题目内容
【题目】某温度下,H2(g)+CO2 (g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K= ,该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2 (g)和CO2 (g),其起始浓度如表所示,下列判断不正确的是( )
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(H2)/molL﹣1 | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
c(CO2)/molL﹣1 | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.008 molL﹣1
D.反应开始时,乙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
【答案】D
【解析】对于甲容器:
H2(g)+ | CO2(g) | H2O(g)+ | CO(g) | |
起始(mol/L) | 0.01 | 0.01 | 0 | 0 |
转化(mol/L) | x | x | x | x |
平衡(mol/L) | 0.01-x | 0.01-x | x | x |
所以 = ,解得x=0.006.
A.由上述计算可知,甲容器内二氧化碳的转化率为 ×100%=60%,恒温恒容下,乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大,故乙中二氧化碳的转化率比甲中高,故平衡时,乙中CO2的转化率大于60%,故A不符合题意;
B.甲、丙两容器内起始浓度n(H2):n(CO2)=1:1,反应H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)前后气体的体积不变,恒温恒容下,甲、丙为等效平衡,平衡时甲、丙中H2的转化率均相等,由上述计算可知,甲容器内氢气的转化率为 ×100%=60%,故B不符合题意;
C.由上述计算可知,平衡时甲容器内c(CO2)=(0.01﹣x )mol/L=0.004mol/L,甲、丙为等效平衡,平衡时,甲、丙中CO2的转化率相等,由A中计算可知为60%,故平衡时丙容器内c(CO2)=0.02mol/L×(1﹣60%)=0.008mol/L,丙中c(CO2)是甲中的2倍,故C不符合题意;
D.浓度越大反应速率越快,由表中数据可知,甲、乙容器内,开始CO2浓度相等,乙中H2浓度比甲中浓度大,所以速率乙>甲,乙、丙容器内,开始H2浓度相等,丙中CO2浓度比乙中浓度大,所以速率丙>乙,故速率丙>乙>甲,故D符合题意,
所以答案是:D.
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识,掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
【题目】某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 | Al | Al2O3 | Fe | Fe2O3 |
熔点/℃ | 660 | 2054 | 1535 | 1462 |
沸点/℃ | 2467 | 2980 | 2750 | -- |
Ⅰ.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_____ (填“合理”或“不合理”)
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_____ ,反应的离子方程式为____ __。
(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是___ ___(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4molL-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:
(4)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为____ __
(5)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为____ _ ,上述现象说明溶液中_____ _结合OH—的能力比___ ___强(填离子符号)。
(6)B点对应的沉淀的物质的量为____ __mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为____ __mL。