题目内容

某温度下，在一固定容积的密闭容器中投入一定物质的量的N2与H2进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g) 在2 min时达到平衡状态，此时c(N2)＝5.00 mol/L，c(H2)＝10.00mol/L，c(NH3)＝5.00 mol/L。试求：（写出解题过程）
（1）该温度下，反应的平衡常数是多少？
（2）H2的起始浓度；
（3）用N2表示该反应的反应速率是多少；
（4）N2的转化率（保留三位有效数字）；

（1）K=
（2）
（3）
（4）

解析试题分析：（1）
（2）假定容器为1L，则达到平衡后为5.00mol,根据化学平衡关系式可知消耗了2.50mol的和7.50mol的，7.50+10.00=17.50mol,所以H2的起始浓度；
（3）结合上题
（4）结合（2）
考点：考查化学平衡的知识点。

练习册系列答案
相关题目

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：

回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g)，  n(H2)随时间(t)的变化如图所示：

①该温度下，反应平衡常数K=_______，若升高温度，K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
（3）电渗析装置如下图所示：

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_________。

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g) △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2，达到平衡时，容器中含0.18mol SO2，则此过程反应吸收的热量为_____ kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1，400℃，1.01×105Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ(O2)＝___________。
②下列叙述正确的是              。
a．A点υ正(SO2)＞υ逆(SO2)
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n(SO2)相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO3)比图中D点的值大
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32－)的浓度是0.2 mol·L－1，则溶液中c(HSO3－)是__mol·L－1。

以白云石（化学式表示为MgCO3·CaCO3）为原料制备Mg(OH)2的工艺流程如下图所示。

（1）研磨的作用是                   。
（2）该工艺中可循环使用的物质是             、          （写化学式）。
（3）白云石轻烧的主要产物是MgO·CaCO3，而传统工艺是将白云石加热分解为MgO和CaO后提取，白云石轻烧的优点是                                               。
（4）加热反应的离子方程式为                                                   。
（5）①加热反应时，在323k和353k溶液中c(NH4+)与反应时间的关系如下图所示，请在下图画出373k的曲线。

②由图可知，随着温度升高：                 。

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g)   △H＝a kJ·mol－1
3AlCl(g) ＝2Al(l)＋AlCl3(g) △H＝b kJ·mol－1
反应Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的△H＝     kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

             时间（min）
浓度（mol/L）
 		0
 		10
 		20
 		30
 		40
 		50
 
NO
 		1.00
 		0.68
 		0.50
 		0.50
 		0.60
 		0.60
 
N2
 		0
 		0.16
 		0.25
 		0.25
 		0.30
 		0.30
 
CO2
 		0
 		0.16
 		0.25
 		0.25
 		0.30
 		0.30
 
 
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝       ，T1℃时，该反应的平衡常数K＝        ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是       (填字母编号)。
a．通入一定量的NO            b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂           d．适当缩小容器的体积   
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q         0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是        (填选项编号)。
a．单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) 
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变
（3）铝电池性能优越，Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示：

请写出该电池正极反应式            ；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液（过量），消耗27mg Al，则电解后溶液的pH＝        （不考虑溶液体积的变化）。

消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。
（1）汽车内燃机工作时发生的反应N2(g) + O2(g)2NO(g)，生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 molN2和7.5 molO2，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol（不考虑后续反应）。则：
①5 min内该反应的平均速率ν(NO) =                ；在T ℃时，该反应的平衡常数K =                。
② 反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是       （填序号）。
a．混合气体的密度         b．混合气体的压强
c．正反应速率             d．单位时间内，N2和NO的消耗量之比
（2）用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知：2NO(g) = N2(g) + O2(g) ?  △H =" —180.5" kJ·mol－1
2H2O(l) =2H2(g) + O2(g)    ?△H =" +571.6" kJ·mol－1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是
                                                                       。
（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g) + N2(g) 中，NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

① 该反应的?H       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2 ，在右图中画出c(NO) 在T1、 S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）=-49．0kJ·mol
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。回答下列问题：

（1）该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是            mol·L-1·min-1
（2）此温度下该反应的平衡常数K的数值为               。
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。
与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是       ，曲线Ⅱ改变的条件可能是       。若实线对应条件下平衡常数为，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为，则、和的大小关系是              。

（16分）Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP，原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-）。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生（SO4-·）的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生（SO4-·）的影响。

（1）溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强，                （填 “有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4-·。
（2）Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L－1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。
已知 S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+，此外还可能会发生：SO4-· + Fe2+＝SO42- + Fe3+
① 实验开始前，检验FeSO4溶液是否被氧化的试剂是             （化学式）。如被氧化可以观察到的现象是                     。
②当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时，4-CP降解率为      %，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为                                。
③当c(Fe2+)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是                         。

甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3 + H2O  HCOOH + CH3OH – Q（Q>0）
某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。反应体系中各组分的起始量如下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：

组分
物质的量/mol
HCOOCH3
1.00
H2O
1.99
HCOOH
0.01
CH3OH
0.52
 
 
（1）上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
（2）计算15~20min范围内：甲酸甲酯的减少量为          mol，甲酸甲酯的平均反应速率为    mol/min；80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
（3）依据以上数据，推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因：         。
（4）其他条件不变，提高温度为T2，在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

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