- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
(9分)某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣。想探究是否只有MnO2能催化KClO3受热分解?CuO、Fe2O3、Cr2O3等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?若有催化作用,效率怎样?请你与他一起进行实验探究:
I.课题名称:_________________________。
Ⅱ.实验仪器:略
实验试剂:二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ.实验步骤:略
Ⅳ.实验数据:
实验
编号
KClO3
(g)
氧化物
产生气体(mL)
(已折算为标况)
耗时(s)
化学式
质量(g)
回收
1
0.6
—
—
—
10
480
2
0.6
MnO2
0.20
90%
67.2
36.5
3
0.6
CuO
0.20
90%
67.2
79.5
4
0.6
Fe2O3
0.20
90%
67.2
34.7
5
0.6
Cr2O3
0.20
异常
67.2
188.3
V.实验讨论:
⑴请用编号3的实验数据求得KClO3的分解率:为______%(保留一位小数)。
⑵在用Cr2O3做实验时,有刺激性气味的气体产生,同时绿色的混合物变成橘黄色(K2Cr2O7)。该刺激性气体可能是______(填化学式),用 检验。(填序号)
A、湿润的蓝色石蕊试纸 B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸 D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ.实验结论:________________________________________________________。
正确答案
略
在一容积固定的反应容器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下: A、 B和C均为4.0mol, D为 6.5mol, F为2.0mol,设E为xmol,x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中间位置。
①若x=4.5,则右侧反应在起始时向______方向进行,欲使起始反应维持向该方向进行,则x的取值范围为____ 。
②若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等?______,其理由是______。
正确答案
①当x=4.5时,正反应方向,x取值范围为3.5<x<7.0。②不同,理由见解析
左侧可逆反应是反应前后气体的物质的量不变的反应,右侧可逆反应的正反应是气体的物质的量缩小的反应。隔板在中间意味着左右两侧可逆反应在一定条件下达到平衡时,气体的物质的量相等。左侧气体的起始量已知,共12mol,
①当x=4.5时,气体总物质的量为13.0mol,欲使右侧反应的总物质的量为12mol,应在起始时向气体体积缩小的方向进行。欲使反应向正反应方向进行,可以通过极端假设的方法来讨论:假设平衡不移动,x="12.0" mol-6.5 mol-2.0 mol=3.5mol;假设平衡向正反应方向移动使E为0 mol,(6.5-0.5x)+(2.0+x)="12.0" mol,x="7.0" mol,故x取值范围为3.5<x<7.0。②当x的取值不同时,反应分别达到平衡的气体总物质的量均为12mol,两个反应的温度肯定不同,所以左侧中的气体A的物质的量也肯定不同。
2SO2+O22SO3的平衡体系中,加入由18O构成的氧气,当平衡发生移动后,SO2中18O含量______________(填“增加”“减少”或“不移动”),其原因是____________________。
正确答案
增加 在SO2与18O2反应生成S18O3的同时,S18O3又分解生成S18O2和18O2
正、逆反应总是同时发生,不断进行的。
在某条件下,容器中有如下平衡反应:A+4B2C+D,正反应为放热反应。此时,A、B、C的物质的量均为a mol,而D的物质的量为d mol。
(1)改变a的取值,再通过改变反应条件,可以使反应重新达到平衡。并限定达到新的平衡时,D的物质的量只允许在d/2到2d之间变化,则a的取值范围应是_______(用a和d的关系式表示)。
(2)如果要使本反应重新建立的平衡中,D的物质的量只允许在d到2d之间取值,则应该采取的措施是_______(从下列给出的选项中选择)。
A.升高反应温度
B.增大反应容器内的压强
C.增大反应容器的容积
D.降低反应温度
E.减小反应容器内的压强
F.减小反应容器的容积
正确答案
(1)a>4d(2)D
(1)要使D的物质的量由d mol→mol,需使平衡左移,且需C为d mol,此时,只需a>d即可;要使D的物质的量由d mol→2d mol,需使平衡右移,此时需A d mol,需B 4d mol。因此,a应大于4 d,所以,a的取值范围为a>4d。
(2)由于没标明四种物质的状态,所以,只有降温。
反应2A(g)+B(g)3C(g),起始时按5∶2的体积比把A、B两气体混合后,充入一体积不变的密闭容器中,在恒定温度下使之反应,达平衡时混合气体中C的体积分数为60%,求:
(1)A、B的转化率。
(2)平衡时混合气体的平均相对分子质量〔设A的相对分子质量为Mr(A),B的相对分子质量为Mr(B)〕。
(3)平衡时压强与起始时相比,有何变化?
正确答案
(1)α(A)=56%,α(B)=70%
(2)
(3)反应前后压强不变
设起始时A为5 mol,则B为2 mol,达平衡时反应的A的物质的量为x。
2A + B3C
起始:5 mol 2 mol 0
转化:x x
x
平衡:(5 mol-x) 2 mol-
x
则=0.6,
x="2.8" mol。
所以,平衡时,A的转化率为56%,B的转化率为70%。
(2)反应前后气体的物质的量不变,所以。
在有催化剂存在的容积可变容器中,保持恒温恒压下,进行如下反应:N2+3H22NH3。已知加入1 mol N2和4 mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3。在相同条件下,保持平衡时各组分的百分含量不变,对①~③状态填空:
正确答案
①1.5a ②00.5 ③2(n-4m)(n-3m)a
由于起始 (N2)∶n(H2)=1∶4,则当起始以1 mol NH3通入时,达到相同的平衡状态时,须通入0.5 mol的H2;若起始通入m mol N2和n mol H2,并通入x mol NH3,则有:
N2 + 3H2 2NH3
①起始:1 4 0
平衡: 1- 4-
a a
转化:
x x
②起始:(m+)∶(n+
x)=1∶4,
所以x=2(n-4m)。
由于平衡时n(NH3)∶n始(N2)=a∶1,
则③平衡时n(NH3)∶[m+(n-4m)]=a∶1,
n(NH3)=a(n-3m)。
在一定温度和压强下,有如下反应:2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g),将1.6 mol SO2和0.8 mol的O2放入一体积可变的密闭容器中,测得容器的起始容积为100 L。经一段时间后,反应达到平衡,测得混合气体的密度为1.6 g·L-1。完成下列问题:
(1)达平衡时混合气体的体积为___________,SO2的转化率为___________;
(2)若起始时加入a mol SO2、b mol O2,且a∶b=2∶1,在同样温度和压强下,反应达到平衡时,测得混合气体的容积为120 L。则a、b的值分别为:a=_________,b=_________;
(3)若容器为体积不变的密闭容器,其容积为100 L。起始时加入x mol SO2、y mol O2和z mol SO3,反应达平衡时,温度和压强与(2)完全相同,容器内各气体的体积分数也与(2)达平衡时的情况完全相同。则x、y应该满足的关系式为________,x、z应该满足的关系式为_____________。
正确答案
(1)80 L 60%(2) 2.4 1.2
(3)x∶y=2∶1x+z=2
(1)反应前后,气体总质量不变,则平衡时V(总)=
="80" L。
2SO2(g) + O2 (g)2SO3(g)
起始:1.6 mol 0.8 mol 0
转化:2x x 2x
平衡:1.6-2x 0.8-x 2x
因为:,故x="0.48" mol,n(平)="1.92" mol。
α(SO2)=×100%=60%
(2)当保持温度、压强不变时,按n(SO2)∶n(O2)=2∶1通入a mol SO2和b mol O2,建立起等效平衡,则α(SO2)不变。因为a=2b,所以n(SO2)=2b。在(1)中n(平)="1.92" mol,在(2)时达到平衡时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) Δn
2 1
2b·60% 0.6b
n2(平)=3b-0.6b=2.4b
又知,所以b=1.2,a=2.4
(3)中x∶y=2∶1,x+z=2。
在763 K和3.04×104kPa时,用CO与H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)设起始时,n(H2)∶n(CO)=m,平衡时CO转化率为α,CH3OH的体积分数为y,则m、α、y三者的关系是___________。
(2)将下表已知数据代入上述关系,进行计算,将结果填入表中:
(3)根据表中数据,可得出最佳反应物的配比m是_________,原因是______________。
正确答案
(1)y=×100%
(2)16.67% 21.43% 0.56
(3)2当m=2时,平衡气体中CH3OH的体积分数最大
(1)设开始时CO为1 mol,则H2为m mol,
由: CO+ 2H2 CH3OH
n始/mol:1 m 0
n变/mol:α 2α α
n平/mol:1-αm-2α α
平衡时n(总)=(1+m-2α)mol,
故y=×100%。
(2)直接代入(1)式进行计算得:16.67%、21.43%、0.56。
(3)由(2)知当m=2时,为最佳配比。
气态可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),符合图2-31。
图2-31
试用“>”或“<”填(1)~(4)题。
(1)温度T1_________T2。
(2)压强p1_________p2。
(3)m+n_________p+q。
(4)正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
正确答案
(1)>(2)<(3)>(4)吸热
温度高、压强大,化学反应速率快,达化学平衡所用的时间短。
在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通(如图2-36)。
容器中发生以下反应:N2+3H22NH3(正反应放热),若反应达到平衡后,测得混合气体为7体积。据此完成下列问题:
图2-36
(1)保持上述温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积分数仍与上述平衡时完全相同。那么:
①若a=1,c=2,则b=_________,在此情况下,反应起始时将向(填“正”或“逆”)反应方向进行。②若需规定起始时,反应向逆方向进行,则c的范围是_________。
(2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是____________,原因是________________________。
正确答案
(1)①3 逆 ②1<c≤4
(2)降温因为6.5<7,上述平衡向缩小气体体积的方向移动,即向正反应方向移动
因为温度不变,活塞与大气相通,即压强不变,条件为同温同压。
(1) ①N2 + 3H22NH3
标准量: 2体积 6体积 0
NH3转化量:1体积 3体积 2体积
现欲使其达到相同的平衡,则H2的量b为3体积。而此时加入的N2、H2、NH3的总体积为(1+3+2)=6体积,小于平衡时的7体积,故反应应向气体总体积扩大的方向进行,即向逆反应方向进行。
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