高中化学探究影响化学反应速率的因素简答题

最近全国各地持续出现雾霾天气，其首要污染物是可吸入颗粒物PM_2.5和氮、硫的氧化物(PM_2.5直径接近2.5×10^-6m，1纳米=10^-9m)，主要来源为工业废气、机动车尾气等。因此对PM_2.5、SO₂、NO_x进行研究、处理意义重大。
(1) 下列关于PM_2.5说法正确的是       
a.PM_2.5在空气中形成了胶体；
b.PM_2.5表面积大，能吸附大量有毒、有害物质；
c.少开私家车，尽量选择公交、地铁出行，某种程度可以减少PM_2.5污染
(2) 取PM_2.5样本用蒸馏水处理制得试样，若测得该试样所含水溶性无机离子及其平均
浓度如下表

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/ mol/L	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中的数据判断该试样的酸碱性为       ，其pH=      。
（3）对汽车尾气中的NOx进行研究
①NOx能形成酸雨，写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式           。
②汽车尾气系统中装有催化转化器，可将NOx还原成N₂排出，已知下列热化学方程式：
ⅰ N₂(g) +O₂(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ·mol^-1 
ⅱ  2C(s)+ O₂(g)2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol^-1
ⅲ C(s)+ O₂(g) CO₂( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol^-1
温度升高，反应ⅲ化学平衡常数         。（填“增大”或“减小”或“不变”）
写出NO(g)和CO(g) 反应生成N₂(g) CO₂(g)的热化学方程式               。
（4）将工厂废气中产生的SO₂通过下列流程，可以转化为有应用价值的硫酸钙等

①写出反应Ⅰ的化学方程式：                。
②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是           。
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO₄^2-所用试剂是                。

钛被誉为“二十一世纪的金属”，用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率并能减少环境污染。请回答下列问题：

（1）已知中FeTiO₃元素的化合价为+3，钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中________元素被氧化，每生产1. 9kgTiCl₄消耗Cl₂在标准状况下的体积为________L。

则金属Mg还原TiCl₄制取金属Ti (s)的热化学方程式为___________.
（3）某化学兴趣小组探究外界条件对合成甲醇反应的影响。

①在300℃时，向体积为1L的密闭容器中加入2mol H₂和1mol CO，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

则从反应开始到建立平衡，v(H₂)为___________ ；
该温度下的化学平衡常
数为___________。
②在其它条件不变，只改变其中的一个条件，该小组同学
根据实验绘制如下图像，其中与事实相符的是为___________（填
序号）。

（4）电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。
①电解饱和食盐水的离子方程式为为___________ 。
②电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，盐酸的作用为为___________。（用必要的离子方程式和文字说明）

分1923年以前，甲醇一般是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。现在工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加压催化加氢的方法，工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

（1）反应②是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_____K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃＝_________(用K₁、K₂表示
（3）在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如下图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是_____________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是________。

（4）甲醇燃料电池有着广泛的用途，若采用铂为电极材料，两极上分别通入甲醇和氧气，
以氢氧化钾溶液为电解质溶液，则该碱性燃料电池的负极反应式是_________________；
（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下，将a mol／L的醋酸与b mol／L Ba(OH)₂溶液等体积混合，反应平衡时，2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)，用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_____________。

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按
投料，在时，不同温度下SO₂的平衡转化率。

（1）该反应是_         反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）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（主要成分为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，若尾气中SO₂与氨水恰好反应得到弱碱性的（NH₄）₂SO₃溶液，则有关该溶液的下列关系正确的是     （填序号）。

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的吸收率与溶液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              。

2012年8月24日，武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下，合成氨工业原料气H₂制备涉及下面的两个反应：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)；
CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)。
(1)判断反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A．容器内压强不变          B．混合气体中c(CO)不变
C．v_正(H₂)＝v_逆(H₂O)  D．c(CO₂)＝c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)，发生反应：3H₂(g)＋N₂(g) 2NH₃(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p₂＝0.6p₁，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t₁)若仅改变一种条件，得到如乙图像。

①若图中c＝1.6 mol，则改变的条件是________(填字母)；
②若图中c＜1.6 mol，则改变的条件是__________(填字母)；此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A．升温　　　B．降温　　　C．加压　　　D．减压　　　E．加催化剂
(3)如(2)题中图甲，平衡时氢气的转化率为________。

(4)工业上可利用如下反应：H₂O (g)＋CH₄ (g)  CO(g)＋3H₂(g)制备CO和H₂。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H₂O和0.2 mol CH₄，测得H₂(g)和CH₄(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
（1）SO₂Cl₂常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO₂Cl₂(g)SO₂(g)＋Cl₂(g) △H＝＋97.3 kJ·mol^－1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO₂Cl₂，达到平衡时，容器中含0.18mol SO₂，则此过程反应吸收的热量为_____ kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl₂溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－198kJ·mol^－1，400℃，1.01×10⁵Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO₂和O₂，n(SO₃)和n(O₂)随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ(O₂)＝___________。
②下列叙述正确的是              。
a．A点υ正(SO₂)＞υ逆(SO₂)
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n(SO₂)相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO₃)比图中D点的值大
（3）工业上用Na₂SO₃溶液吸收烟气中的SO₂。将烟气通入1.0 mol·L^－1的Na₂SO₃溶液，当溶液pH约为6时，Na₂SO₃溶液吸收SO₂的能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c (SO₃^2－)的浓度是0.2 mol·L^－1，则溶液中c(HSO₃^－)是__mol·L^－1。

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s)+O₂(g) =2CO(g) △H=       。


（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO₂和3mol H₂，一定
条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H
测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如右图所示:
①从反应开始到平衡，H₂O的平均反应速率v(H₂O)=              。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是         （填编号）。
A．升高温度             B．将CH₃OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂    D．再充入l mol CO₂和4 mol H₂
（3） CO₂溶于水生成碳酸。已知下列数据：

弱电解质	H2CO3	NH3．H2O
电离平衡常数（ 25℃）	Ka1=" " 4．30 × 10^一7 Ka2=" " 5．61× 10^一11	Kb = 1．77× 10^一5

现有常温下1 mol·L^－1的( NH₄)₂CO₃溶液，已知：NH₄⁺水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
CO₃^2-第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka₂。
①判断该溶液呈      （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中CO₃^2-
发生第一步水解的离子方程式               。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是                              。
A．c(NH₄⁺)＞c(HCO₃^-)＞ c(CO₃^2-)＞(NH₄⁺)
B．c(NH₄⁺)+c(H⁺)= c(HCO₃^-)+c(OH^-)+ c(CO₃^2-)
C. c(CO₃^2-)+ c(HCO₃^-)+c(H₂CO₃)=1mol/L
D. c(NH₄⁺)+ c(NH₃.H₂O)="2" c(CO₃^2-)+ 2c(HCO₃^-) +2c(H₂CO₃)
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特
殊电极材料以CO和O₂为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是    （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式：          。

利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤，已知
SO₂（g）＋O₂（g） SO₃（g）△H＝－98 kJ·mol^－1。
（1）某温度下该反应的平衡常数K＝，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol
SO₂(g)、16.0 mol O₂(g)和3.0 mol SO₃(g)，则反应开始时v_正        v_逆（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）一定温度下，向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO₂和1.0 molO₂，达到平衡后体积变为1.6 L，则SO₂的平衡转化率为       。
（3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原来减小的是     （填字母）。
A保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O₂
B保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO₃
C降低温度
D移动活塞压缩气体
（4）若以右图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入O₂电极的电极反应式为         。

（5）为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO₂和水的质量比为       。

（届江西省景德镇市高三第一次模拟考试卷理综化学试卷）
某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：

离子	H^+	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	未测定	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

 
根据表中数据判断试样的pH=         。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（g） △H=－241.8kJ·mol^－1
C（s）+1/2O₂（g）="CO" （g）       △H=－110.5kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：             　　                 。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是           。
A．Ca(OH) ₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，汽缸中的化学反应式为N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K=               。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是           。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                    。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知该反应的△H0，判断该设想能否实现并简述其依据：                   。