题目内容

【题目】某温度时,在一容积为1L的密闭容器中,加入0.4 mol的N2和1.2 mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(B)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,5min 时达到平衡,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示:

请回答下列问题:

(1) 根据如图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)=_________

(2) 该反应的化学平衡常数表达式为__________________

(3) 反应达到平衡后,第5min末保持其他条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为_________(填序号)。

A.0.80mol·L-1 B.0.25mol·L-1 C.0.20mol·L-1 D.0.08mol·L-1

(4) 反应达到平衡后,第5 min末保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡移动_________(填“向右”、“向左”或“不”,化学平衡常数_________( 填“增大”、“减少”或“不变”)

【答案】 0.02 mol·L-1·min-1 K A、C 向右 不变

【解析】1)由图可知,达到平衡时氨气增加0.20mol/L,其反应速率=0.20mol/L÷5min0.04 mol·L-1·min-1,同一化学反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以氮气的反应速率是氨气的一半,为0.02 mol·L-1·min-1;(2)根据方程式可知该反应的化学平衡常数K;(3)该反应是可逆反应,所以反应物不能完全转化为生成物,因此氨气的浓度不可能为0.8mol/L;该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,降低温度,平衡向正反应方向移动,所以氨气的浓度不可能为0.20mol/L,答案选AC;(4)该反应是气体体积减小的反应,把容器的体积缩小一半,增大了反应体系的压强,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。

练习册系列答案
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【题目】过氧化钙是一种温和的氧化剂,常温下为白色固体,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂。

(1)某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙,按气流方向连接顺序为__________________(填仪器接口的字母编号,装置可重复使用);实验步骤如下:①检验装置的气密性后,装入药品;②打开分液漏斗活塞,通入一段时间气体,加热药品;③反应结束后,先想灭酒精灯,待反应管冷却至室温后,停止通入气体;④拆除装置,取出产物。实验步骤③的操作目的是______________________

(2)利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4+,在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如下:

①仪器C的名称____________;反应结束后,经__________(填操作名称)、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。

②装置A中发生反应的化学方程式为_____________;装置B中用冰水浴控制温度,其可能原因是______________________________

③测定产品中CaO2·8H2O的含量的实验步骤如下:

步骤一:准确称取a g产品放入锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2mol/L的硫酸,充分反应。

步骤二:向上述锥形瓶中加入几滴___________(作指示剂)。

步骤三:逐滴加入浓度为c mol/L的Na2S2O3溶液至反应完全,滴定至终点,记录数据,再重复上述操作2次,得出三次平均消耗Na2S2O3溶液体枳为VmL。则CaO2·8H2O的质量分数为____(用含字母的式子表示)。 [已知:I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-]

【题目】硫酸铵可用作肥料,也可用于纺织、皮革、医药等方面。某化学兴趣小组对硫酸铵的一些性质进行探究。回答下列问题:

(1)在试管中加入少量硫酸铵样品,加水溶解,滴加NaOH溶液。将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸颜色无明显变化。再将试管加热,试纸很快变蓝。由此可知:_______________________________________________________________________

(2)从废铁屑中回收铁屑,用碱溶液洗净之后,再用过量硫酸溶解。然后加入稍过量硫酸铵饱和溶液。在小火下蒸发溶剂直到晶膜出现,停火利用余热蒸发溶剂。过滤后用少量乙醇洗涤,得到硫酸亚铁铵晶体。

①碱溶液洗涤的目的是__________________________________

②硫酸过量的原因是___________________________________

(3)硫酸铵高温下完全分解生成氨气和其他几种气体(含硫产物只有一种)。为探究硫酸铵的其他分解产物,通过下列装置进行实验,通入分解产物一段时间后,再点燃装置E中的酒精灯并开始用装置F收集气体。实验中观察到E中无明显现象,F中排水收集的气体能使燃着的木条熄灭,经测定其相对分子质量为28。

①装置A、B中的溶液分别是______(填标号)。B中可观察到的现象是_____________________

a.NaOH溶液 b.硫酸溶液 c.BaCl2溶液 d.品红溶液

②装置E的作用是__________________________________

③写出(NH4)2SO4高温分解的化学方程式:________________________________________

【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol

C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol

试写出25、101kPa条件下,CO2H2反应生成汽油(C8H18表示)的热化学方程式_________________________________

(2)利用CO2H2为原料,在合适的催化剂(Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:

甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1

乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(大于小于”)。

②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。

③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。

温度(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

综合选项

543

Cu/ZnO纳米棒材料

12.3

42.3

A

543

Cu/ZnO纳米片材料

11.9

72.7

B

553

Cu/ZnO纳米棒材料

15.3

39.1

C

553

Cu/ZnO纳米片材料

12.0

70.6

D

由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。

(3)CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器ⅠⅢ中,分别都充入1molCO2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5minH2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。

0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________

②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。

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