化学反应速率与限度综合卷1由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“化学反应速率与限度”。
化学反应速率与限度
11.(12分)现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的,但此法反应物的转化率不高。
(1)已知1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应,生成NH3(g),放出92.2 kJ热量,写出反应的热化学方程式:________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若该反应在298 K、398 K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1K(填“>”“=”“<”)
2(3)在一定温度下,向容积不变(始终为10 L)的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为,用氮气表示的反应速率为。
若想提高氨气的产率,根据化学平衡移动原理,请提出合理的建议:
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(任意写一条)。
(4)在上述相同条件下,若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时 NH3的体积分数比(3)中(填“大”、“小”或“相等”)。
12.(16分)(2010·新课标全国卷)某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,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)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________________________
________________________________________________________________________;
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是;
(4)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);
(5)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粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
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:。
13.(12分)(2012·张家界调研)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)
-1ΔH=131.3 kJ·mol
能使反应速率加快的措施有。
①增加C的物质的量
②升高反应温度
③随时吸收CO、H2转化为CH3OH
④密闭定容容器中充入CO(g)
(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)+
1①实验1中以v(2②该反应的逆反应为(填“吸”或“放”)热反应。
(3)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol的CO和6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0
该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是。
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。
14.(10分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一:甲同学利用Al、Fe、Mg和2 mol/L的稀硫酸,设计实验方案研究影响反应速率的因素。
要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是__________________________。(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图装置同温下进行定量实验。用大小形状相同的Fe分别和0.5 mol/L及2 mol/L的足量稀H2SO4反应。通过
___________________________
可以说明浓度对化学反应速率的影响。
实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在开始一段时间内,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
(1)针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是的影响。
(2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,可以在反应一开始时加入。
A.硫酸钾B.硫酸锰C.氯化锰D.水
11.解析:(2)该反应是放热反应,随着温度的升高,平衡逆向移动,化学平衡常数减小。
(3)平衡时气体的物质的量是(2 mol+8 mol)×80%=8 mol。所以气体的物质的量减少2 mol。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量(mol):280
转化物质的量(mol): 1
32平衡物质的量(mol): 152
所以NH3所占的体积分数为:2 mol/8 mol=25%,v(N2)=1 mol/(10 L×10 min)=0.01 mol·L-1·min-1。
建议应该从该反应是气体体积减小的放热反应角度提出。
(4)将NH3完全转化可知,此时的加入量相当于(3)的起始量,故能够达到完全相同的平衡状态。答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
-1ΔH=-92.2 kJ·mol
(2)>
-1-1(3)25% 0.01 mol·L·min 增大氢气浓度或增大氮气浓度或增大反应物浓度或降温或增大压强
或及时转移走生成的氨(其他合理答案均可)(任选一点)
(4)相等
12.解析:稀硫酸与锌的反应过程中加入少量硫酸铜,是利用锌置换出铜,构成Cu—Zn原电池,加快锌的反应速率,Ag2SO4也可以达到同样效果。由于是研究CuSO4的量对氢气生成速率的影响,所以硫酸的浓度要相同,一是所加硫酸的量相同,二是混合溶液的体积相同,所以V1~V5均为30,由F组数据可知,CuSO4溶液的体积加水的体积为20 mL。A组中无铜生成,反应后锌呈灰黑色,E组中生成较多的铜,呈暗红色。有较多的铜生成时,其覆盖在锌表面,降低了锌与溶液的接触面积。
答案:(1)Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成CuZn微电池,加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO
4(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(任写两种即可)
(5)①30 10 17.5 ②灰黑 暗红 ③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积
13.解析:(1)增加炭的质量,不能改变其浓度,不能加快反应速率,吸收CO、H2相当于降低生成物浓度,其反应速率下降;充入CO增大生成物浓度,可使反应速率加快。mol-2.4 mol(2)v(CO2)=v(CO)=2 L×5 min
-1-1=0.16 mol·L·min,实验1、2对比可知,升高温度,生成H2、CO2的量减小,说明逆反应是吸热反应。
(3)①本反应前后气体物质系数之和不等,t8时逆反应速率急剧提高且与正反应速率相等,故只能是加催化剂的原因。
②t4时降压,平衡左移,v(逆)急降,然后在t5时平衡。
-1-1答案:(1)②④(2)①0.16 mol·L·min ②吸(3)①使用了催化剂 ②
2++14.解析:在回答实验二的两个问题时,第(1)问的猜想,可以从比较生成物Mn(过渡金属)与K
2+(主族金属)的区别中找到答案,即通常是过渡金属或其离子具有催化性;而(2)中氯化锰中也含Mn,-却不能选为催化剂,原因在于其中的Cl易被酸性高锰酸钾溶液氧化。
答案:实验一:(1)比较反应物本身的性质对反应速率的影响 温度相同
(2)测定和比较同时间内产生氢气的体积(或测定比较产生同体积氢气所需时间的长短)
2+实验二:(1)Mn的催化作用(或催化剂)(2)B