题目内容
【题目】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO和Cl2反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为____________。
(2)300 ℃时,2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)(k为速率常数,只与温度有关),测得速率与浓度的关系如表所示:
序号 | c(NOCl)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
① | 0.30 | 3.60×10-9 |
② | 0.60 | 1.44×10-8 |
③ | 0.90 | 3.24×10-8 |
n=________,k=________。
(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示:反应开始到10 min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=________ mol·L-1·min-1。
(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g),改变外界条件[温度、压强、、与催化剂的接触面积],NO的转化率变化关系如图B所示。X代表________。
【答案】 K2·K3=K 2 4.0×10-8 L· mol-1·s-1 0.05 压强或
【解析】本题主要考查化学平衡的影响因素及反应速率的计算。
(1)2①=②+③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为K2·K3=K。
(2) 速率与浓度的平方成正比,所以n=2,代入一组数值得k=4.0×10-8 L· mol-1·s-1。
(3)v(Cl2)=1/2/10 mol·L-1·min-1=0.05 mol·L-1·min-1。
(4)NO的转化率随着X增大而增大。该反应放热,温度升高平衡左移,NO的转化率减小。该反应气体物质的量减小,增大压强平衡右移,NO的转化率增大。增大,NO的转化率增大。与催化剂的接触面积增大,反应速率增大,NO的转化率不变。因此,X代表压强或。
【题目】甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醛一定条件下直接脱氢可制甲醛,反应方程式:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H1
实验测得随温度升高,平衡常数如下表所示。
温度(K) | 500 | 700 | T1 | T2 | T3 |
平衡常数 | 7.13×10-4 | 3.30×10-1 | 2.00 | 9.00 | 10.00 |
(1)甲醛分子中所有原了都达到稳定结构,甲醛的电子式为_____________。
(2) 若在恒温恒压容器中进行上述反应,可判断反应到达平衡状态的是_______________。
A.混合气体的密度不变
B.CH3OH、HCHO的物质的量浓度之比为1:1
C.H2的体积分数不再改变
D.单位时间内甲醛的生成量与氢气的消耗量相等
(3)T1时,CH3OH、HCHO、H2 起始浓度(mol·L-1)分别为1.0、0.50 、1.0,反应达到平衡时,HCHO 的体积分数___________20% (填“>”、“ =”、“ <”)。
(4)工业上采用膜分离器(对氢气具有很高的选择性和透过率)催化脱氢,装置如下图。为探究转化率变化,分别在普通反应器和膜反应器中,改变原料气压强,控制相同温度,经过相同反应时间,测定甲醇转化率,实验结果如下图。
①A点:v正______v逆(填“>”、“ =”、“ <”),理由是____________;
②B点比A点转化率高的原因是_______________。
(5)体系中加入一定量氧气有利于甲醛的生成。反应体系中存在下列反应:
CH3OH(g)+1/2O2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H2
H2(g)+12O2(g)H2O(g) △H3
则△H2、△H3的大小关系是△H2________△H3(填“>”、“ =”、“ <”)。
【题目】某溶液中,若忽略水的电离,只含有下表中所示的四种离子,试推测X离子及其个数b可能为( )
离子 | Na+ | Al3+ | Cl﹣ | X |
个数 | 2a | a | a | b |
A.NO3﹣、2a
B.SO42﹣、2a
C.OH﹣、2a
D.SO42﹣、4a