题目内容
【题目】Ⅰ、氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。右图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程的曲线图,t1、t3、t4时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是(填写下列序号,下同)_______,化学平衡常数最大的一段时间是________。
a. t0→t1 b.t2→t3 c.t3→t4 d.t5→t6
t4时改变的条件是_______________。
Ⅱ、已知反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) H=akJ·mol-1测得在不同温度下,该反应的平衡常数K值随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
(1)若在500℃2L密闭容器中进行该反应,CO2起始量为4mol,5min后达到平衡状态,则这段时间内,用CO表达的反应速率为__________.(填写计算所得数值及单位)
(2)下列图像符合该反应的是_____________(填序号)(图中v代表速率、ω代表混合物中CO的含量,T代表温度)。
(3)下列能说明此反应在500℃达到平衡状态的是___________
①CO的体积分数不变
②固体质量不变
③恒压条件下,气体的体积不变
④恒容条件下,容器内压强不再改变
⑤c(CO)=c(CO2)
【答案】 d a 减小压强或增大体积 0.2mol/(L·min) A ①②⑤
【解析】本题主要考查化学平衡的移动及平衡状态的判断。
Ⅰ、t1→t2、t4→t5平衡左移,NH3的体积分数减小。在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是d,t1时升温,平衡左移,化学平衡常数减小,化学平衡常数最大的一段时间是a。
t4时改变的条件是减压。
Ⅱ、(1)CO2起始浓度为2mol/L,K=c(CO)/c(CO2)=1,所以c(CO)=c(CO2)=1mol/L,用CO表达的反应速率为1/5 mol/(L·min)=0.2 mol/(L.min)。
(2)A.K随温度升高而增大,所以该反应为吸热反应,正反应速率比逆反应速率随温度升高增大得快,故A符合该反应;B.T1时达到平衡的时间短,所以T1>T2,升温混合物中CO的含量降低,可见升温平衡左移,故B不符合该反应。故选A。
(3)①CO的体积分数随着反应进行而变化,当CO的体积分数不变时,说明此反应达到平衡状态;②固体质量随着反应进行而变化,当固体质量不变时,说明此反应达到平衡状态;③此反应气体物质的量不变,恒压条件下,气体的体积始终不变,与此反应是否达到平衡状态没有关系;④此反应气体物质的量不变,恒容条件下,容器内压强始终不变,与此反应是否达到平衡状态没有关系;⑤c(CO)=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2)=1,说明此反应在500℃达到平衡状态。故选①②⑤。
【题目】电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染,其中所含的Cr(VI)是主要污染物,可采用多种方法处理将其除去。
查阅资料可知:
①在酸性环境下,Cr(VI)通常以Cr2O72-的形式存在,Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
②Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-
③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
阳离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cr3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.0 | 4.3 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.0 | 5.6 |
I.腐蚀电池法
(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭,利用原电池原理还原Cr(VI)。下列关于焦炭的说法正确的是________(填字母序号)。
a. 作原电池的正极 b. 在反应中作还原剂 c. 表面可能有气泡产生
II.电解还原法
向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体,以Fe为电极电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如右图所示。
(2)A极连接电源的________极,A极上的电极反应式是________。
(3)电解开始时,B极上主要发生的电极反应为2H++2e-=H2↑,此外还有少量Cr2O72-在B极上直接放电,该反应的电极反应式为________。
(4)电解过程中,溶液的pH不同时,通电时间(t)与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。
①由图知,电解还原法应采取的最佳pH范围为________。
a. 2 ~ 4 b. 4 ~ 6 c. 6 ~ 10
②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因:________。