题目内容

(10分)恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应:2A(g) + B(g)  xC (g) + D(s),10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%。请填写下列空白:

(1)x =                  

(2)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为             

(3)平衡时容器中B的体积分数为                   

(4)该温度下此反应的平衡常数表达式为               数值是     

(5)下列各项能表示该反应达到平衡状态是            

A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1

B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1

C.气体的平均相对分子质量不再变化

D.压强不再变化

E.气体密度不再变化

(6)在相同温度下,若起始时c(A)=5 mol·L-1c(B)=6mol·L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态      (填“是”与“否”),此时v(正)    v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。

 

【答案】

(10分)

(1)3  (1分)   (2)0.01mol·L—1·s—1    (1分)   (3)40%  (1分)

(4)  (2分)       0.75(1分)

(5)CE  (2分)     

(6)否   大于(各1分)

【解析】

 

练习册系列答案
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(2011?江山市模拟)(背景材料)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200℃.导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料.氮化铝还是电绝缘体,介电性能良好,用作电器元件也很有希望.超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产领域.其制取原理为:
Al2O3+3C+N2 
高温
2AlN+3CO
(问题探究)某化学研究性学习小组成员根据氮化铝的制取原理,进行了如下探究.
问题1、在制取氮化铝时由于反应不完全,氮化铝产品中所含杂质除了碳以外还可能存在
氧化铝
氧化铝

问题2、为测定该产品中有关成分的含量,甲、乙两同学设计了以下两个实验:
(1)甲同学:称取10.00g样品,将其加入过量的氢氧化钠溶液中共热并蒸干,AlN跟氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,并放出氨气3.36L(标准状况).
①上述反应的化学方程式为
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3

②该样品中的AlN的质量分数为
61.5%
61.5%

(2)乙同学:称取10.00g样品置于反应器中,通入2.016L(标准状况)O2,在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g?L-1(已折成标准状况,AlN不跟O2反应).该样品中含杂质碳
1.92
1.92
g.
问题3、丙同学受到甲、乙同学实验的启发,认为测定某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,可用图中I的一些装置来进行检验,根据AlN与NaOH溶液反应所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数,并根据实验现象来确定杂质的成分(实验中导管体积忽略不计)

(1)实验有关操作为:①往锥形瓶中放入适量的AlN样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的浓NaOH;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积.
正确的操作顺序为
③①②④
③①②④

(2)本试验中检查装置气密性的方法是
关闭分液漏斗活塞,微热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,恒温时水柱并不回落
关闭分液漏斗活塞,微热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,恒温时水柱并不回落

(3)广口瓶中的试剂X可最好选用
C
C
(填选项的标号).
A、苯    B、酒精    C、植物油    D、CCl4
(4)广口瓶的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得NH3的体积将
不变
不变
(填偏大、偏小或不变).
(5)若实验中测得样品的质量为wg,氨气的体积为aL(标况下),则样品中AlN的质量分数为
4100a
22.4w
%
4100a
22.4w
%
(AlN的式量为41).
(6)实验结束后,若观察到锥形瓶中还有固体,则样品中含有的杂质是
,为了测定是否含有其它杂质,则还需要哪些简单数据
碳的质量
碳的质量

问题4、丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大.建议改用图9中的Ⅱ装置进行同样实验,通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数.你认为是否可行?
不可行
不可行
(填入“可行”、“不可行”),原因是
II中NH3极易被吸收,发生倒吸现象,同时氨气中含有水蒸气,影响氨气质量的测定
II中NH3极易被吸收,发生倒吸现象,同时氨气中含有水蒸气,影响氨气质量的测定
.最简单的改进方法为
在装置之间添加盛有碱石灰的干燥管,烧杯导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气
在装置之间添加盛有碱石灰的干燥管,烧杯导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气

问题5、戊同学仔细思考了丁同学的装置后,认为此装置所测测得的样品中AlN含量偏小.其原因是
反应产生的氨气不可能被完全吸收
反应产生的氨气不可能被完全吸收
.若忽略此原因的话,只要用图9中的III或IV两个装置中的一种,只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中AlN的质量分数.较合理的装置为
(填代号).你认为戊同学的装置是否还有缺陷?
.若有,所测结果将偏高或偏低
偏低
偏低
,应作如何改进?
应再接一个与IV装置中完全相同的干燥管(或再接一个装有碱石灰的干燥管也行)
应再接一个与IV装置中完全相同的干燥管(或再接一个装有碱石灰的干燥管也行)
.(若无缺陷后两此格可不填).

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产,反应原理:

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);已知298 K时,

ΔH=-92.4 kJ·mol-1,ΔS=-198.2J·mol-1·K-1,试回答下列问题:

(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行?________(填“能”或“不能”);在298K时,将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中,为什么放出的热量小于924 kJ?________。

(2)如图在一定条件下,将1 mol N2和3mol H2混合于一个10 L的密闭容器中,反应达到A平衡时,混合气体中氨占25%,试回答下列问题:

①N2的转化率为________;

②在达到状态A时,平衡常数KA=________(代入数值的表达式,不要求得具体数值),当温度由T1变化到T2时,KA________KB(填“=”、“<”或“>”)。

③在达到状态B时,下列说法正确的是(  )

a.通入氩气使压强增大,化学平衡向正反应方向移动

b.N2的正反应速率是H2的逆反应速率的1/3倍

c.降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小

d.增加N2的物质的量,H2的转化率降低

(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后,再向平衡体系中通入氩气,平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H),实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如图:

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

 

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