已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题:
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________。
(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=________mol/(L·min);反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________________________________________。
(3)若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是________。
A.加入催化剂 |
B.缩小容器体积 |
C.升高温度 |
D.加入一定量的N2O4 |
(14分)已知:①25℃时弱电解质电离平衡数:Ka(CH3COOH)=,Ka(HSCN)=0.13;难溶电解质的溶度积常数:Kap(CaF2)=
②25℃时,mol·L-1氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:
请根据以下信息回答下列问题:
(1)25℃时,HF电离平衡常数的数值Ka= 。
(2)25℃时,将20mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol·L-1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为图2所示:
反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ,反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-) c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)
(3) mol·L-1HF溶液与 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0(忽略调节混合液体积的变化), (填“有”或“无”)沉淀产生。
(4)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断NH4HCO3溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”);
将同温度下等浓度的四种盐溶液:
A.NH4Cl | B.NH4SCN | C.CH3COONH4 | D.NH4HCO3 |
按(NH4+)由大到小的顺序排列是: (填序号)。
按pH由大到小的顺序排列是: (填序号)
在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g)aZ(g)+W(g) ΔH=-QkJ/mol(Q>0)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;
平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)温度升高,平衡常数K的值是__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)化学计量数a的值为__________。
(3)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?__________,其理由是____________________。
(4)维持温度、体积不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是__________(稀有气体不参与反应)。
A.2 mol X、1 mol Y、1 mol Ar | B.a mol Z、1 mol W |
C.1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W | D.2 mol X、1 mol Y、1 mol Z |
已知可逆反应CO + H2O (g) CO2 + H2,在830K温度下达到平衡。
(1)其化学平衡常数K的表达式为K= 。
(2)830K时,若起始时:c (CO) = 2 mol/L,c (H2O) = 3 mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为______________;K值为______________。
(3)830K,若只将起始时c (H2O)改为6 mol/L,则水蒸气的转化率为____________。
(4)若830K时,起始浓度c (CO)=a mol/L,c (H2O)=b mol/L,H2的平衡浓度c (H2)=c mol/L,
①a、b、c之间的关系式是____________________________________;
②当a = b时,a= ________c。
在容积固定不变的密闭容器中,可逆反应:A2(g)+B2(g)nC(g)符合下列图1所示关系。由此推断,对图Ⅱ的说法不正确的是( )
A.Y轴表示A2的转化率 | B.Y轴表示C的浓度 |
C.Y轴表示混合气体的密度 | D.Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 |
金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:
WO3(s)+3 H2(g) W(s)+3 H2O(g)
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为
(2)某温度下反应达平衡时,随温度的升高, H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为_____________反应(填 吸热或放热)
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度 |
25 ℃ ~ 550 ℃ ~ 600℃ ~ 700℃ |
主要成分 |
WO3 W2O5 WO2 W |
第一阶段反应的化学方程式为___________________________________________;580℃时,固体物质的主要成分为______ _________;,
(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g);
WO2(s)+2 H2(g) W(s)+2H2O(g) ΔH=+66 kJ·mol-1
WO2(g)+2 H2(g) W(s)+2H2O(g) ΔH= —137.9 kJ·mol-1
则WO2(s) WO2(g)的ΔH=_____ _______.
(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:
下列说法正确的有____________.
A.灯管内的I2可循环使用
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
D.温度升高时, WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢
选修四模块的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种,且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1) 一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应 A(g) +2B(g) 4C (g) △H >0 达到平衡时,c(A) ="2" mol·L-1,c ( B) =" 7" mol·L-1,c ( C) =" 4" mol·L-1。试确定B的起始浓度c (B)的取值范围是 ;若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大,下列措施可行的是 。
A. 增加C的物质的量 B. 加压
C. 升温 D.使用催化剂
(2)常温下,取 pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL, 向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如右图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是 ( 填“A”或“B”)。 设盐酸中加入的Zn质量为m1,醋酸溶液中加入的Zn质量为 m2。 则
m1 m2 ( 选填“<”、“=”、“>”)
(3) 在体积为3L的密闭容器中,CO与H2在一定条件下反应生成甲醇:CO ( g) + 2H2( g) → CH3OH(g) ΔH= —91kJ·mol-1。反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4) 难溶电解质在水溶液中也存在溶解平衡。在常温下,溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数,叫溶度积常数。例如: Cu(OH)2(s)Cu2+ (aq) + 2OH - ( aq),Ksp =" c" (Cu2+ ) c 2(OH - ) =" 2×10" -20。当溶液中各离子浓度计量数方次的乘积大于溶度积时,则产生沉淀。若某CuSO4溶液里c( Cu2+) ="0.02" mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使pH大于 ; 要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全 ( 使Cu2+浓度降至原来的万分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH等于 。
(5) 常温下,某纯碱(Na2CO3) 溶液中滴入酚酞,溶液呈红色。则该溶液呈 性。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时,甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH 所致;乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所致。请你设计一个简单的实验方案用来评判甲乙两位同学的观点是否正确(包括操作、现象和结论) 。
( 10分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g) △H= a kJ·mol-1 的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
850 |
平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
时间(min) |
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
3 |
c1 |
c2 |
c3 |
c3 |
4 |
c1 |
c2 |
c3 |
c3 |
5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
|
6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
|
(2) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。①与2min时相比,3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量 (填增大、减小或不变)。
②表中3 min~4 min之间反应处于 状态;CO的体积分数 16% (填大于、小于或等于)。
③反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(3)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为 。
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol-1,1.2g石墨在1.68L(标准状况)氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为 ,
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是 。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为 。
图1 图2 图3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH (填“>” “<”或“=”)0。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>” “<”或“=”)。
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器 |
甲 |
乙 |
反应物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为 。
已知2X2(g)+Y2(g) = 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。
⑴此反应平衡常数表达式为_________________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将___________(填增大、减少或不变)。
⑵若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度_______Wmol·L—1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系___________(用代数式表示)。
⑶能说明反应已达平衡状态的是___________________。
A.浓度c(Z)=2c(Y2) | B.容器内压强保持不变 |
C.v逆(X2)=2v正(Y2) | D.容器内的密度保持不变 |
⑷若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2mol X2和1mol Y2达到平衡后,Y2的转化率将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:
N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H > 0
已知该反应在2404℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)该温度下,向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol,平衡时,N2的转化率是 %(保留整数)。
(3)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L 和3.0×10-3mol/L,此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是 .
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是 (填字母序号)。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数 (填“变大、“变小”或“不变)
一定温度下,容积为2 L的甲、乙两固定容积的密闭容器中,发生反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。达平衡时测得有关数据如下表:
容 器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
2 mol SO2、1 mol O2 |
4 mol SO3 |
n(SO3)/mol |
1.6 |
a |
反应物的转化率 |
α1 |
α2 |
下列说法正确的是( )
A.α1+α2>1
B.1.6<a<3.2
C.若甲中反应2 min时达到平衡,则2 min 内平均速率ν(O2)=" 0.2" mol·L-1·min-1
D.甲平衡后再加入0.2 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,平衡逆向移动
制取硝酸铵的流程图如下:
请回答下列问题:
(1)合成氨的原料通常各来自何处?
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g),Q>0。请解释:
①什么是可逆反应?
②为有效提高氨的产率,实际生产中宜采取哪些措施?
(3)写出氨催化氧化的化学方程式。铂—铑合金网有何作用?为什么铂铑合金网未预热也会发热?
(4)举出硝酸铵的两种主要用途。解释为什么该用途对现代社会非常重要?
(5)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均式量为8.5的H2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均式量为10,此时N2的转化率为______________,平衡混合气体中NH3的体积分数为____________________________________。
(6)请你为硝酸厂的选址提出合理化建议。
将1 mol I2(g) 和2 mol H2置于2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:
I2(g) + H2(g) 2HI(g);△H<0,并达平衡。HI的体积分数w(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示
(1)达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为 写出该反应的平衡常数表达式 _____________________________________。
(2)若改变反应条件,在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示,在乙条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅲ) 所示。则甲条件可能是 ,则乙条件可能是 。
(填入下列条件的序号)
①恒容条件下,升高温度; ②恒容条件下,降低温度;③恒温条件下,缩小反应容器体积; ④恒温条件下,扩大反应容器体积; ⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂。
高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是 和 。
(2)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-) =1.0×10-3 mol·L-1(1.0mmol·L-1)的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。题(1)中的反应为FeO42-变化的主反应,该反应的△H 0。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=___________________,其数值接近 (填字母)。
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL,1.0×10-3 mol·L-1的K2FeO4溶液中的c(FeO42- )完全沉淀,理论上至少要加入的Ca(OH)2的物质的量为 mol,
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO42- )为______________。
试题篮
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