高中化学探究影响化学反应速率的因素填空题

在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)2B(g)＋C(g)+D(s)  △H= +85.1kJ·mol^－1
容器内气体总压强(P)与起始压强P₀的比值随反应时间(t)数据见下表：(提示，密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)

时间t/ h	0	1	2	4	8	16	20	25
	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列问题:
（1）下列能提高A的转化率的是________
A．升高温度             B．体系中通入A气体
C．将D的浓度减小      D．通入稀有气体He，使体系压强增大到原来的5倍
E．若体系中的C为HCl，其它物质均难溶于水，滴入少许水
（2）该反应的平衡常数的表达式K________________，前2小时C的反应速率是___________ mol.L^-1.h^-1;
（3）平衡时A的转化率_____________， C的体积分数_________（均保留两位有效数字）；
（4）相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与上述相同的化学平衡，则D的取值范围n(D)_______mol
（5）已知乙酸是一种重要的化工原料，该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似；常温下，将amol CH₃COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的bmol·L^-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发)，用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数K_a=___________

Ⅰ．2011年11月28日至12月9日，联合国气候变化框架公约第17次缔约方会议在南非德班召开，随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3.25 mol H₂，在一定条件下发生反应，测定CO₂、CH₃OH(g)和H₂O (g)的浓度随时间变化如图所示：

①写出该工业方法制取甲醇的化学反应方程式        。
②从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H₂)＝        。
③该条件下CO₂的转化率为           。当温度降低时CO₂的转化率变大，则该反应   ０（填“＞”“＜”或“＝”）。
④下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是       。

A．升高温度	B．充入氮气
C．将水蒸气从体系中分离	D．用更有效的催化剂

（2）选用合适的合金作为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此燃料电池负极的电极方程式为           。
Ⅱ．研究NO₂  、SO₂ 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。其中氮元素有着多变价态和种类多的化合物，它们在工农业生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题：
（1）已知：2SO₂(g) + O₂(g)2SO₃(g)      ΔH=" —196.6" kJ·mol^―1
2NO(g) + O₂(g)2NO₂(g)      ΔH=" —113.0" kJ·mol^―1
则反应NO₂(g) + SO₂(g)SO₃(g) + NO(g) 的ΔH=                         。
（2）一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，
①下列能说明反应达到平衡状态的是              (填序号) 。
a．体系压强保持不变              
b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变     
d．相同时间内，每消耗1 molNO₂的同时消耗1 mol SO₃
②当测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1: 6，则平衡常数K＝            。

研究人员通过对北京地区PM2．5的化学组成研究发现，汽车尾气和燃煤污染分别 占4％、l8％
I．（1）用于净化汽车尾气的反应为：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂(g)+N₂(g)，已知该反应在570K时的平衡常数为1×10⁵⁹，但反应速率极慢。下列说法正确的是：       

A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO

B．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂

C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率

D．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度

（2）还可以用活性炭还原法处理氮氧化物，反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)   H=akJ·mol^-1，向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L^-1 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.050	0.025	0.025
30	0.050	0.025	0.025
40	0.036	0.032	0.010
50	0.036	0.032	0.010

 
①T₁℃时，该反应的平衡常数K=          (保留两位小数)。
⑦前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为      ，30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是             。
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：l，则该反应的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ．CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题。
（1）工业上常用SO₂除去CO，生成物为S和CO₂。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO₂除去CO的热化学方程式为                      。
（2）高温时，也可以用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此反应的化学方程式是            。
②由Mg可制成“镁一次氯酸盐”电池，其装置示意图如图，则镁电极发生的电极反应式为                 ，该电池总反应的离子方程式为                  。

(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）。

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“＝”)。

对氮及其化合物的研究具有重要意义。
（1）在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25％。该反应的热化学方程式为_____________，这段时间内v(H₂)=_________。
（2）298K时．在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)  =-akJ·mol^-1(a>0)，N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍。

①298K时，该反应的化学平衡常数为_________(精确到0.01)；
②下列情况不是处于平衡状态的是__________(填字母序号)；
a．混合气体的密度保持不变  
b．混合气体的颜色不再变化  
c．气压恒定时
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0．6 mol，n(N₂O₄)=1．2 mol，则此时v_正____v_逆(填“>”、“<”或“=”)。
（3）用氨气可设计成如图所示燃料电池，产生的X气体可直接排放到大气中。则a电极电极反应式为________________。

（4）t℃下，某研究人员测定NH₃·H₂O的电离常数为1．8×10^-5。NH₄⁺的水解常数为1．5×10^-8，则该温度下水的离子积常数为___________，请判断t_____25℃(填“>”、“<”或“=”)。

硫及其化合物和氮及其化合物在化学工业、环境保护中应用非常广泛。
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中       能导致酸雨的形成，收集SO₂形成的酸雨，pH逐渐减小，一定时间后pH不再变化，写出酸雨中反应的离子方程式         。
（2）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。己知：
CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(l)   ΔH＝－955 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)  ΔH＝－890.3l kJ·mol^－1
2NO(g)＋O₂(g)＝2NO₂(g)      ΔH＝－112.97 kJ·mol^－1
写出CH₄(g)催化还原NO(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式：                  。
（3）工业上生产硫酸时，将SO₂氧化为SO₃是关键一步。
①某温度下，已知2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，△H=" —196" kJ· mol^—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂(g)和5.0mol O₂(g)，5分钟后反应达到平衡，共放出热量196kJ，该温度下此反应的平衡常数K=         ，用SO₂表示的反应速率为              。
②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO₂和1molO₂，发生下列反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，达到平衡后改变下述条件，SO₂、O₂、SO₃气体平衡浓度都比原来增大的是   （填字母）。

A．保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar

B．保持温度和容器体积不变，充入2 mol N2

C．保持温度和容器体积不变，充入2 mol SO3

D．升高温度

E．移动活塞压缩气体
（4）某人设想以右图所示装置，用电化学原理生产硫酸，通入O₂的电极为    极，写出通入SO₂的电极的电极反应式                             。

某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：

（1）X的转化率是________；
（2）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为______；
（3）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)＝________；
（4）当反应进行到第________min，该反应达到平衡。

I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应：
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下二组数据：

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

 
①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为                （保留两位小数，下同）。
②该反应为      （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=         。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l）＋ 3O₂(g）＝ 2CO₂(g）＋ 4H₂O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g）＝ 2CO₂(g）                  ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H₂O(g）＝ H₂O(l）                          ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                     。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的    极（填“正”或“负”），该电极反应式为         。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO₄和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是       L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝           。

（共14分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 molN₂；的和0.6 molH₂的，在一定条件下发生反应：，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v( N₂)=____。
（2）平衡后，若要提高H₂的转化率，可以采取的措施有______。
A．加了催化剂                B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度         D．加入一定量氮气
（3）若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：

请完成下列问题：
①试比较 、 的大小， ____  (填“<”、“>”或“=”)：
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____（填序号字母）
A．容器内 N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度之比为1：3：2
B．
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应的化学平衡常数为____。当测得NH₃、N₂和H₂物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，则该反应的（填“<”、“>”或“=”)。
（4）根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是____。
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益

“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。

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             。

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

800℃、2L密闭容器反应2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中， n(NO)随时间的变化如表：

时间（s）	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

计算并回答下列问题：
（1）反应进行到2 s时c (NO)=         。
（2）用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率υ＝___________。
（3）反应达到平衡状态时NO的转化率=        。（提示：）
（4）判断一可逆反应是否达到平衡状态的依据有很多，某同学针对该反应提出一种设想：测定容器内气体的密度，当密度不再改变时即可判断出该反应已经达到平衡状态。你认为这种设想是否正确？    （填“是”或“否”）请说明你的理由              。

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