题目内容
【题目】Ⅰ.某温度时,在一个10L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为______________________________;
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为__________;
(3)平衡时容器内混合气体密度比起始时________(填“变大”,“变小”或“相等”下同),混合气体的平均相对分子质量比起始时_________;
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=2n(Z),则原混合气体中a:b=___________。
Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
(1)一定能证明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_________。
(2)一定能证明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达到平衡状态的是________。
【答案】3X(g)+ Y(g)2Z(g) 0.01molL-1min-1 相等 变大 7:5 ⑤ ②④
【解析】
根据反应物生成物的变化量之比书写相应的反应方程式;根据速率表达式计算反应速率;根据密度公式及摩尔质量公式比较反应前后密度和摩尔质量的变化;运用三段式法进行相关计算;根据化学平衡状态的本质和特征分析反应达到平衡的标志。
(1)根据图示的内容知道,X和Y是反应物,Z为生成物,X、Y、Z的变化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,则反应的化学方程式为:3X(g)+ Y(g)2Z(g);
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为:υ(Z)==0.01mol/(L·min);
(3)混合气体密度 ,从开始到平衡,质量是守恒的,体积是不变的,所以密度始终不变;混合气体的平均相对分子质量,从开始到平衡,质量是守恒的,但是n是逐渐减小的,所以M会变大,因此,本题正确答案是:相等;变大;
(4) 3X(g)+ Y(g)2Z(g) (设Y的变化量是x)
初始量 a b 0
变化量 3x x 2x
某时刻量 a-3x b-x 2x
当n(X)=n(Y)=2n(Z)时, a-3x=b-x=4x,则a=7x,b=5x,所以a:b=7:5;
Ⅱ.(1)①反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故①错误;②组分都是气体,气体质量不变,是恒容状态,容器的体积不变,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,故②错误;③反应前后气体系数之和相等,因此物质的量不变,不能说明反应达到平衡,故③错误;④根据M=m/n,组分都是气体,气体质量不变,气体总物质的量不变,因此当M不变,不能说明反应达到平衡,故④错误;⑤I2是有颜色的气体,因此颜色不变,说明反应达到平衡,故⑤正确;⑥没有指明反应进行方向,故⑥错误;
(2)①反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故①错误;②A为固体,其余为组分都是气体,气体质量增加,是恒容状态,容器的体积不变,因此密度不变,说明反应达到平衡,故②正确;③气体物质的量不变,因此总物质的量不变,不能说明反应达到平衡,故③错误;④根据M=m/n,气体质量增加,气体物质的量不变,因此当M不变,说明反应达到平衡,故④正确;⑤题目中没有说明气体的颜色,因此颜色不变,不能说明反应达到平衡,故⑤错误;⑥没有指明反应进行方向,故⑥错误。
故答案为: (1). ⑤;(2)②④。
【题目】甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解。
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO + H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2↑实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。
(1)反应温度最好控制_______________(A.60℃左右 B. 200左右 C. 400℃左右),原因是_____________。
(2)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是 ____________________________。
(3)实验时需强力搅拌45min,其目的是_________________。
(4)结束后需调节溶液呈碱性,其目的是__________________________。
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3)为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1. 1 | 3. 2 |
Al3+ | 3. 0 | 5. 0 |
Fe2+ | 5. 8 | 8. 8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙晶体的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用,用__________溶解碳酸钙样品,调整溶液pH为5,过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液为碱性;充分搅拌,所得溶液经__________、___________洗涤干燥得甲酸钙晶体。(提供的试剂有:a.甲酸钠,b.5mol·L-1硝酸,c. 5mol·L-1盐酸,d. 5mol·L-1硫酸,e. 3%H2O2溶液,f.澄清石灰水)
【题目】氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g) △H。
(1)已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表:
H-H | N-H | N-N | N≡N |
435.9kJ | 390.8kJ | 192.8kJ | 945.8kJ |
则△H=_____________。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的顺序是________,其原因是__________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)____vB(N2)(填“>”“<”或“=”)
③若在250℃、p1条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下合成氨的平衡常数K=______________(保留一位小数)。
(3)H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____(填序号)。
①混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变
②混合气体的密度不变 ⑤NH3的体积分数不变 ③混合气体的总物质的量不变