题目内容
【题目】将一定量的X加入某密闭容器中,发生反应:2X(g)3Y(g)+Z(g),混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示:下列推断不正确的是( )
A.升高温度,该反应平衡常数K增大
B.压强大小有P3>P2>P1
C.反应过程中加入高效催化剂可以缩短达到平衡的时间
D.在该条件下M点X平衡转化率为
【答案】B
【解析】
横坐标为温度,温度升高,X的物质的量分数减小,说明温度升高,平衡向消耗X的方向移动。
A.根据图象可知,升高温度,X的物质的量分数降低,说明反应向正方向移动,平衡常数增大,A正确;
B.可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,增大压强,X的物质的量分数增大,所以,压强大小关系有p3<p2<p1,B错误;
C.催化剂能缩短到达平衡的时间,不会使平衡发生移动, C正确;
D.M点对应的平衡体系中,X的体积分数为0.1,设X的起始值为1,反应了2x,则根据得:0.1=,解得:x=,则M点x的转化率=,D正确。
答案选B。
【题目】中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,其反应如下:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0
化学键 | H—H | C—H | C=C | C—C |
E(kJ/mol) | a | b | c | d |
(1)已知相关化学键的键能如上表,甲烷制备乙烯反应的ΔH=____________ (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(2)T1温度时,向1 L的恒容反应器中充入2mol CH4 ,仅发生上述反应,反应过程中 0~15min CH4的物质的量随时间变化如图1,测得10~15min时H2的浓度为1.6mol/L。
①0~10min内CH4表示的反应速率为__________mol/(L·min)。
②若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填“a”或 “b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(CH4)发生图1中所示变化,则改变的条件可能是_____________________________________(任答一条即可)。
(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时k正与k逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正____v逆(填“>”“=”或“<”),判断的理由是_________________ 。
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示,电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①C极的Pt为______ 极(填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则阴极区所得溶液在25℃时pH=_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。
【题目】亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(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:① 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1;②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2;③2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K3,则K1、K2、K3之间的关系为K3=_______________(用K1和K2表示);
(2)已知几种化学键的键能数据如下表:(亚硝酰氯的结构为Cl—N==O)
化学键 | N≡O | Cl-Cl | Cl-N | N==O |
键能/(kJ·mol-1) | 630 | 243 | a | 607 |
则2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的反应的 △H和a的关系为 △H = ___kJ·mol-1。
(3)300℃时,2NO(g)+Cl2 (g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正 = k·cn (ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:
序号 | c(ClNO)/(mol·L-1) | v/(mol·L-1·s-l) |
① | 0. 30 | 3. 60×10-9 |
② | 0. 60 | 1. 44×10-8 |
③ | 0. 90 | 3. 24×10-8 |
n = ___;k = ____。
(4)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为2 : 1的NO和Cl2进行反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),能判断反应已达到化学平衡状态的是__(填标号)。
a.容器中的压强不变 b.2v正(NO) = v逆(Cl2)c.气体的平均相对分子质量保持不变 d.该反应平衡常数保持不变e.NO和Cl2的体积比保持不变
(5)25℃时,向体积为2 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2发生反应:2NO(g)+Cl2 (g)2ClNO(g)△H。
①若反应起始和平衡时温度相同,测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图甲曲线a所示,则 △H __(填“>”“<”或“不确定”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(p)随时间(t)的变化如图甲曲线b所示,则改变的条件是______。
②图是甲、乙同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lg K)与温度的变化关系,其中正确的曲线是____(填“甲”或“乙”),m值为_____。