- 影响化学反应速率的因素
- 共7172题
二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：
请填空：
（1）在一定条件下，反应室1中发生反应：CH4(g)＋H2O(g)
（2）在一定条件下，已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水，其化学方程式为________ 。
（3）在压强为0.1MPa条件下，反应室3(容积为2L)中0.2molCO与0.4molH2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)
① 1 _____2 (填“<”、“>”或“=”)。
②在1压强下，100℃时，反应CO(g)＋2H2(g)
③在其它条件不变的情况下，反应室3再增加0.2molCO与0.4molH2，达到新平衡时，CO的转化率______（填“增大”、“不变”或“减小”），(CH3OH)_________ 0.1mol/L（填“>”、“<”或“ = ”）
正确答案
（1）减小； 0.03mol·L-1·min-1
（2）2CO+4H2
（3）① ＜；②100；减小；减小；③增大；>
铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s) + 3CO(g)
①该反应的平衡常数表达式为：K=_______
②该温度下，在2L盛有粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为________
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
①__________________②_______________
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v) 和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是_____________。
(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：___________欲使上述体系中浓度增加，可加入的物质是______。
正确答案
(1)①
(2)①CO或CO2的生成速率与消耗速率相等；②CO或CO2的质量不再改变（答案合理即可）
(3)b
(4)Al(OH)3
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________________，在导线中电子流动方向为
________________（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为________________。
（3）电极表面镀铂粉的原因为________________。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ. 2Li + H2
①反应Ⅰ中的还原剂是________________，反应Ⅱ中的氧化剂是________________。
②已知LiH固体密度约为0.8g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________________。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为________________mol。
正确答案
（1）由化学能转变为电能；由a到b
（2）2H2+4OH--4e-==4H2O或H2+2OH--2e-==2H2O
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
（4）①Li；H2O；②1/1120；③32
在相同条件下进行Mg和酸反应的对应实验，相关数据如下
（1）试比较有关量的大小：ν1_________ ν2 、n1___________ n2 （填“>”“＝”“<”）
（2）现欲改变条件，使实验Ⅰ中ν1降低，但不改变n1的值，试写出两种可行的方法：
① ______________________②__________________
正确答案
（1）ν1 >ν2；n1 = n2
（2）① 加水稀释 ；② 加入少量醋酸钠固体
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol/LKI、0.2％淀粉溶液、0.20mol/L
K2S2O8、0.10mol/LNa2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的__________耗尽后，溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为：n（S2O32-）：n（S2O82-）_______。
（2）为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表
表中Vx=____mL，理由是___________________。
（3） 已知某条件下，浓度c（S2O82-）～反应时间t的变化曲线如图，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82-）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）
（4） 碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。该电池反应为：
2Li（s）+I2（s）=2LiI（s）△H
已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H1
4LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2
则电池反应的△H=_______________；碘电极作为该电池的___________极。
正确答案
（1）Na2S2O3，<2
（2）2；保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的。
（3）
（4）(△H1-△H2)/2；负极
（1）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO
2CO2+N2
研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中：
①请在表格中填入剩余的实验条件数据．
②设计实验Ⅱ、Ⅲ的目的是______．
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质．某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程．提供的装置：
步骤一、NH3的制取
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是：______（填装置序号）．
②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如下表：
分析表中数据，实验室制NH3产率最高的是______（填序号）．
步骤二、模拟尾气的处理：
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：
③A中反应的离子方程式：______．
④D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：______．
⑤D装置中的液体可换成______（填序号）．
a．CuSO4溶液 b．H2O c．CCl4 d．浓H2SO4
⑥该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：______．
正确答案
（1）①该实验是验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，所以Ⅰ、Ⅱ是只改变催化剂表面积，Ⅱ、Ⅲ只改变温度．
所以应填入的数据为：
Ⅱ280 1.2×10-3 5.80×10-3
Ⅲ1.2×10-3 5.80×10-3
②Ⅱ、Ⅲ只改变温度，所以目的是探究温度对化学反应速率的影响．
故答案为：探究温度对化学反应速率的影响．
（2）步骤一、NH3的制取
①制备氨气可采用解热NH4Cl和Ca（OH）2或浓氨水加热的方法制备，其中能快速、简便制取NH3的装置可用加热浓氨水法制备，用H装置，故答案为：H；
②因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，而用NaOH或Ca（OH）2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多，由表中数据可以看出，f制NH3产率最高，
故答案为：f；因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，而用NaOH或Ca（OH）2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多；
步骤二、模拟尾气的处理
③稀硝酸具有强氧化性，与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
④D装置使气体混合均匀、调节气流速度，另外，氨气难溶于饱和氨水，可防止倒吸，
故答案为：防止氨气溶解（或防止倒吸）；
⑤氨气可溶于硫酸铜溶液、水以及硫酸中，可产生倒吸，氨气为极性分子，不溶于非极性溶剂，可用CCl4代替饱和氨水，
故答案为：c；
⑥缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气，故答案为：未反应的NO无法处理，会污染环境．
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。
（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：v(p-CP)=________mol·L-1·s-1。
[解释与结论]
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从
Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：______________________________。
（4）实验③得出的结论是：PH等于10时，__________________________。
[思考与交流]
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_____________________________
正确答案
（1）
（2）8.0×10-6 （3）过氧化氢在温度过高时迅速分解。
（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）
（5）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷等其他合理答案均可）
某化学课外小组的同学为探究化学反应速率和化学反应限度，做了许多实验，其中两个如下：
实验探究一：温度对化学反应速率的影响实验步骤：
（1）取两个试管，各加入5mL 12％的双氧水（H2O2）溶液
（2）将其中一支试管直接用酒精灯加热，观察对比两支试管中现象实验现象：被加热的试管迅速产生大量气泡，未加热的试管缓慢产生气泡结论：温度越高，反应速率越快。甲同学认为该实验不够严密，你同意这种看法吗？_________（填“同意”或“不同意”），原因是_____________________________；如果你认为不够严密，该如何改进？______________________________________________________（认为严密可不填）。
实验探究二：在一定条件下，大部分化学反应都有一定的限度。以 KI溶液和FeCl3溶液反应为例
（2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2）设计实验，探究此反应存在一定的限度。
可选试剂：①0． 1mol·L-1KI溶液；②0． 1mol·L-1 FeCl3溶液；③FeCl2溶液；④盐酸；⑤KSCN溶液；
⑥CCl4。
实验步骤：
(1)取5mL 0．1mol·L-1 KI溶液，再滴加几滴0．1mol·L-1FeCl3溶液
(2)充分反应后，将溶液分成三份
(3)取其中一份，加试剂⑥，用力振荡一段时间，CCl4层显紫色，说明反应生成碘
(4)另取一份，加试剂_________（填序号），现象_______________ ，说明_________________。
正确答案
（2）同意； 一般液体加热沸腾也能观察到大量气泡，不一定是化学反应；改直接加热为水浴加热
(4)⑤；显血红色；说明还有Fe3+，反应有一定的限度
请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。实验目的：比较等体积0.5 mol·L－1硫酸、1 mol·L－1盐酸、1 mol·L－1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
（1）实验原理：(用离子方程式表示)________________。
（2）实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是__________，不选其他两种金属的理由是__________________。
实验步骤：甲同学设计的实验装置：
乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。
（3）你认为乙同学改进的措施是__________________。
（4）按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。实验现象及结论：________________________________________________________________________。
（5）反应开始时的速率：v(H2SO4)__________v(HCl)__________v(HAc)(用“＝”“<”或“>”填空，下同)，反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)<(HCl)__________v(HAc)；
（6）最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)__________V(H2/HCl)__________V(H2/HAc)。问题讨论：
（7）量筒的规格由__________________决定。
（8）对结论“（6）”“（7）”中盐酸和醋酸的异同，你的解释是__________________。
（9）根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终都相等，但反应一段时间后有v(H2SO4)
正确答案
（1）2H+＋Mg＝H2↑＋Mg2+，2CH3COOH＋Mg＝H2↑＋Mg2+＋2CH3COO－
（2）Mg；Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论，Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
（3）同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
（4）实验现象：反应开始时醋酸反应速率小于盐酸和硫酸反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。结论：最终得到的氢气体积相等
（5）＝；>；<
（6）＝；＝
（7）酸液的体积
（8）醋酸中存在电离平衡，反应开始时c(H+)小于盐酸，故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后，醋酸的电离平衡不断向右移动，使得c(H+)大于盐酸，故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H+的物质的量相等，故最后得到H2体积相等
（9）H+的存在抑制HSO4-的电离(或：SO4-抑制H+与Mg的反应或Cl-促进H+与Mg的反应)
某学习小组通过测定大理石与硝酸反应过程中体系质量的变化，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验
HNO3的用量均为25.0 mL、大理石用量均为10.00g。
（1）请完成以下实验设计
（2）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图
忽略溶液体积变化，计算实验①在40s-100 s范围内HNO3的平均反应速率（保留2位小数）：_________________。
（3）画出实验②和③中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
正确答案
（1）
（2）0.015 mol/(L·s) 或0.91 mol/(L·min)
（3）“略”
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