题目内容
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g);△H<0。在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。
①a、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-1·min-1。反应在第一个平衡点的平衡常数K(1)= (可用分数表示)。反应在第二个平衡点的平衡常数K(2)与第一个平衡点的平衡常数K(1)的关系:K(2) K(1)(填“>”、“=”或“<”)。
③请在右图坐标中画出1 mol N2O4通入2L的密闭容器中反应发生过程中的能量变化示意图,并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式。
(2)右图中a、b、c、d分别代表氧族元素(ⅥA族):Te(碲)、Se(硒)、S、O氢化物的反应热的数据示意图。试回答下列问题:
①请你归纳:非金属元素氢化物的稳定性与形成氢化物的反应热△H的关系 。
②写出硒化氢发生分解反应的热化学反应方程式: 。
(1)①b,d ② 0.04(1分) 10/9 =(1分)
③或
(2)①非金属元素氢化物越稳定,△H越小,反之亦然;②H2Se(g)=Se(s)+H2(g) △H=-81kJ/mol
解析试题分析:(1)①由图可知,10~25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b、d处于化学平衡状态,故答案为:b、d。
②根据化学计量数和图像的变化趋势可知,X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线。由图可知,前10min内,NO2的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,所以υ(NO2)=0.4mol/L÷10min=0.04mol?L-1?min-1。根据图像可知,反应在第一个平衡点是NO2和N2O4的浓度分别是0.6mol/L和0.4mol/L,则该反应的平衡常数K(1)===。在25min时NO2的浓度增大,N2O4浓度不变,这说明改变的条件一定不是温度,只能是增大生成物的浓度。平衡常数只与温度有关系,所以平衡常数不变,即K(2)=K(1)。
③NO2转化为N2O4的反应是放热反应,所以其能量变化示意图为或。
(2)①根据图像可知,Te(碲)、Se(硒)、S、O氢化物的反应热逐渐降低,而氢化物的稳定性逐渐升高,这说明非金属元素氢化物越稳定,△H越小,反之亦然;
②根据图像可知,硒化氢的反应热是+81kJ/mol,所以硒化氢发生分解反应是放热反应,则其热化学反应方程式H2Se(g)=Se(s)+H2(g) △H=-81kJ/mol。
考点:考查考查平衡状态的判断;反应速率与平衡常数的计算与判断;反应热的应用与计算
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2 kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是 。
②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4 kJ。
③已知:
1molN-H键断裂吸收的能量约等于 kJ。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
(3)已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180 kJ·mol-1
②N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH2=-92.4 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
氨的催化氧化反应的热化学方程式为
铁元素是重要的金属元素,单质铁在工业和生活中使用得最为广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应。如铁与水反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H
(1)上述反应的平衡常数表达式K=_______。
(2) 已知:①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H1=-1118.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.8kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.8kJ/mol
则△H=_______。
(3)在t0C时,该反应的平衡常数K=16,在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
①甲容器中H2O的平衡转化率为_______ (结果保留一位小数)。
②下列说法正确的是_______ (填编号)
A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态
C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(4)若将(3)中装置改为恒容绝热(不与外界交换能量)装置,按下表充入起始物质,起始时与平衡后的各物质的量见表:
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
起始/mol | 3.0 | 4.0 | 0 | 0 |
平衡/mol | m | n | p | q |
若在达平衡后的装置中继续加入A、B、C三种状况下的各物质,见表:
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
A/mol | 3.0 | 4.0 | 0 | 0 |
B/mol | 0 | 0 | 1 | 4 |
C/mol | m | n | p | q |
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是
________(用A、B、C表示)。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp=2.79×10-39,而FeCl3溶液总是显示较强的酸性,若某FeCl3溶液的pH为3,则该溶液中c(Fe3+)=________mol ? L-1 (结果保留3位有效数字)