题目内容
利用催化剂可使NO和CO发生反应：2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0。
已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的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。
| 实验 编号 | T(℃) | NO初始浓度 (mol·L－1) | CO初始浓度 (mol·L－1) | 催化剂的比表 面积(m2·g－1) |
| Ⅰ | 280 | 1.2×10－3 | 5.8×10－3 | 82 |
| Ⅱ | | 1.2×10－3 | | 124 |
| Ⅲ | 350 | | | 82 |
(2)实验Ⅰ中，NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线，并标明各曲线的实验编号。
(1)实验
编号T(℃) NO初始浓度
(mol·L－1)CO初始浓度
(mol·L－1)催化剂的比表
面积(m2·g－1)Ⅰ Ⅱ 280 5.8×10－3 Ⅲ 1.2×10－3 5.8×10－3
(2)
解析
某学生为了探究Zn与盐酸反应过程中的速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的Zn粉，用排水集气法收集反应放出的H2，实验记录如下（累计值）：
| 时间（min） | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氢气体积（mL）(标况下) | 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 ，你认为原因是 。
（2）4～5 min时间段的反应速率最小，你认为原因是 。
（3）求2～3 min时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率（假设溶液体积保持不变）V（HCl）= 。
（4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入下列物质：
A．H2O B．NaCl溶液 C．Na2CO3溶液 D．Cu粉 E．CuSO4粉末
你认为可行的是（填编号） 。
工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示：
| 化学反应 | 平衡 常数 | 温度/℃ | ||
| 500 | 700 | 800 | ||
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
| ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
| ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) | K3 | | | |
请回答下列问题：
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝__________(用K1、K2表示)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(4)反应①按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)。
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，M(b)＞M(d)
活性炭可用于处理大气污染物NO。在1 L密闭容器中加入NO和
活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：
| 物质 n/mol T/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
| 初始 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
| T1 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| T2 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
(1)请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式： 。
(2)上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。
①计算K1＝ 。
②根据上述信息判断，T1和T2的关系是 (填序号)。
a．T1＞T2 b．T1＜T2 c．无法比较
(3)在T1℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是 (填序号)。
a．增大c(NO) b．增大压强
c．升高温度 d．移去部分F
在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH (g)+H2O(g) △H=－49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。回答下列问题：
（1）Y的化学式是 。
（2）反应进行到3min时， v正 v逆(填“＞”或“<”、“=”)。反应前3min，H2的平均反应速率v（H2）= mol·L-1·min-1。
（3）不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
| A．容器内各气体的体积比保持不变 | B．混合气体密度不变 |
| C．3v逆（CH3OH） =v正（H2） | D．H2转化率为75% |
（5）上述温度下，反应CH3OH (g) + H2O(g)
CO2(g) + 3H2(g)的平衡常数K= （计算结果保留2位小数）。 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ________________________________;
(2)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 (答两种);
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
| 实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
| 4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
| 饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
| H2O/mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ;
②反应一段时间后,实验A中的金属呈 色,实验E中的金属呈 色;
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3(l)＋H2O(l)
HCOOH(l)＋CH3OH(l) ΔH>0，某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表：
| 组分 | HCOOCH3 | H2O | HCOOH | CH3OH |
| 物质的量/ mol | 1.00 | 1.99 | 0.01 | 0.52 |
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化见下图：
(1)根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：
| 反应时间 范围/min | 0～5 | 10～15 | 20～25 | 30～35 | 40～45 | 50～55 | 75～80 |
| 平均反应速率 /(10－3 mol·min－1 | 1.9 | 7.4 | 7.8 | 4.4 | 1.6 | 0.8 | 0.0 |
请计算15～20 min范围内甲酸甲酯的减少量为________ mol，甲酸甲酯的平均反应速率为________ mol·min－1(不要求写出计算过程)。
(2)依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：
____________________________________________________________
(3)其他条件不变，仅改变温度为T2(T2大于T1)，画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2mol 的CO和0.2mol的H2O（g），在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。
（1）根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c（H2）＝________。
（2）判断该反应达到平衡的依据是________（填序号）。
| A．CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等 |
| B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 |
| C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 |
| D．正、逆反应速率都为零 |
2Fe2++I2(水溶液)。