- 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+O2
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+4B
（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→
（2）由于没标明四种物质的状态，所以，只有降温。
（8分）水煤气不仅是合成氨的原料气也是合成烃及其化工产品的原料。
（1）直接水煤气燃料电池中，通CO、H2的极为电池的 极（选填：“正”，“负”）。
（2）水煤气变换反应：CO(g) + H2O(g) 
a.升高温度 b.加入催化剂 c.增大压强 d.降低浓度
（3）H2和N2在催化剂、高温高压条件下合成氨的化学方程式为 。
（4）氨气的水溶液可用于吸收烟道气中的二氧化硫，该反应的化学方程式为 。
（5）将标准状况下582.4L合成气（已知：n(CO)∶n(H2)=4∶9）通入合成塔，一定条件下可发生2CO(g)+ 4H2(g) → CH2=CH2(g)+2H2O(g)；CO(g)+3H2→CH4(g)+H2O(g)，充分反应后，经测定产品中只有甲烷、乙烯和水蒸气（假定CO和H2均无剩余），试计算逸出的气体中乙烯的物质的量（列出计算过程）。
正确答案
（1）负 （2）abc （3）N2 + 3H2 2NH3
（4）SO2 + 2NH3 +H2O = (NH4)2SO3 [或SO2 + NH3 +H2O = NH4HSO3]
（5）依据题意：n(CO) +n(H2)=
n(CO)=26mol×4/(4+9)=8mol,n(H2)=26mol－8mol=18mol
由方程式：2CO(g)+ 4H2(g)→C2H4(g)+2H2O(g)和CO(g)+ 3H2(g) → CH4(g)+ H2O(g)
n(CH4)+2n(C2H4)="8mol" , 3n(CH4)+4n(C2H4)=18mol，解得n(C2H4)=3mol。
试题分析：⑴在水煤气燃料电池中，还原剂CO、H2作电池的负极；
⑵通常升温、加压、增大浓度、加入催化剂等能加快反应速率；
⑶H2和N2在催化剂、高温高压条件下化合成氨：N2 + 3H2 
⑷氨气的水溶液吸收二氧化硫可能产生(NH4)2SO3或NH4HSO3；
⑸详见参考答案。
某研究性学习小组探究如下实验：在常温下，取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片，分别加入盛有相同体积、H＋浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快。查阅相关资料后得知：化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定，其次是外界因素的影响。
(1)写出以上反应的离子方程式_______________________________。
(2)出现上述现象的原因可能：假设①SO42—对铝与H＋的反应有抑制作用；假设②______________________________________。
(3)请设计实验对上述假设进行验证：
①____________________________________________；
②____________________________________________。
(4)如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可以采取的措施有：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________；
④__________________________________________________。
正确答案
(1)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑ (2)Cl－对铝与H＋的反应有促进作用 (3)①向上述稀硫酸中加入少量氯化钠、氯化钾等可溶性氯化物，如果能加快反应速率，则假设②成立 ②向上述稀盐酸中加入少量硫酸钠、硫酸钾等可溶性硫酸盐，如果反应速率减小，则假设①成立
(4)①加入可溶性氯化物 ②增加H＋浓度 ③加热 ④将铝片换成铝丝
(1)金属与酸反应的实质是金属与溶液中的H＋反应。(2)本题的难点是如何提出问题。稀硫酸中含有H＋和SO42—，稀盐酸中含有H＋和Cl－。依题意信息知，外形和组成均相同的铝与等浓度的酸反应，接触面积相同，H＋浓度相同，反应在相同温度下进行，说明二者的温度、浓度、接触面积都相同，不同的是溶液中所含阴离子不同，联想催化剂对化学反应的影响，可能是阴离子对反应的影响不同。(3)针对提出的猜想，设计实验方案。设计方案可以从正反两个方面切入。(4)改变条件加快反应，要从影响化学反应速率的因素切入：温度、浓度、催化剂和固液反应接触面积。
已知锌与稀硫酸反应为放热反应,某学生为了探究其反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:
①反应速率最大的(即0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min)时间段为 ,原是 。
②反应速率最小的时间段为 ,原因是 。
正确答案
（4分）①2~3 min 由于反应放热,溶液温度升高,反应速率加快
②4~5 min 硫酸浓度降低,导致反应速率减慢
试题分析：①0～1、l～2、2～3、3～4、4～5min各时间段生成氢气的体积分别为30、90、160、70、20，可以看出反应速率最大的是2～3min，锌与稀硫酸反应为放热反应，随反应的进行，温度越来越高，反应速率加快，故答案为：2～3min；因该反应是放热反应，此时温度高；
②随着反应的进行，离子浓度越来越小，反应速率越来越慢，故答案为：4～5min。
点评：本题考查学生影响化学反应速率的因素，难度不大，但是得分不容易。
在一定温度和压强下，有如下反应：2SO2(g)+O2 (g)
（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)=
2SO2（g） + O2 (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：
α(SO2)=
(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)
2 1
2b·60% 0.6b
n2(平）=3b-0.6b=2.4b
又知
(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）
(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=
(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
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＝
(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）
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。
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