题目内容
加0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢(H2O2,ρ=1.1 g· mL-1)中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是_____________________________。
(2)放出一半气体所需时间为_______________________________。
(3)反应放出气体总体积的 所需的时间约为__________________
(4)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为____________________
(5)解释反应速率变化的原因___________________________________________________
(6)计算H2O2的初始物质的量浓度____________________
(7)求反应到2 min时,H2O2的质量分数_________________________
(1)60 mL (2)1 min (3)2 min (4)D>C>B>A
(5)随着反应的进行,c(H2O2)逐渐降低,反应逐渐变慢
(6)0.107 mol·L-1 (7)0.084%
解析
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引用了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)上述反应平衡常数K的表达式为 ,温度降低,平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= 。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
(3)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 (填写序号字母)
a.及时分离出CH3OH气体
b.适当升高温度
c.保持容器的容积不变,再充入1 mol CO2和3 mol H2
d.选择高效催化剂
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中,在一定条件下反应的有关数据为:
项目 | H2 | N2 | NH3 |
起始时 | 5 mol·L-1 | 3 mol·L-1 | 0 |
2 s末 | 2 mol·L-1 | | |
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)=__________。若此时已达平衡,则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,则在下列达到化学平衡的时间段中,化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度,则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
已知CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表:
t/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
请回答下列问题:
(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A.容器中压强不变
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.混合气体的密度不变
(3)在850 ℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E)。
| A | B | C | D | E |
n(CO2) | 3 | 1 | 0 | 1 | 1 |
n(H2) | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 |
n(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 | 3 |
n(H2O) | 5 | 2 | 3 | 2 | 1 |
(4)在850 ℃时,可逆反应:CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
时间 /min | CO2 (mol·L-1) | H2 (mol·L-1) | CO (mol·L-1) | H2O (mol·L-1) |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
则3 min~4 min平衡后c3=________mol·L-1,CO2的转化率为________。
温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是 ( )
A.反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)= 0.0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)= 0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率大于80%