高中化学探究影响化学反应速率的因素试题

NaHSO₃溶液在不同温度下均可被过量KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，依据I₂析出所需时间可以求得NaHSO₃的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L^－1的NaHSO₃溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO₃(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录10～55 ℃间溶液变蓝时间，55 ℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是

A．40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B．图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等

C．图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0×10^－5 mol·(L·s)^－1

D．温度高于40 ℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。
（1）T℃时在2L的密闭容器中，N₂、H₂混合气体充分反应5min后放出热量46.2 kJ，用H₂表示的平均速率为             。
（2）合成氨厂可用反应CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)获得H₂，已知该反应的平衡常数随温度的变化如下表，试回答下列问题：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①在800℃发生上述反应，向恒容反应器投入CO₂、H₂、CO、H₂O的物质的量分别为：1 mol、1 mol、2 mol、2 mol，此时该反应由      反应方向开始建立平衡。（选填“正”或“逆”）。
②在500℃时进行上述反应，若CO、H₂O的起始浓度均为0.020 mol·L^－1，在该条件下，CO的最大转化率为              。
③在其他条件不变的前提下，下列措施一定可以提高H₂的百分含量的有___________；
a．增加CO的用量             b．增加H₂O(g)的用量   
c．增大压强                 d．降低温度

氮化铝（AlN）是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在温度高于1500℃时，通过碳热还原法制得。实验研究认为，该碳热还原反应分两步进行：①Al₂O₃在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X（X中Al与O的质量比为6．75∶2）；②在碳存在下，X与N₂反应生成AlN。请回答：
（1）X的化学式为           。
（2）碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为：
Al₂O₃（s）+3C（s）+N₂（g）2AlN（s）+3CO（g）
①在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法不正确的是          。

A．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：v（N₂）=3v（CO）
D．维持温度、容积不变，若减少N₂的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙
②一定温度下，在压强为p的反应体系中，平衡时N₂的转化率为α，CO的物质的量浓度为c；若温度不变，反应体系的压强减小为0．5p，则N₂的平衡转化率将      α（填“<”、“=”或“>”），平衡时CO的物质的量浓度        。
A．小于0．5c             B．大于0．5c，小于c
C．等于c                 D．大于c
③该反应只有在高温下才能自发进行，则随着温度升高，反应物Al₂O₃的平衡转化率将       （填“增大”、 “不变”或“减小”），理由是         。
（3）在氮化铝中加入氢氧化钠溶液，加热，吸收产生的氨气，进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式             。

在200℃时，将a mol H₂(g)和b mol I₂(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I₂(g)+H₂(g)⇋2HI(g)。
（1）反应刚开始时，由于c(H₂)＝______，c(I₂)＝______，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大而________最小(为零)(填“v_正”或“v_逆”)。
（2）随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H₂)________，c(I₂)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v_正________，而v_逆________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）当反应进行到v_正与v_逆________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。

根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO₂和N₂，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO₂＋N₂。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验 编号	实验目的	T/℃	NO初始浓度 mol/L	CO初始浓度 mol/L	同种催化剂 的比表面积m^2/g
Ⅰ	为以下实验作参照	280	6.50×10^-3	4. 00×10^-3	80
Ⅱ	①	②	③	④	120
Ⅲ	探究温度对尾气转化速率的影响	360	⑤	⑥	80

【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：

（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________（填“增大”、“减小”、“无影响”）；

苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H₂S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。
I： PhCl_(g)+H₂S_(g)PhSH_(g)+HCl_(g)   △H₁=—16.8kJ·mol^-1
II： PhCl_(g)+H₂S_(g) ==PhH_(g)+ HCl_(g)+S_8(g)   △H₂
回答下列问题：
（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，
反应II为不可逆反应，△H₂=___________0。(填写“>”，“<”，“=”)

（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)__________v(II)(填写“>”,“<”,“=”)
（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。
①请解释图二中两条曲线的变化_______________________。
②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。
（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。

W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与N具有相同的质子、电子数目：W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非会属性在同周期主族元素中最强。

（1）Y在周期表中的位置是        。
（2）用电子式表示化合物X₃W的结构        。
（3）X₃W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，该反应的化学方程式是        。
（4）同温同压下，将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中，若所得溶液的pH=7则a     b（填“>”或“<”或“=”）。
（5）用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气休B，该反应的离子方程式是             。
（6）已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A，即：
  △H=—92.4kJ·mo1^－1
在某温度时，一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表：

时间	浓度(mo1/L)
c(W2)	c(B)	c(A)
第0 min	4．0	9．0	0
第10 min	3．8	8．4	0．4
第20 min	3．4	7．2	1．2
第30 min	3．4	7．2	1．2
第40 min	3．6	7．8	0．8

①0min～10min，W₂的平均反应速率           。
②反应在第l0min改变了反应条件，改变的条件可能是          。
a．更新了催化剂       b．升高温度       c．增大压强      d．增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变，改变的反应条件可能是          。
a．更新了催化剂       b．升高温度      c．增大压强       d．减小A的浓度

（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____________。

在一定条件下CO（g）和H₂（g）发生反应：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。在容积固定且均为1L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1mol CO（g）和2mol H₂（g），三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃（依次升高）且恒定不变，测得反应均进行到5min时CH₃OH（g）的浓度如下图所示。下列说法正确的是

A．a容器中，0~5min时平均反应速率ν（H2）=0.04mol/（L.min）

B．反应均进行到5min时，三个容器中一定达到化学平衡状态的是b

C．当三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的是a

D．保持温度和容积不变，若开始时向b容器中充入0.6mol CO（g）、1.2mol H2（g）和0.4mol CH3OH（g），则反应开始时ν（正）＜ ν（逆）

(15分)化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
（1）工业生产可以用NH₃(g)与CO₂(g)经两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH₃(g)与CO₂(g)反应生成尿素的热化学方程式为_______________。
（2）已知反应Fe(s)＋CO₂(g） FeO(s)＋CO(g）ΔH＝a kJ·mol^－1。测得在不同温度下，该反应的平衡常数K随温度的变化如下：

温度(℃)	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

①该反应的化学平衡常数K的表达式为        ，a________0(填“>”、“<”或“＝”)。在500 ℃  2 L密闭容器中进行反应，Fe和CO₂的起始量均为4 mol，则5 min后达到平衡时CO₂的转化率为________，生成CO的平均速率v(CO)为_______________。
②700 ℃反应达到平衡后，要使反应速率增大且平衡向右移动， 可采取的措施有              。
（3）利用CO与H₂可直接合成甲醇，下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图，写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式               ，利用该电池电解1L 0．5mol/L的CuSO₄溶液，当消耗560mLO₂（标准状况下）时，电解后溶液的pH＝（溶液电解前后体积的变化忽略不计）。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C (s)＋H₂O (g)  CO(g)＋H₂(g) ΔH = ＋131.4 kJ/mol
（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H₂O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是              。
A．CO的含量保持不变
B．v_正(H₂O)= v_正(H₂)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如右图)，在t₁时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡(用实线表示)；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                      。
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为             。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为            g。

将等物质的量的N₂、H₂混合于2L的固定体积的密闭容器中，在一定条件下反应合成氨，经5min后达到平衡，其中C(N₂)：C(H₂) = 3︰1；若将混合气体中氨气分离，恰好能与250mL 2mol/L的稀硫酸溶液反应生成正盐；
求：（1）NH₃的化学反应速率是多少？
（2）原容器中N₂的物质的量是多少？
（3）5min后容器中H₂的物质的量浓度是多少？
（4）N₂的转化率是多少？
（要求书写计算过程）

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓 度/mol·L^－1	2.4×10^－3	3.4×10^－3	4.8×10^－3	6.8×10^－3	9.4×10^－3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是_______________ 。
A．2v(NH₃)＝v(CO₂)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_________________ (填“增加”，“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH_______________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，熵变ΔS________________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
（2）已知：NH₂COONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO^－)随时间的变化趋势如下图所示。

⑤计算25.0 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：________。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：______________ _______________________________。

一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生的反应：N₂+3H₂2NH₃，反应过程如下图所示，下列说法正确的是

A．t1 min时正、逆反应速率相等

B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系

C．0～8 min，H2的平均反应速率v（H2）＝0.75 mol·L^-1·min^-1

D．10～12 min，N2的平均反应速率为v（N2）=0.25mol·L^-1·min^-1

NaHSO₃被用于棉织物及有机物的漂白以及在染料、造纸、制革等工业中用作还原剂。
（1）NaHSO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得。
2NaOH（aq） + SO₂（g） = Na₂SO₃（aq） + H₂O（l），△H₁
2NaHSO₃（aq） = Na₂SO₃（aq） + SO₂（g）+ H₂O（l），△H₂
则反应SO₂（g） + NaOH（aq） = NaHSO₃（aq） 的△H₃ =    （用含△H₁、△H₂式子表示）；且△H₁ ______△H₂（填“＞”、“＜”和“=”）。
（2）NaHSO₃在不同温度下均可被KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，根据I₂析出所需时间可以求得NaHSO₃的反应速率。将浓度均为0．020mol·L^－1NaHSO₃（含少量淀粉）10．0ml、KIO₃（过量）酸性溶液40．0ml混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下左图。
    
①a点时，v（NaHSO₃）=    mol·L^－1·s^－1。
②根据图中信息判断反应：I₂ +淀粉蓝色溶液的△H      0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③10－40℃区间内，显色时间越来越短，其原因是    。
（3）已知：T℃时H₂SO₃的Ka₁=1．5×10^－2, Ka₂=1．0×10^－7；NaHSO₃溶液pH＜7。
在T℃时，往NaOH溶液中通入SO₂。
①在NaHSO₃溶液中加入少量下列物质后，的值增大的是    。

A．H2O

B．稀H2SO4

C．H2O2溶液

D．NaOH溶液

②某时刻，测得溶液的pH=6，则此时，=      。
③请画出从开始通入SO₂直至过量时，溶液中n（SO₃^2－）∶n（HSO₃^－）随pH的变化趋势图    。