题目内容
【题目】在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图Ⅰ表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
图Ⅰ图Ⅱ
A. 200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol·L-1·min-1
B. 图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH>0,且a=2
C. 若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前v正>v逆
D. 200 ℃时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数等于0.5
【答案】B
【解析】
A. 由图Ⅰ可知,200℃平衡时,B的物质的量的变化量为0.4mol-0.2mol=0.2mol,根据计算v(B);
B. 由图Ⅱ可知,n(A):n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,据此判断反应热效应;在一定温度下只要A、B起始物质的量之比恰好等于化学方程式的化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,由图Ⅰ判断200℃时A、B、C的物质的量的变化量,从而确定化学方程式的化学计量数之比,据此计算a的值;
C. 恒温恒容条件下,通入氦气反应混合物的浓度不变,平衡不移;
D. 由图Ⅰ可知,200℃时,当起始充入A、B分别为0.8mol、0.4mol时,计算平衡时A的体积分数,200℃时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到的平衡状态,等效为原平衡增大压强,据此判断增大压强平衡移动方向,进而分析A的体积分数。
A. 由图Ⅰ可知,200℃时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.4mol0.2mol=0.2mol,故,A项错误;
B. 由图Ⅱ可知,n(A):n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应反向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,即△H>0;由图Ⅰ可知,200℃时平衡时,A的物质的量变化量为0.8mol0.4mol=0.4mol,B的物质的量变化量为0.2mol,C的物质的量变化量为0.2mol0 mol=0.2mol,根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比得出反应方程式为:2A(g)+B(g)C(g),在一定的温度下,只要A、B起始物质的量之比恰好等于化学方程式的化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,则A.、B的起始物质的量之比n(A):n(B)=2,即a=2,B项正确;
C. 恒温恒容条件下,通入氦气反应混合物的浓度不变,正逆反应速率不变,平衡不移动,故v正=v逆,C项错误;
D. 由图Ⅰ可知,200℃时,当起始充入A、B分别为0.8mol、0.4mol时,平衡时A的体积分数为:,200℃时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到的平衡状态,可等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,A的转化率增大,故达到平衡时,A 的体积分数小于0.5,D项错误;
答案选B。
【题目】将CO2应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道,其合成反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(1)如图为CO2平衡转化率和温度、压强的关系,其中压强分别为3.0MPa、4.0MPa和5.0MPa。据图可知,该反应为_______________反应(填“放热”或“吸热")。设CO2的初始浓度为comolL-1,根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240k)=_______________ (列出计算式即可)。若在4.0MPa时减小投料比,则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的_______________(填“上方”或“下方”)。
(2)利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺,其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C—O | H—O | N—H | C—N |
键能/k.Jmol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 |
则该反应的△H=_______________k.Jmol-1 。
(3)已知:①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-226kJrnol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJmol-1
③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+183kJmol-1
则:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=_______________kJmol-1。
(4)一定温度下,下列措施一定能加快反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的速率的是_______________(填选项字母)。
A.及时移去甲醇 B.改进催化剂 C.提高反应物浓度 D.增大容器压强
(5)甲烷重整可选氧化物NiO- Al2O3作为催化剂,工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH=12(常温),然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备该催化剂。加入氨水调节pH=12时,c(Ni2+)为_______________。[已知:Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16]
【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂,在不同温度下加热分解所得产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去),在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全,确定分解产物(铁的氧化物、硫的氧化物、含氮物质、水)的具体成分(已知每个装置中的药品足量)。
(1)利用上述装置完成该实验,则该装置的正确连接顺序为_______________(用装置下面的字母填连接顺序,每个装置都要使用)。加热A前需要通入一段时间N2目的是_______________。
(2)若观察到B中有白色沉淀生成,C中无明显现象,则装置C的作用为_______________,D中白色变为蓝色,写出B中发生反应的离子方程式_______________装置B与装置C能否互换_______________(填 “能”或“否”),原因是_______________(填“能”则不填此空)。
(3)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3,而不含FeO,请帮他完成表中内容(试剂,仪器和用品自选)。
实验步骤 | 预期现象 | 结论 |
_______________ | _______________ | 固本残留物仅为Fe2O3 |
(4)硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解,若E中收集到的气体只有N2,A中固体残留物Fe2O3的质量为80g,B中沉淀物质的量为2rnol,则生成N2的质量为_______________g。
(5)某含铬(Cr2O72-)废水用硫酸亚铁铵溶液滴定处理,反应后铁元素和铬元素完全转化为沉淀(沉淀中铬元素化合价为+3),该沉淀经干燥后得到amolFeOFemCrnO3,不考虑处理过程中的实际损耗,则消耗硫酸亚铁铵的物质的量为_______________mol(用a的代数式表示)。