题目内容
【题目】氮化硅(Si3N4)是一种重要的陶瓷材料,可用石英与焦炭在1400~1450℃的氮气气氛下合成:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)-Q(Q>0)。在一定条件下,向10L密闭容器中加入反应物,10min后达到平衡。
完成下列填空:
(1)上述反应所涉及的元素,原子半径由大到小的顺序是_____。其中一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,写出它的核外电子排布式______。
(2)上述反应混合物中的极性分子是______,写出非极性分子的电子式______。分析用氮化硅制造轴承和发动机中耐热部件的原因是:______。
(3)下列措施可以提高二氧化硅转化率的是______(选填编号)。
a.增加焦炭用量 b.升高反应温度
c.增大气体压强 d.向反应容器中多充入氮气
(4)下列描述中能说明反应已达平衡的是______(选填编号)。
a.c(CO)=3c(N2) b.v(CO)=3v(N2)
c.容器内气体的密度不变 d.气体的压强保持不变
(5)该反应的平衡常数为____,平衡后增加氮气浓度,平衡向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,K值____(填“变大”“变小”或“不变”)。若测得平衡时气体质量增加了11.2g,则用氮气表示的平均反应速率为_____。
【答案】Si>C>N>O 1s22s22p4 CO 氮化硅是原子晶体,熔点高 bd cd 正反应 不变 0.002molL-1min-1
【解析】
(1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大;
上述元素中的一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,核外电子数排布:1s22s22p4;
(2)CO属于极性分子,氮气为非极性分子,氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对;氮化硅是原子晶体、熔点高;
(3)提高二氧化硅转化率,应改变条件使平衡正向移动,结合平衡移动得影响因素分析解答;
(4)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等且保持不变,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明到达平衡;
(5)利用差量法计算生成参加反应氮气的质量,再根据进行计算;
(1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N>O;
上述元素中的一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,核外电子数排布为1s22s22p4;
(2)CO属于极性分子;氮气为非金属性分子,氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对,电子式为;氮化硅是原子晶体、熔点高,可以制造发动机中耐热部件;
(3)a.焦炭为固体,增加焦炭用量,平衡不移动,a错误;
b.正反应为吸热反应,升高反应温度平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,b正确;
c.正反应为气体体积增大的反应,增大气体压强,平衡逆向移动,二氧化硅转化率减小,c错误;
d.向反应容器中多充入反应物氮气,平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,d正确;
答案为:bd;
(4)a.平衡时CO、氮气的浓度之比不一定等于化学计量数之比,a错误;
b.,未指明正逆速率,若均为正反应速率,反应始终按该比例关系进行,不能判断平衡状态,但分别表示正逆速率时,可判断反应到达平衡,b错误;
c.根据,在反应得过程中气体质量不断增加,体积不变,所以密度不断增大,但是当平衡时,气体质量不变,密度也不变,所以可判断平衡状态,c正确;
d.随反应进行气体物质的量增大,恒温恒容下压强增大,气体的压强保持不变,说明反应到达平衡,d正确;
答案为:cd;
(5)平衡常数表达式:;增大反应物氮气浓度时,平衡向正向移动;但是由于温度没有变化,所以平衡常数大小不变;
利用差量法,设参加反应的N2质量为x:
解得,则,可算:。
【题目】草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:MnO4-+H2C2O4+H+-Mn2++CO2↑+H2O(未配平)
Ⅰ.甲同学研究外界因素对反应速率影响,设计如下实验方案:
用4mL0.001mol/LKMnO4溶液与2mL0.01mol/LH2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响.改变的条件如下:
组别 | 10%硫酸体积/mL | 温度/℃ | 其他物质 |
A | 2mL | 20 | |
B | 2mL | 20 | 10滴饱和MnSO4溶液 |
C | 2mL | 30 | |
D | 1mL | 20 | V1mL蒸馏水 |
E | 0.5mL | 20 | V2mL蒸馏水 |
(1)完成上述实验方案设计,其中:V1= ______ ,V2= ______ ;
(2)如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 ______ 和 ______ .
(3)甲同学在做A组实验时,发现反应开始时速率较慢,随后加快.他分析认为高锰酸钾与 草酸溶液的反应放热,导致溶液温度升高,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 ______ ;
Ⅱ.乙同学利用如图测定反应速率
回答下列问题
(4)实验时要检查装置的气密性,简述操作的方法是 ______ ;
(5)乙同学通过生成相同体积的CO2来表示反应的速率,需要 ______ 仪来记录数据.
【题目】用O2将HCl转化为Cl2,反应方程式为:4HCl(g) + O2(g)2H2O(g)+ 2Cl2(g)+Q(Q>0)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的实验数据如下。下列说法正确的是( )
t/min | 0 | 2 | 4 | 6 |
n(Cl2)/10-3 mol | 0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 |
A.0~2 min的反应速率小于4~6 min的反应速率
B.2~6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol/(L·min)
C.增大压强可以提高HCl转化率
D.平衡常数K(200℃)<K(400℃)