组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 影响化学反应速率的因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:311 题号:19489138
光催化反应和光催化剂是化学反应重点研究领域
I.光催化剂Ag3PO4的制备
在避光条件下,将Na2HPO4溶液滴加到AgNO3溶液中,持续搅拌6h;抽滤,于60℃下真空干燥12h,即得到Ag3PO4
(1)制备的反应化学方程式为___________
(2)避光的原因是___________
(3)实验中选择Na2HPO4溶液,而不选择NaH2PO4溶液作为沉淀剂的理由是___________
II.催化性能研究
实验时分别用Ag3PO4和WO3单独作为催化剂,以及Ag3PO4和WO3复合物作为催化剂(Ag3PO4质量分数用AW表示),取等量催化剂催化盐酸四环素(TC)分解浓度变化和实验装置如图。
   
(4)冷凝管2的冷凝水应从___________口通入,冷凝管的作用为___________
(5)该实验条件下催化效果最优催化剂是___________
III.光催化机理研究
已知:在光的作用下催化剂的价带(VB)电子(e-)会激发到导带(CB),从而在价带(VB)留下空穴(h+)在实验II的基础上,选择最优催化剂并且额外添加分别捕获羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O·)和空穴(h+)的捕获剂进行实验,60min时,TC降解率分别为54%、75%、17%。
   
(6)使用最优催化剂时TC最主要被___________(填“·OH”“O”或者“h+”)降解
(7)产生羟基自由基(·OH)的反应方程式为___________
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【推荐1】研究含硫物质的循环,是能源开发和利用的重要途径之一。
(1)研究人员利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如下:

①反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ•mol -1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH3=-297 kJ•mol -1
反应Ⅱ的热化学方程式为________
②对于反应Ⅱ,将投料比【n(SO2):n(H2O)】为 3:2 的混合气体充入恒容的密闭容器中, 在不同压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是___

A.p2>p1,反应Ⅱ的ΔS < 0     
B.使用合适催化剂可以提高 H2SO4在平衡体系中物质的量分数   
C.其他条件相同时,投料比【n(SO2):n(H2O)】改变为 2:1,可提高 SO2的平衡转化率   
D.当容器内气体的密度不变时,可判断反应达到平衡状态     
E.温度升高,有利于反应速率加快,SO2的平衡转化率提高,K 值变小
(2)“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点,涉及下列三个反应:
反应A:SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)
反应B:2HI(g) H2(g) + I2(g)
反应C:2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)
①某温度下将 1mol HI 充入密闭容器中发生反应B,达到第 1 次平衡后,用选择性膜完全分离出 H2,达到第 2 次平衡后再次分离H2,重复多次,平衡时 n(HI)如下表:
达到平衡的次数第 1 次第 2 次第 3 次第 4 次第 5 次……
n(HI)/mol0.780.670.600.550.51……

归纳出分离 H2的次数对 HI 转化率的影响________。第 2 次平衡时 I2的物质的量为 n(I2)=_____mol;
②反应 A 发生时,溶液中同时存在以下化学平衡: I2(aq) + I(aq) (aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将 1mol SO2缓缓通入含 1 mol I2的水溶液中恰好完全反应。请在下图中画出溶液中的物质的量 n( I3- )随反应时间 t 变化的曲线图____
2020-06-22更新 | 251次组卷
解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】某化学课外小组的同学准备通过实验探究,加深对化学反应速率和化学反应限度的认识。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号0.01mol/LKIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01mol/LNa2SO3溶液的体积/mL水的体积/mL实验温度/℃出现蓝色的时间/s
55V10
554025
5V23525
(1)上述表格中:V1=____mL,V2=____mL。
实验二:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
实验步骤:
i.向5mL,0.01mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.01mol/LFeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
ii.向甲中滴加CCl4,充分振荡;
iii.向乙中滴加KSCN。
请回答下列问题:
(2)KI和FeCl3在溶液中反应的离子方程式为:2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+,写出该反应的平衡常数K的表达式___
(3)步骤和iii中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,则步骤ii中的实验现象是____,且步骤iii中的实验现象是____
实验三:对铝片与相同H+浓度的盐酸和硫酸在同温同压下反应时,铝和盐酸反应速率更快的原因探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因I:Cl-对反应具有促进作用,而SO对反应没有影响;
原因II:Cl-对反应没有影响,而SO对反应具有阻碍作用;
(4)原因III:____
原因IV:Cl-、SO均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
(5)原因V:_____
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
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2022-06-25更新 | 429次组卷
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反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       ΔH2
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)     ΔH3>0
回答下列问题:
(1)已知反应II低温下自发,则ΔH2____0kJ•mol-1(填“﹥”或“﹤”)。
(2)一定条件下,向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,测定CO2的平衡转化率为60%,CH3OH选择性为50%,求此温度下反应III的平衡常数K=___。(CH3OH选择性=×100%)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)随温度的变化关系如图所示。

①图甲中,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___
②图甲中,一定压强下,CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是___
II.(4)某课题组利用CO2在Ni粉催化氢化制甲烷的研究过程如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。反应结束后,气体中检测到CH4、H2、CO2、H2O外,还检测到HCOOH。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变)

已知:HCOOH是CO2转化为CH4的中间体,即:CO2HCOOHCH4。下列说法正确的是___(填字母)
A.镍粉反应I和II的催化剂                         B.镍粉仅为反应II的催化剂。
C.反应I的活化能大于反应II的活化能        D.增大CO2浓度有利于提高CO2平衡转化率
2021-06-28更新 | 209次组卷
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