图1实验装置用于测定锌与稀硫酸反应的速率。

1. 图1实验装置用于测定锌与稀硫酸反应的速率。

(1) 检查图1装置气密性的操作方法是。

(2) 分别取2 g颗粒大小相同的锌粒分别与体积均为40 mL的1 mol·L^-1硫酸、4 mol·L^-1硫酸反应，收集25 mL H₂时所需时间后者比前者。 $\text{[math]}$ 填“长”或“短” $\text{[math]}$

(3) 某化学兴趣小组对教材实验装置进行图2所示改进。检查装置气密性后进行的实验操作有：

a. 在多孔塑料袋中装入锌粒；

b. 在锥形瓶中加入40 mL的1 mol·L^-1硫酸；

c. 塞好橡胶塞，时立即用秒表计时；

d. 注射器内每增加5mL气体时读取一次秒表。

(4) 实验观察到锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，其原因是，反应进行一定时间后速率逐渐减慢，原因是。

(5) 测得产生H₂的体积与反应时间的关系曲线如图3所示，t₁~t₂时间段氢气体积略有减小的原因是；在64 s内用H⁺浓度表示的平均反应速率v(H⁺) = (此时，溶液体积仍为40 mL，气体摩尔体积为25 L·mol^-1)。

【考点】

化学反应速率; 化学反应速率的影响因素;

【答案】

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综合题困难

1. 含铂、铑等活性成分的催化剂能促使汽车尾气中的NO、CO快速转化为无毒气体，发生如下反应： $\text{[math]}$ 。

(1) 为了测定在催化剂作用下的反应速率，在某温度下，用二氧化碳传感器测得不同时间的 $\text{[math]}$ 浓度如表：

时间/s	0	30	60	90	120	150
$\text{[math]}$	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

前2min内的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。0~30s和30~60s时间段内反应速率变化的主要原因是。

(2) 为了分别验证不同条件对化学反应速率的影响，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格中。

实验编号	T/℃	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	催化剂类型
I	320	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	铂铑
II	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	稀土
III	260	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	铂铑

①实验I、III的目的是，故 $\text{[math]}$ 。

②对比实验II、III，改变的条件是，故 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

综合题普通

2. 研究 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重大意义。

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；在反应过程中还发生反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(1) 反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ 0(填“>”或“<”)；反应Ⅰ在(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

(2) 将 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 按物质的量之比1：1投料时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时，反应Ⅱ的化学平衡常数 $\text{[math]}$ (计算结果保留小数点后两位)。

②其他条件不变，若通过压缩体积增大容器的压强，反应的平衡常数K(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3) 二氧化碳一定条件下可转化为甲醇，反应为： $\text{[math]}$ 。在某非金属催化剂催化下的反应历程如下图所示，容易得到的副产物有 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，其中相对较少的副产物为；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快、主要降低下列变化中(填字母)的能量变化。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$

C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

(4) 下图左是一种新型燃料电池，以 $\text{[math]}$ 为燃料，一定比例的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的熔融混合物为电解质，下图右是粗铜精炼的装置图，现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

①写出A极的电极反应式：。

②用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与(填“C”或“D”)极相连。

综合题困难

3. 甲烷和二氧化碳是两种主要的温室气体，工业上利用甲烷和二氧化碳催化重整为合成气，实现节能减排。重整过程中主要发生如下反应：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 根据反应Ⅰ、Ⅱ，下列能提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的是________（填字母）。 A. 恒温恒容下增加 $\text{[math]}$ 的用量 B. 恒温恒压下通入惰性气体 C. 升高温度 D. 加入更高效催化剂

(2) 研究表明，反应Ⅰ的一种反应机理（ads指吸附在催化剂表面的中间物种）如下：

ⅰ． $\text{[math]}$ ；

ⅱ． $\text{[math]}$ ；

ⅲ．……

ⅳ． $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

则反应ⅲ的方程式为。

(3) 甲烷和二氧化碳催化重整反应体系中，催化剂失活主要是由于催化剂的表面积炭所致。催化剂表面积炭主要来自 $\text{[math]}$ 裂解： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的歧化： $\text{[math]}$ 。

①歧化反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。

②研究表明，催化剂所用助剂碱性越强，抗积炭能力越强。用下列物质作助剂的催化剂抗积炭能力最强的是（填字母）。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ C． $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

(4) 在恒压、反应物起始物质的量比 $\text{[math]}$ 条件下，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。

①表示 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度变化的曲线是（填“曲线A”或“曲线B”）。

②恒压、800K、初始 $\text{[math]}$ 条件下，要使 $\text{[math]}$ 转化率的值从X点提高到Y点，需要改变的条件可能是（答出1点即可）。

③已知图中940K时曲线A、B对应物质的平衡转化率分别为80%和60%，则平衡体系中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为；此温度下，反应Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

综合题普通