(12分)超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:
2NO+2CO 2CO2+N2
為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表:

 
時間/s
0
1
2
3
4
5
 
c(NO)/
mol·L-1
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
 
c(CO)/
mol·L-1
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=              
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=_____________。
(3)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的       0(填寫“>”、“<”、“=”)。
(4)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是     
A.選用更有效的催化劑                  B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度                 D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計表中,請在表格中填入剩余的實(shí)驗(yàn)條
件數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)編號
T/℃
NO初始濃度
mol·L-1
CO初始濃度
mol·L-1
催化劑的比表面積
㎡·g-1

280
1.2×10-3
5.8×10-3
82

 
 
5.8×10-3
124

350
1.2×10-3
 
 
 

(12分)
(1)             。2分)
(2)1.88×10-4mol/(L·s)             。2分)
(3)<                     。2分)
(4)C、D                    。2分)
(5)Ⅱ   280          1.2×10-3        (2分)
Ⅲ  5.80×10-3    124                 (2分)

解析試題分析:(1)根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得;(2)根據(jù)前兩秒的NO的濃度變化量求出生成氮?dú)獾臐舛茸兓,再除以時間可得用氮?dú)獗硎镜钠骄磻?yīng)速率;(3)該反應(yīng)氣體系數(shù)和是減小的,△S<0,要使反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則必須△H<0;(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡向右移動,NO的轉(zhuǎn)化率提高,該反應(yīng)為氣體系數(shù)和減小的反應(yīng),故縮小體積增大壓強(qiáng)平衡向右移動,NO的轉(zhuǎn)化率增大,故選CD;(5)保證四個量中的其中三個相同,研究另外一個對反應(yīng)速率的影響,I和Ⅱ研究的是催化劑的比表面積對反應(yīng)速率的影響,故其它條件都相同;選擇Ⅲ和Ⅱ研究溫度對反應(yīng)速率的影響,故只有溫度不同,其它條件均相同。
考點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的計算、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件、影響化學(xué)平衡的條件、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究等知識

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)我國有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化
步驟及生成物未列出):

(1)“造合成氣”發(fā)生的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒溫恒容的條件下,欲提高CH4的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是     。
A、增大壓強(qiáng)    B、升高溫度     C、充入He氣    D、增大水蒸氣濃度

溫度/℃
400
500
800
平衡常數(shù)K
9.94
9
1
(2)“轉(zhuǎn)化一氧化碳”發(fā)生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下:
提高氫碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值   (填“增大”、“不變”或“減小”);若該反應(yīng)在400℃時進(jìn)行,起始通入等物質(zhì)的量的H2O和CO,反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時CO和CO2的濃度比為1∶3,此時v(正)   v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中正確的是     。
A、該反應(yīng)屬于人工固氮
B、合成氨工業(yè)中使用催化劑能提高反應(yīng)物的利用率
C、合成氨反應(yīng)溫度控制在500℃左右,目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
D、合成氨工業(yè)采用循環(huán)操作的主要原因是為了加快反應(yīng)速率
(4)生產(chǎn)尿素過程中,理論上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比為  ,而實(shí)際生產(chǎn)過程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,這是因?yàn)?u>     
(5)當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為60%時,以3.0×108 L甲烷為原料能夠合成     L 氨氣。(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g)    ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g)    ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是           。
(2)對于氣體參與的反應(yīng),表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B),則反應(yīng)Ⅱ的Kp=       (用表達(dá)式表示)。
(3)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是            。

(4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生,理由是            。
(5)圖1為實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有        。
A.向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C.提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)
D.提高反應(yīng)體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生,且v1>v2,請在圖2中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。
  

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應(yīng)的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖a、b所示。

(1)根據(jù)反應(yīng)及上圖(a),判斷△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;請選擇經(jīng)濟(jì)、且適宜的反應(yīng)溫度:        。
(2)下列事實(shí)可以說明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是          
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)從壓強(qiáng)因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采用      的生產(chǎn)條件。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法。水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果如上圖(b)所示。
①在做這四組實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)該采用的其他實(shí)驗(yàn)條件是           
A.反應(yīng)溫度相同         B.采用不同的催化劑
C.壓強(qiáng)都控制在常壓下    D.反應(yīng)相同時間時測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
②圖(b)表明:                           。

③一定溫度下,在恒壓密閉容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的氣體,發(fā)生上述反應(yīng),在t1時刻達(dá)到平衡。保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,在t2時刻重新達(dá)到平衡,請在右圖中畫如反應(yīng)再次達(dá)到平衡過程的圖像。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(15分)碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)在電化學(xué)中,常用碳作電極。在堿性鋅錳干電池中,碳棒作    極。
(2)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ?mol-1,則要制備標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為   ,需要吸收的熱量為         kJ。
(3)工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后,獲得的較純H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1。下圖1是在兩種不同實(shí)驗(yàn)條件下模擬化工生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所測得N2隨時間變化示意圖。

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較,實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為:                        。
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高,其它條件相同,請在上圖2中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。
(4)Na2CO3可在降低溫室氣體排放中用作CO2的捕捉劑。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2后,溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?u>           。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(16分)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某;瘜W(xué)小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。
實(shí)驗(yàn)一:他們只利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案來研究影響反應(yīng)速率的因素。甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報告如下表:

實(shí)驗(yàn)步驟
現(xiàn)象
結(jié)論
①分別取等體積的2 mol·L-1的硫酸于試管中
反應(yīng)速率Mg>Fe,Cu不反應(yīng)
金屬的性質(zhì)越活潑,反應(yīng)速率越快
②____________
 
反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快
(1)甲同學(xué)表中實(shí)驗(yàn)步驟②為_________________________________________。
(2)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀____________;要得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還需控制的實(shí)驗(yàn)條件是____________。乙同學(xué)為了更精確地研究濃度對反應(yīng)速率的影響,利用如圖所示裝置進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)。

(3)乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該測定的數(shù)據(jù)是___________________________________________________。
(4)乙同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)藥品是________,該實(shí)驗(yàn)中不選用某濃度的硫酸,理由是___________。
實(shí)驗(yàn)二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時,發(fā)現(xiàn)開始一段時間,反應(yīng)速率較慢,溶液褪色不明顯;但不久突然褪色,反應(yīng)速率明顯加快。
(5)針對上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,丙同學(xué)認(rèn)為KMnO4與H2C2O4反應(yīng)放熱,導(dǎo)致溶液溫度升高,反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看,你猜想還可能是______________的影響。
(6)若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想,除高錳酸鉀酸性溶液、草酸溶液外,還需要選擇的試劑最合理的是________(填字母)。
A.硫酸鉀       B.硫酸錳             C.二氯化錳                  D.水

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(16分)碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請回答下列問題:
(1)在化工生產(chǎn)過程中,少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒,常用SO2將CO氧化SO2被還原為S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol        ①
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2= -393.5kJ·mol-1       ②
                 S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH3= -296.8kJ·mol-1         ③
則SO2氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:                              
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)ΔH     0(填“>”或“ <”)。
圖2表示CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、溫度的變化關(guān)系,曲線I、II、III對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關(guān)系為         ;測得B(X1,60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1=        
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是      (填序號)。

A.正反應(yīng)速率先增大后減小B.逆反應(yīng)速率先增大后減小
C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大D.反應(yīng)物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度增大
③一定條件下,將2molCO和2molH2置于容積為2L固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時CO與H2體積之比為2∶1,則平衡常數(shù)K=              。
(3)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法可以處理高濃度乙醛廢水。
原理:使用惰性電極電解,乙醛分別在陰、陽極轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,
總反應(yīng)為:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。
實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的 處理過程,其裝置示意圖如圖所示:

①電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無色氣體,陽極電極反應(yīng)分別為:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。
②在實(shí)際工藝處理過程中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1m3乙醛的含量為300mg/L的廢水,可得到乙醇        kg(計算結(jié)果保留2位小數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某溫度時,在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)隨時間的變化關(guān)系曲線如下圖所示。
(1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               ;
(2)反應(yīng)開始至2min時Z的平均反應(yīng)速率為                ;
(3)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述不正確的是             (    )

A.反應(yīng)限度是一種平衡狀態(tài),此時反應(yīng)已經(jīng)停止 
B.達(dá)到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 
C.達(dá)到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)物和生成物濃度都不再改變 
D.化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品 
E.化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品
(4)5min后曲線的含義                                                       ;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在溶液中,反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行,它們的起始濃度均為c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

請回答下列問題:
(1)與①比較,②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是:
②______________________________________________;
③______________________________________________;
(2)實(shí)驗(yàn)②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為________;實(shí)驗(yàn)③平衡時C的濃度為________________;
(3)該反應(yīng)的ΔH________0,其判斷理由是_________________________________;
(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0 min時的平均反應(yīng)速率:
實(shí)驗(yàn)②:vB=________;
實(shí)驗(yàn)③:vC=________。

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