题目内容
运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示,根据下图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0(填“>”或“<”),
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是 。
A.体系的密度不发生变化 | B.SO2与SO3的体积比保持不变 |
C.体系中硫元素的质量百分含量不再变化 | D.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3 |
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
图1 图2 图3
①该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 点,温度T1 T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈 性,所得溶液中c(H+)- c(OH-)= (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)
(1)①< ②B E
(2)① 减小 ②0.045mol/(L·min) d ③c <
(3)酸性 c(HSO3-) + 2c(SO32-)—c(NH4+)或c(SO32-) + c(NH3·H2O)—c(H2SO3)
解析
将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2 L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答:
(1)图l中,曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2浓度随时间的变化情况;前10 min内v(NO2)=________mol/(L·min)。
(2)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填选项字母)。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 |
(4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9 mol/L。
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为ω1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为ω2,则ω1________ω2(填“>”、“=”或“<”);
②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”)。
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为W(s)+I2(g)WI2(g) (I)。该反应在石英真空管中进行,如下图所示:
①反应(I)的平衡常数表达式K=_______,若K=,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量W(s),反应达到平衡时I2(g)的转化率为__________。
②反应(I)的△H____0(填“>”或“<”),上述反应体系中可循环使用的物质是_________。
③能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_________(填序号)。
a.I2与WI2的浓度相等
b.W的质量不再变化
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等
(2)25℃时,NaHSO3的水解平衡常数=1.0×10-12mol/L,则该温度下H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=____mol/L,若向H2SO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-): n ( HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 1:91 |
pH(25℃) | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________。
在一定体积的密闭容器中,进行化学反应CO2 (g)+H2 (g)CO (g)+H2O (g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t / ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=____________。
(2)正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________(多选扣分)。
A、容器中压强不变 B、混合气体中c (CO)不变
C、v正(H2)=v逆(H2O) D、c (CO2)="c" (CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c (CO2)·c (H2)="c" (CO)·c (H2O)。可判断此时的温度为________℃。