高中化学探究影响化学反应速率的因素简答题

已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

（1）从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为________。
（2）经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L^－1·s^－1，则该反应的化学方程式为______________。
（3）请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
（4）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L^－1·s^－1；乙：v(B)＝0.12 mol·L^－1·s^－1；丙：v(C)＝9.6 mol·L^－1·min^－1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________。

大气中的部分碘源于对海水中的氧化。将持续通入溶液中进行模拟研究。
（1）将氧化成的过程由3步反应组成：
①   
②   
③   
总反应的化学方程式为，其反应=。
（2）在溶液中存在化学平衡：，其平衡常数表达式为。
（3）为探究对氧化反应的影响（反应体系如图13），某研究小组测定两组实验中浓度和体系，结果见图14和下表。
   

编号	反应物	反应前	反应后
第1组	+	5.2	11.0
第2组	+ +	5.2	4.1

①第1组实验中，导致反应后升高的原因是。
②图13中的为。由生成的过程能显著提高的转化率，原因是。
③第2组实验进行18后，下降。导致下降的直接原因有（双选）。
A．减小     B．减小     C．不断生成      D．增加
（4）据图14，计算3～18内第2组实验中生成的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

氯酸镁[Mg(ClO₃)₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO₃)₂·6H₂O的流程如下：
   
已知：①卤块主要成分为MgCl₂·6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示。
回答下列问题：
（1）加速卤块在H₂O₂溶液中溶解的措施有：          （写出一条即可）。
（2）加入MgO的作用是          ；滤渣的主要成分为            。
（3）向滤液中加入NaClO₃饱和溶液后，发生反应的化学方程式为            ，再进一步制取Mg(ClO₃)₂·6H₂O的实验步骤依次为①蒸发结晶；②     ；③____；④过滤、洗涤。
（4）产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2：取10.00 mL于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L^－1的FeSO₄溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.l000 mol·L^－1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺至终点，此过程中反应的离子方程式为：。
步骤4：将步骤2、3重复两次，计算得平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式（还原产物为Cl^－）：              ；
②产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O的质量分数为（保留一位小数）            。

工业上可以利用废气中的CO₂为原料制取甲醇，其反应方程式为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O。请回答下列问题：
（1）已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示：

1molCO(g)+1mol H2O(l)

1molCO(g)+2mol H2(g)

1molCH3OH(l)

1molCO2(g)+1mol H2(g)

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__                _。
该反应的△S____0(填“>”或“<”或“=”)，在 ______情况下有利于该反应自发进行。
（2）如果上述反应方程式的平衡常数K值变大，则该反应__      （选填编号）。
A．一定向正反应方向移动   B．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C．一定向逆反应方向移动    D．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，能说明反应已达到平衡状态的是        __      （选填编号）。
A．3v_正(H₂)=v_逆(CO₂)        B．C(H₂) = C(CO₂)
C．容器内气体的密度不变    D．容器内压强不变
（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0 min，容器内气体的密度增大了2.0g/L，在这段时间内CO₂的平均反应速率为            。反应在t₁时达到平衡，过程中c(CO₂)随时间t变化趋势曲线右图所示。保持其他条件不变，t₁时将容器体积压缩到1L，请画出t₁后c(CO₂)随时间t变化趋势曲线(t₂达到新的平衡)。

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。
（1）H₂O₂不稳定、易分解，Fe^3＋、Cu^2＋等对其分解起催化作用，为比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。

若利用甲实验，可通过观察________现象，从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是________；若利用乙实验可进行定量分析，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是________。
（2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，过氧化氢在          （填“阴极”、“阳极”）产生。                       
以H₂O₂和硼氢化合物NaBH₄（B的化合价为+3价）作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示，写出a极上的电极反应式：              ，正极材料采用MnO₂，MnO₂除了作电极材料之外还可能具有的作用为                               

（3）锗（Ge）与碳是同主族元素，最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH 溶液反应，但在有H₂O₂存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其化学方程式为                 。

【化学——选修2：化学与技术】(15分)
红矾钠(重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O)是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作辅助剂，在化学工业和制药工业中也可作氧化剂，应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分：FeO·Cr₂O₃，还含有少量铝的氧化物)通过以下过程来制取。

回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中反应化学方程式为___FeO·Cr₂O₃＋___Na₂CO₃＋___O₂===___Na₂CrO₄＋___Fe₂O₃＋___CO₂。在常温下该反应速率极慢，下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母序号)。
A．将原料粉碎     B．增加纯碱的用量     C．升高温度
（2）步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8，并煮沸，其目的是________________________。
（3）步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________________________________________。
（4）利用下面的复分解反应，将红矾钠与KCl固体按1∶2物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇晶体：Na₂Cr₂O₇＋2KCl===K₂Cr₂O₇＋2NaCl(已知：温度对氯化钠的溶解度影响很小，对重铬酸钾的溶解度影响较大)。基本实验步骤为①溶解；②________；③________；④冷却、结晶，再过滤得K₂Cr₂O₇晶体。其中③应在_________________(填“高温”或“低温”)条件下进行。

(14分) （1）在恒温，容积为1 L恒容中，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1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2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

光气（）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下与在活性炭催化下合成。
（1）实验室常用来制备氯气的化学方程式为

（2）工业上利用天然气（主要成分为）与进行高温重整制备，已知、、和的燃烧热（）分别为-890.3、-285.8和-283.0，则生成1（标准状况）所需热量为

（3）实验室中可用氯仿（）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为

（4）的分解反应为。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10到14的浓度变化曲线未示出）：

①计算反应在第8时的平衡常数=

②比较第2反应温度（2）与第8反应温度（8）的高低：（2）（8）
（填"<"、">"或"="），
③若12时反应于温度（8）下重新达到平衡，则此时=；
④比较产物在2-3、5-6和12-13时平均反应速率（平均反应速率分别以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13））的大小

⑤比较反应物在5-6和15-16时平均反应速率的大小：v（5-6）v（15-16）（填"<"、">"或"="），原因是

研究CO₂与CH₄的反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知：①2CO(g)+O₂（g）＝2CO₂(g)　△H＝－566 kJ·mol^-1
               ②2H₂(g)+O₂（g）＝2H₂O(g)　△H＝－484kJ·mol^-1
               ③CH₄(g)+2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)　△H＝－802kJ·mol^-1
则CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)　△H＝　　kJ·mol^-1
（２）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·Ｌ^-1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)，测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

据图可知，P₁、P₂、 P₃、P₄由大到小的顺序　　。
‚在压强为P₄、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为       。该温度下，反应的平衡常数为       。　
（3）CO和H₂在工业上还可以通过反应C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂ (g)来制取。
①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是       

A．体系压强不再变化	B．H2与CO的物质的量之比为1 ：1
C．混合气体的密度保持不变	D．气体平均相对分子质量为15，且保持不变

② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H₂O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH₂(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向    （填“正”或“逆”）反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在下图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

Ⅰ、某反应中反应物与生成物有：AsH₃、H₂SO₄、KBrO₃、K₂SO₄、H₃AsO₄、H₂O和一种未知物质X。
（1）写出反应的化学方程式                        。
（2）根据上述反应可推知______________。
a．氧化性：KBrO₃＞H₃AsO₄      b．氧化性：H₃AsO₄＞KBrO₃
c．还原性：A_SH₃＞X            d．还原性：X＞A_SH₃
Ⅱ、2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，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（g）+2CO（g）2CO₂（g）+N₂（g）。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如右图所示。

据此判断：
①该反应的△H             0(填“>”、“<”)。
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v(N₂）=              。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂，在上图中画出c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到t₁时刻达到平衡状态的是       (填代号) 。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_X可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)+2NO₂(g)=N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  ΔH₁＝－867 kJ/mol
2NO₂(g) N₂O₄(g) ΔH₂＝－56.9 kJ/mol
写出CH₄ (g)催化还原N₂O₄(g)生成N₂ (g)和H₂O (g)的热化学方程式                。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。右图是通过人工光合作用，以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为         。

2SO₂(g)+ O₂ (g)  2 SO₃ (g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按V(SO₂):V(O₂):V(N₂)=7:11:82投料，在1．01×10⁵Pa时，不同温度下SO₂的平衡转化率。

温度/℃	400	500	600
SO2转化率/%	99．2	93．5	73．7

（1）该反应是______反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）400℃，1．01×10⁵Pa时，将含10 mol SO₂的原料气通入一密闭容器中进行反应，平衡时SO₂的物质的量是______mol。
（3）硫酸厂尾气（主要成分SO₂、O₂和N₂）中低浓度SO₂的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气，若SO₂与氨水恰好反应得到碱性的(NH₄)₂SO₃溶液时，则有关该溶液的下列关系正确的是______（填序号）。
a． c + c(NH₃•H₂O)=" 2[c()+" c()+ c(H₂SO₃)]
b． c()+ c(H⁺)=" c()+" c()+ c(OH^-)
c． c()> c() > c(OH^-) > c(H⁺)
②用 MnO₂与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO₄。
i． 得到MnSO₄的化学方程式是______。
ii．该吸收过程生成MnSO₄时，溶液的pH变化趋势如图甲，SO₂吸收率与溶液pH的关系如图乙。

图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO₂转化为H₂SO₄，生成H₂SO₄反应的化学方程式是______；由图乙可知pH的降低______SO₂的吸收（填“有利于”或“不利于”），用化学平衡移动原理解释其原因是______。

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是                                        。
（2）利用实验1中数据计算，若用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为：υ(KMnO₄)＝         。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                                    。
（4）工业上可用电解K₂MnO₄浓溶液的方法制取KMnO₄，则电解时，阳极发生的电极反应为                       ；总方程式为                                           。

请回答下列问题：
（1）分别用浓、稀硝酸溶解等量的两份铜粉，消耗硝酸的物质的量较少的是_________硝酸（填“浓”或“稀”），相应的离子方程式是_____________.
（2） 800时，在2L的恒容密闭容器中充入2molNO和1molO₂发生反应，2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，经5min达到平衡，测得c（NO)="0.5" mol/L，并放热QkJ。5min内 v(O₂)=___________。
②该条件下，2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的△H=     。
③若向平衡混合物中再充入NO、NO₂各1mol,此时v_正    v_逆（填“>”、“=”或“<”）。
④若向平衡混合物中仅充入lmolNO₂，平衡向_______（填“正向”、“逆向”或“不”）移
动。达新平衡时，NO₂的体积分数________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO₂^－，可以在强碱性条件下加入铝粉除去（反应过程中无气态产物生成。加热反应后的溶液有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体逸出）。请写出该反应的离子方程式________

Ⅰ.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意图如下：

（1）焦炭在过程Ⅰ中做     剂。
（2）过程Ⅱ中Cl₂用电解饱和食盐水制备，制备Cl₂的化学方程式为         。
（3）整过生产过程必须严格控制无水。
①SiCl₄遇水剧烈水解生成SiO₂和一种酸，反应方程式为                。
②干燥Cl₂时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入浓H₂SO₄中。冷却的作用是                        。
（4）Zn还原SiCl₄的反应如下：
反应①：400℃～756℃，SiCl_4(g)+2Zn_(l)Si_(S)+2ZnCl_2(l)  △H₁＜0
反应②：756℃～907℃，SiCl_4(g)+2Zn_(l)Si_(S)+2ZnCl_2(g)  △H₂＜0
反应③：907℃～1410℃，SiCl_4(g)+2Zn_(g)Si_(S)+2ZnCl_2(g)  △H₃＜0
i. 反应②的平衡常数表达式为                 。
ii. 对于上述三个反应，下列说明合理的是           。
a.升高温度会提高SiCl₄的转化率     b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率          d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl₄
（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO₃和HF的混合液。硅表面首先形成SiO₂，最后转化成H₂SiF₆。用化学方程式表示SiO₂转化为H₂SiF₆的过程                     。
Ⅱ.（1）甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol^－1，bkJ·mol^－1，ckJ·mol^－1，工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气（CO、H₂），其热化学反应方程式为                      。
（2）已知Ksp(AgCl)＝1.8×10^－10，Ksp(AgI)＝1.5×10^－16，Ksp(Ag₂CrO₄)＝2.0×10^－12，三种难溶盐的饱和溶液中，Ag⁺浓度大小的顺序为               。

汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。
（1）汽车内燃机工作时发生反应：N₂(g) + O₂(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 molN₂和7.5 molO₂，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol。
①5 min内该反应的平均速率υ (NO) =                ；在T ℃时，该反应的平衡常数K =              。
②反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是       （填序号）。
a．混合气体的密度         b．混合气体的压强
c．正反应速率             d．单位时间内，N₂和NO的消耗量之比
（2）H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知：N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g)   ΔH =" +180.5" kJ·mol^-1
2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l)   ΔH =" -571.6" kJ·mol^-1
则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是               。
（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g) + N₂(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

① 该反应的ΔH       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S₁＞S₂ ，在下图中画出c(NO) 在T₁、 S₂ 条件下达到平衡过程中的变化曲线。