【题目】(I)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,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,大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格,实验温度为25℃、35℃,每次实验HNO3的用量为25.00 mL,大理石用量为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填空:
实验编号 | 温度(℃) | 大理石规格 | HNO3浓度(mol/L) | 实验目的 |
① | 25 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究浓度对反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究e_______对反应速率的影响 |
② | 25 | 粗颗粒 | a______ | |
③ | b_______ | 粗颗粒 | 2.00 | |
④ | c________ | 细颗粒 | d______ |
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。计算实验①中70 s~90 s范围内用HNO3表示的平均反应速率________(忽略溶液体积变化,不需要写出计算过程)。在0~70、70~90、90~200各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是________。
(II)某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验编号 | 0.1 | 0.6mol·L-1H2C2O4溶液的体积/mL | H2O的体积/mL | 实验温度/℃ | 溶液褪色所需时间/min |
① | 10 | V1 | 35 | 25 | |
② | 10 | 10 | 30 | 25 | |
③ | 10 | 10 | V2 | 50 |
(3)表中V1=_______mL,V2=_______mL。
(4)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
(5)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)=________mol·L-1·min-1。
【题目】氢气是一种重要的清洁能源。
(1)航天员呼吸产生的利用反应:H,再电解水可实现的循环利用。
①热力学中规定,由最稳定单质生成某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应式中:
;;;
;则_____。
②反应必须在高温下才能进行,原因是___________________________。
③350℃时,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生以上反应。
测得反应过程中压强随时间的变化如下表所示:
时间/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 |
350℃时反应的______(为用气体的分压代替各组分平衡浓度表示的平衡常数,气体分压=气体的体积分数×体系总压)。
(2)利用乙醇重整制氢是获得氢能的研究热点,其主要反应原理为:
反应Ⅰ: H1
若同时通入水蒸汽,还会发生如下反应
反应Ⅱ: H2
反应Ⅲ: H3
反应Ⅳ: H4
一定温度下,某恒压密闭容器中充入一定量的发生反应。
已知:氢气选择性指转化的原料气中,转化成氢气的氢元素质量与转化的氢元素总质量的比值。
①下列有关说法正确的是_______________。
A.当混合气的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态
B.增大乙醇初始浓度,能够提高乙醇的平衡转化率
C.其它条件不变,掺入稀有气体,可提高乙醇平衡转化率
D.其它条件不变,掺入水蒸气,可提高氢气的选择性和氢气的体积分数
②下图为上述条件下n(H2)随反应时间的变化曲线图。若其它初始条件相同,只把容器变为恒容密闭容器,请画出恒容条件下,n(H2)随反应时间的变化曲线图________________。
③乙醇重整制氢过程中,还可能生成固态炭,固态炭的生成会造成催化剂失活,应尽量避免。研究其它条件相同下,反应温度、氧醇比、水醇比与生成固态炭的条件,得到下图:
试根据图象分析,反应温度、氧醇比、水醇比对固态炭生成的影响_____________。
【题目】(1)参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数,回答下列问题:
温度/℃ | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常数 | 667 | 100 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
①该反应正反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应;
②在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1molCO和0.2molH2,达到平衡时,CO转化率为50%,则T=__________℃。
(2)CH3OH也可由CO2和H2合成。在体积为1L的密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
①该反应的平衡常数表达式为K=________;从反应开始到10min,v(H2)=______mol·L-1·min-1;
②下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)
A.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成
B.气体的密度不再随时间改变
C.CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变
D.气体的平均相对分子质量不再随时间改变
③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量增大,只改变下列某一条件,可采取的措施有___________ (填字母)
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入CO2气体 D.使用合适的催化剂
④相同温度下,在另一个容积为1 L的密闭容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g),达到平衡时CO2的浓度____________(填“>”、“<”或“=”)0.25mol·L-1。