题目内容

(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值，且气体体积为标况体积)：

时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
50
120
232
290
310
(1)哪一时间段(指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min)反应速率最大_____               ______，
原因是                                     。
(2)求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)            
(3)如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体
积的下列溶液，你认为可行的是__________。
A．蒸馏水   B．NaCl溶液   C．NaNO3溶液   D．CuSO4溶液   E．Na2CO3溶液

①2-3min 反应放热，温度升高，反应速率加快
②0.1mol/(L·min)     ③AB

解析试题分析：（1）在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别是：50 mL、 70mL 、112mL、68mL、20 mL，由此知反应速率最大的时间段为2-3min；反应速率刚开始增大后来又逐渐减小与反应物的浓度无关，只能是与反应的热效应有关。
（2）在2～3分钟时间段内，n(H2)= 0.112L/22.4L/moL=0.005mol，则消耗盐酸的物质的量=2n(H2)，则υ（HCl）=0.1mol/(L·min)。
（3）A、加入蒸馏水，H+浓度减小，反应速率减小但不减少氢气的量，正确；B、加入NaCl溶液，H+浓度减小，反应速率减小但不减少氢气的量，正确；C、加入NaNO3溶液，生成NO气体，影响生成氢气的量，错误；D、加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu形成原电池，使反应速率增大，但影响生成氢气的量，错误；E、加入Na2CO3溶液，消耗H+而使H+浓度减小，影响生成氢气的量，错误。
考点：化学反应速率的计算，影响化学反应速率的因素。

练习册系列答案
相关题目

100mL 6 mol / L H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的            

A．硫酸钾溶液 B．醋酸 C．氯化钠（固体） D．盐酸

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇, 一定条件下发生如下反应：
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝                 ；已知：K(300℃)＞K(350℃)，则该反应是_______反应。（填“吸热”或“放热”）
（2）下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是      
A混合气体的平均平均相对分子质量不变         B混合气体的压强不变
C单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol C=O键   
D．混合气体中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1
（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为           mol·L－1·min－1

（4）下列措施中能使（3）题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有           。(填字母)
A升高温度          B加入催化剂      C将H2O(g)从体系中分离           
D充入He(g)，使体系总压强增大          E．再充入1molCO2和3molH2
（5）若在另一个密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，保持压强不变,并使初始体积与（3）题中容器体积相等，且在相同的温度下进行反应，达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数 ________（3）题中的CO2的体积百分数。(填“>”或“<”或“=”)

（14分）捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)  (NH4)2CO3(aq)            ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)               ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)    ΔH3
请回答下列问题：
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝            。
(2) 反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为                      。
(3)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①ΔH3       0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T1～T2及T4～T5两个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是   
                     。
③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
  
图1                               图2
(4)利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有   
   。
(5)下列物质中也可以作为CO2捕获剂的是       。

A．NH4Cl B．Na2CO3 C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2

（14分）甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚（CH3OCH3）。
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式   __________________________________。
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。
②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；
A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3     C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小     B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小       D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

（17分）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）  K1  ?H < 0 （I）
2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）               K2  ?H < 0 （II）
（1）4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=         （用K1、K2表示）。
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2，10min时反应（II）达到平衡。测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol?L-1?min-1，则平衡后n（Cl2）=          mol，NO的转化率а1=       。其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а2        а1（填“>”“<”或“=”），平衡常数K2           （填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小，可采用的措施是                             。
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol?L?1的CH3COONa溶液，则两溶液中c（NO3?）、c（NO2-）和c（CH3COO?）由大到小的顺序为                   。（已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol?L?1，CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol?L?1，可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是             。
a．向溶液A中加适量水       b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水       d．向溶液B中加适量NaOH

（6分）将6molA气体和2molB气体在2L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）。若经5min后反应达到平衡状态，容器内的压强变小，并知D的平均反应速率为0.2mol/（L?min）,请填写下列空白：
①x的数值为      ；  ②A的平均反应速率为            ； ③5min时B的转化率为         。

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
（1）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为：C(s)＋H2O(g)  CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是             (填字母，下同)
A．容器中的压强不变
B．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
C．v正(CO)＝v逆(H2O)
D．c(CO)＝c(H2)
（2）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

实
验
组
温
度
/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
①该反应的逆反应为       (填“吸”或“放”)热反应。
②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等)，且t<3 min，则a、b应满足的关系是                                       (用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2， 下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是                   

A．升高温度
B．充入N2(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出来
D．再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2

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