定量的CO和H₂O，在850℃时发生上述反应，CO和H₂O浓度变化如图，则 0~4min内的平均反应速率v(CO)＝______ mol/(L·min)

（2)t℃(高于850℃)时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表。

则：
①C₁数值___（选填“＞”、“＜”或“＝”）0.08 mol/L。
②反应在4min~5min间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是________(单选)；表中5min—6min之间数值发生变化，可能的原因是__________(单选)。
a．增加水蒸气      b．降低温度
c．使用催化剂     d．增加氢气浓度

运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。其涉及的反应如下：
①CH₄(g)＋2H₂O(g)＝CO₂(g)＋4H₂(g) △H₁＝＋165.0 kJ/mol 反应活化能Ea₁="243.9" kJ/mol
②CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H₂＝－802.6 kJ/mol 反应活化能Ea₂="125.6" kJ/mol
（1）2H₂(g) + O₂(g)= 2H₂O(g)△H₃＝          kJ/mol；
（2）下面能正确表示氢气和氧气反应生成水的能量变化示意图的是    （填字母序号）。

（3）运用甲烷自热来制取氢气是目前较为先进的技术。在同一反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生如上反应①和反应②，则反应开始时，反应①的反应速率    反应②的反应速率（填“＞”、“＜”或“＝”），理由是                       ；从能量角度分析，在该制氢过程中通入适量氧气发生反应②的目的是                      ；

研究碳、氮氧化物的性质与利用具有重要意义。
（1）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量的SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是        。
②由MgO制成的Mg可构成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池的正极反应式为                 ；

（2）化合物甲、乙是两种氮的氧化物且所含元素价态均相同，某温度下相互转化时的量变关系如图2所示：
①甲的化学式是               ；
②图中a、b、c、d四点中，表示反应处于平衡状态的是         。t₁～t₂时间内v_正(乙)     v_逆(甲)（填“＞”“＜”或“＝”）
③反应进行到t₂时刻，改变的条件可能是             。
（3）用H₂或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知：2NO(g) = N₂(g) + O₂(g)  △H = -180.5kJ·mol^-1
2H₂O(l) = 2H₂(g) + O₂(g)  △H = +571.6kJ·mol-1
则用H₂催化还原NO消除污染的热化学方程式是                  。

甲醇可作电池的原料，也会造成环境污染。请根据有关反应回答问题。
（1）以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应可制备甲醇。
①CH₄(g)+H₂O(g)⇌CO(g)+3H₂(g)  △H =+206.0 kJ·mol^－1
②CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH (g)      △H=-129.0 kJ·mol^－1
则CH₄(g)+H₂O(g) ⇌CH₃OH (g)+H₂(g)的△H=      kJ·mol^－1。
（2）将1.0 mol CH₄(g)和2.0 mol H₂O(g)通入容积为10 L的容器，在一定条件下发生反应①，测得在一定压强下CH₄的转化率与温度的关系如图。设100℃时达到平衡所需的时间为5 min，
则这时间段v(H₂)=    mol·L^-1·min^-1。

（3）在一定温度下，将一定量CO和H₂充入密闭容器发生反应②。达到平衡后，若压缩容器体积至原来的，对平衡体系产生的影响是    （填序号）。
①c ( H₂ )减小 ②CH₃OH 的物质的量增加  ③新平衡时，减小，
④正反应速率加快，逆反应速率减慢   ⑤平衡常数K增大
（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后Co³⁺将甲醇氧化成CO₂和H⁺（用石墨烯吸附除去Co²⁺）。现用下图装置模拟上述过程，则：

①Co²⁺在阳极的电极反应式为                  ；
②请完成除去甲醇的离子方程式：Co³⁺+CH₃OH+      =  Co²⁺+CO₂↑+6H⁺

(10分)（1）恒温，容积为1 L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示(已知：2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol^－1)，请回答下列问题：

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： ___________________。
②ΔH₂＝________kJ·mol^－1。
③在相同条件下，充入1 mol SO₃和0.5 mol的O₂，则达到平衡时SO₃的转化率为________；此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
（2）中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A．电解水制氢：2H₂O2H₂↑＋O₂↑
B．高温使水分解制氢：2H₂O(g)2H₂＋O₂
C．太阳光催化分解水制氢：2H₂O2H₂↑＋O₂↑
D．天然气制氢：CH₄＋H₂O(g)CO＋3H₂
②CO₂可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1，测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图所示。从3 min到9 min，v(H₂)＝________mol·L^－1·min^－1。

③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO₂与CH₃OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H₂，同时生成1 mol H₂O
D.CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
（3）工业上，CH₃OH也可由CO和H₂合成。参考合成反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。

温度/℃	0	100	200	300	400
平衡常数	667	13	1.9×10^－2	2.4×10^－4	1×10^－5

A．该反应正反应是放热反应
B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应ΔS<0
C．在T℃时，1 L密闭容器中，投入0.1 mol CO和0.2 mol H₂，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
D．工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高