题目内容
(10分) Ⅰ研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ?H < 0 (I)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ?H < 0 (II)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1,则平衡后n(Cl2)= mol,NO的转化率а1= 。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2 а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小,可采用的措施是 。
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= 。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。
(1) (2)0.025;75%;>;不变;升高温度 (4)4:1 0.05
解析试题分析:(1)2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g),△H1<0 (Ⅰ),平衡常数K1= ,2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),△H2<0 (Ⅱ),平衡常数K2 =,
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=,计算得到K=。
(2)在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡,测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1,物质的量为7.5×10-3mol?L-1?min-1×10min×2L=0.15mol,依据平衡三段式列式计算;
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)
起始量(mol) 0.2 0.1 0
变化量(mol) 0.15 0.075 0.15
平衡量(mol) 0.05 0.025 0.15
则平衡后n(Cl2)=0.025mol
NO的转化率α1=×100%=75%
其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,随反应进行,气体体积减小,为保持恒压所以容器体积减小,压强增大,平衡正向进行,平衡时NO的转化率α2增大;平衡常数随温度变化,不随浓度、压强变化,若要使K2减小,平衡逆向进行,反应是放热反应,依据平衡移动原理应升高温度,平衡逆向进行。
(3)①t℃时,反应达到平衡时根据平衡常数表达式K==0.25可知,平衡时n(CO):n(CO2)=1:0.25=4:1。
② FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
起始浓度(mol/L) x 0
变化浓度(mol/L) 0.01 0.01
平衡浓度(mol/L) x-0.01 0.01
所以0.01÷(x-0.01)=0.25
解得x=0.05
考点:考查化学平衡常数的计算,影响化学平衡的因素分析应用等
将2 mol SO2和1 mol O2充入一容积固定的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列哪些量不再变化时,并不能说明化学反应已达平衡状态( )
A.混合气体的密度 | B.混合气体的压强 |
C.混合气体的总物质的量 | D.混合气体的平均相对分子质量 |
对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)能增大正反应速率的措施是( )
A.通入大量O2 | B.增大容器容积 |
C.移去部分SO3 | D.降低体系温度 |
乙酸蒸气能形成二聚分子: 2CH3COOH(气)(CH3COOH)2(气)+热。现欲测定乙酸的分子量,应采用的反应条件是( )
A.低温高压 | B.高温低压 | C.低温低压 | D.高温高压 |
被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格(Robert Ettinger)在1962年写出《不朽的前景》(The Prospect Of Immortality)一书。他在书中列举了大量事实,证明了冷冻复活的可能。比如,许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来,春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是
A.温度越低,化学反应越慢 | B.低温下分子无法运动 |
C.温度降低,化学反应停止 | D.化学反应前后质量守恒 |
(16分)I.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答:
(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变 |
;
(3)计算该反应的平衡常数K= 。
(4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此
时测得c(NO2)="0.9" mol/L。
第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1 w2 (填“>”、“=”或“<”);
请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和
“Y”)。
II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学
电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mol e-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L.
(8分) CO2是最重要温室气体,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2具有重大意义。
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2,在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。
①写出该反应的化学方程式_______________________ 计算从反应开始到3 min时,氢气的平均反应速率v(H2)=____________________。
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是___________________ 。
A 在原容器中再充入1 mol H2 B 在原容器中再充入1 mol CO2
C 缩小容器的容积 D 使用更有效的催化剂
E.在原容器中充入1 mol He F.将水蒸气从体系中分离出
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1,
(3)在一定压强下,测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。
温度(K) CO2转化率/(%) n(H2)/n(CO2) | 500 | 600 | 700 | 800 |
1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 |
2 | 60 | 43 | 28 | 15 |
3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则该反应的反应热a值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在一定温度下,增大的值,CO2转化率_________,生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。