高中化学探究影响化学反应速率的因素简答题

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）            。

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

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________

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）。

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

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                                           。

高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，广泛应用于净水、电池工业等领域。以粗FeO(含有CuO、Al₂O₃和SiO₂等杂质)制备高铁酸钠的生产流程如下，回答下列问题：

已知：NaClO不稳定，受热易分解。
（1）粗FeO酸溶过程中通入水蒸气（高温），其目的是__________________________。
（2）操作I目的是得到高纯度FeSO₄溶液，则氧化I中反应的离子方程式为_________。
（3）本工艺中需要高浓度NaClO溶液，可用Cl₂与NaOH溶液反应制备
①Cl₂与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________。
②在不同温度下进行该反应，反应相同一段时间后，测得生成NaClO浓度如下：

温度/℃	15	20	25	30	35	40	45
NaClO浓度/mol·L^-1	4.6	5.2	5.4	5.5	4.5	3.5	2

请描述随温度变化规律________________________________________________________。
其原因为____________________________________________________________________。
（4）工业也常用电解法制备Na₂FeO₄，其原理为Fe+2OH^-+2H₂O电解FeO₄^2-+3H₂↑。请用下列材料设计电解池并在答题卡的方框内画出该装置。

可选材料：铁片、铜片、碳棒、浓NaOH溶液、浓HCl等
其阳极反应式为：________________________________。

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______。

Ⅰ．分类法是化学学习的一种十分有效的方法，它可以使我们从不同角度对同一知识做更加深入的了解，人们根据不同的标准，即使同一物质也可能被划在不同的类别中。现有如下物质①MgCl₂②HCl  ③SO₂ ④ NO₂ ⑤K₂CO₃ ⑥ Cl₂ ⑦CaO ⑧ NaOH
请根据下列标准，对上述物质进行分类：
（1）既含离子键又含共价键的物质是           （填代号，下同）。
（2）只含共价键且为非电解质的是             。
（3）含有共价键的化合物是                   。
Ⅱ．向某恒容的密闭容器中加入A、B、C三种气体，如图所示是一定条件下三种气体的物质的量随时间的变化情况。

（1）写出该密闭容器发生反应的化学方程式为                 。
（2）2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的
变化而变化，其原因是____                 。
（3）下列情况能说明该反应达到化学反应限度的是             。
A．该容器的压强不再发生变化；
B．单位时间内生成A的物质的量与生成C的物质的量相同；
C．该容器中气体的密度不再改变；
D．容器中A的物质的量与C的物质的量相同

向200mL 6mol·L^-1盐酸中加入一定量的纯净CaCO₃，产生气体的体积随时间的变化曲线如图所示（气体体积均在标准状况下测定）。请回答下列问题：
（1）设OE段的反应速率为v₁，EF段的反应速率为v₂，
FG段的反应速率为v₃，则 影响v₁、v₂、v₃反应速率的因素是                                      ；
（2）为了减缓上述反应的速率，欲向该溶液中加入下列物质，你认为可行的是            （填字母）  

A．蒸馏水

B．氯化钾固体

C．氯化钠溶液

D．浓盐酸

（3）加入CaCO₃的质量为           。
（4）若反应过程中溶液体积的变化忽略不计，则EF段用盐酸表示的化学反应速率V（HCl）=______。

固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的方法：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)+49kJ。某科学实验将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图实线所示。a，b，c，d括号内数据表示坐标．
（1）0~a，a~b，b~c，c~d四段中，平均反应速率最大的时间段是___________ ，该时间段内H₂的平均反应速率是_____________。
（2）平衡时CO₂的转化率是多少？反应前后容器内的压强比时多少？（请按计算题格式在答题卡上作答）
L)

氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道：在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂(掺有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH₃。进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N₂压力1.0×10⁵ Pa、反应时间1 h)：

T/K	303	313	323	353
NH3生成量/(10^－^6 mol)	4.8	5.9	6.0	2.0

相应的化学方程式：2N₂(g)＋6H₂O(l) 4NH₃(g)＋3O₂(g)ΔH＝a kJ·mol^－1
回答下列问题：
(1)此合成反应的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
(2)已知：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol^－1
2H₂(g)＋O₂(g) ===2H₂O(l)　   ΔH ＝－571.6 kJ·mol^－1
则2N₂(g)＋6H₂O(l)===4NH₃(g)＋3O₂ (g)　ΔH＝________kJ·mol^－1
(3)从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因_________________；
(4)工业合成氨的反应为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol^－1，分别研究在T₁、T₂和T₃(T₁<T₂<T₃)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H₂和N₂的起始组成比(起始时N₂的物质的量均为1 mol)与N₂平衡转化率的关系。请回答：

①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点H₂的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N₂(g)和0.80 mol H₂(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH₃的物质的量分数(NH₃的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH₃(g)  N₂(g)＋3H₂(g)的平衡常数为________ 。

近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车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)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断：
①该反应的△H        0（填“＜”或“＞”）。
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v (N₂)为          。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列图2中正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是         （填字母编号）。
             
图1                                图2
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g)　 △H＝－867 kJ/mol         ①
2NO₂(g)N₂O₄(g)   △H＝－56.9 kJ/mol          ②
H₂O(g)＝H₂O(l)    △H＝－44.0 kJ/mol             ③
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式               。
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐
水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）。

①该燃料电池的负极反应式为        。
②电解后溶液的pH约为             （忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）。
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为           L。