题目内容
【题目】在2 L的密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=_____________________。已知:K300℃>K350℃,则该反应是______热反应。
(2)右图表示NO2的变化的曲线是_______。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=_______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
【答案】(9分)(1),放热反应.(2)bv=1.5×10-3mol/(L·s)
(3)bc.(4)c.
【解析】试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式K=。已知:K300℃>K350℃,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,则该反应是放热反应。
(2)NO2是生成物,在反应过程中浓度是增大的。由表中数据可知,平衡时c(NO)=0.007mol/L÷2L=0.0035mol/L。曲线b平衡时的浓度为0.0035mol/L,根据反应方程式中的化学计量数可知,曲线b表示NO2的浓度变化曲线。反应进行到2s是,NO浓度减少了0.010mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,所以氧气的浓度变化量是0.003mol/L,则氧气的反应速率是0.0030mol/L÷2s=1.5×10-3mol/(L·s)。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。a.始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系,故不能说明到达平衡,a错误;b.随反应进行气体的物质的量减小,压强逐渐减小,因此容器内压强保持不变时,可以说明到达平衡,b正确;c.不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故v逆(NO)=2v正(O2),可以说明到达平衡,c正确;d.反应混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,故容器内物质的密度保持不变,不能说明到达平衡,d错误;e.颜色的深浅与浓度有关系,颜色不再改变说明NO2浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,e正确。答案选bce。
(4)a.及时分离出NO2气体,平衡向正反应移动,但反应速率降低,a错误;b.适当升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应移动,b错误;c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应移动,c正确;d.选择高效的催化剂,增大反应速率,不影响平衡移动,d错误,答案选c。
【题目】以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备硫酸锰晶体的工艺流程如下:
(1)滤渣中存在一种非金属单质,则酸浸过程中的化学方程式为_________________________________。
(2)实验室常用氧化还原法测定MnSO4·H2O晶体的纯度,原理如下:2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+===2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2O NH4++NO2-===N2↑+2H2O [Mn(PO4)2]3-+Fe2+===Mn2++[Fe(PO4)2]3-;称取MnSO4·H2O样品1.000 0 g,溶于适量水,以磷酸作配位剂,加入过量硝酸铵,在220~240 ℃下充分反应。然后以N—苯代邻氨基苯甲酸作指示剂,用0.100 0 mol·L-1硫酸亚铁铵标准溶液滴定生成的[Mn(PO4)2]3-至终点。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定次数 | 标准液读数mL | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
①已知:Fe2++NO2-+2H+===Fe3++NO↑+H2O。
测定过程中,硝酸铵的作用是____________________和____________________。
②若滴定过程中标准溶液硫酸亚铁铵不是新配置的,所测定的MnSO4·H2O晶体的纯度将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③计算样品中MnSO4·H2O的质量分数(写出计算过程)__________________。