题目内容
【题目】合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol.现将1molN2(g)、3molH2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10min时达到平衡,NH3的体积分数为φ,下列说法中正确的是( )
A.若达到平衡时,测得体系放出9.24kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图甲所示
B.反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p,三者关系如图乙
C.如图丙所示,容器I和II达到平衡时,NH3的体积分数为φ,则容器I放出热量与容器II吸收热量之和为92.4kJ
D.若起始加入物料为1 mol N2 , 3 mol H2 , 在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图丁所示
【答案】C
【解析】A、反应开始速率相对较快,达平衡前反应速率相对较慢,所以反应速率应为由高到低,达到平衡时放出的热量为9.24kJ,由热化学方程式可知参加反应的氢气的物质的量为0.3mol,10min内氢气的平均速率为0.015mol/(Lmin),最低反应速率应小于0.015mol/(Lmin),故A不符合题意;
B、混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度为定值;随反应进行、混合气体的物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大、混合气体的压强降低,故B不符合题意;
C、恒温恒容下,容器Ⅱ中按化学计量数转化为N2、H2,可得N21mol、H23mol,容器Ⅰ、容器Ⅱ内为等效平衡.两种途径中达到平衡时,NH3的体积分数均为ω,平衡时容器内对应各物质物质的量相等,令平衡时容器内N2为nmol,则容器Ⅰ中放出的热量为(1﹣n)mol×92.4kJ/mol=92.4(1﹣n)kJ,容器Ⅱ内吸收的热量为nmol×92.4kJ/mol=92.4nkJ,容Ⅰ中放出的热量与Ⅱ中吸收的热量之和为92.4(1﹣n)kJ+92.4nkJ=92.4kJ,故C符合题意;
D、起始加入的物料均为1molN2、3molH2,在不同条件下达到平衡时,比较500℃、2L与500℃、1L,体积小压强大,反应速率快,达到平衡时间短,平衡向正反应移动,平衡时NH3的体积分数相对较大;比较500℃、2L与400℃、2L,温度增大,反应速率快,达到平衡时间短,平衡向逆反应移动,平衡时NH3的体积分数相对较小,故D不符合题意.
故答案为:C.
A.根据反应热计算氢气的反应速率,然后进行判断;
B.根据随着反应的进行密度、相对分子质量和压强的变化进行判断;
C.根据可逆反应的热效应进行分析;
D.根据外界条件对化学平衡和反应速率的影响进行分析.
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【题目】恒温下,物质的量之比为2∶1的SO2和O2的混合气体在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应),n(SO2)随时间变化关系如下表:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(SO2)/mol | 0.20 | 0.16 | 0.13 | 0.11 | 0.08 | 0.08 |
下列说法正确的是( )
A. 该反应进行到第3分钟时,逆反应速率大于正反应速率
B. 若要提高SO2的转化率,可用空气代替纯氧气并鼓入过量空气
C. 从反应开始到达到平衡,用SO3表示的平均反应速率为0.01mol/(L·min)
D. 容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5∶4
【题目】某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol/L NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体g.
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): .
名称 | 托盘天平(带砝码) | 小烧杯 | 坩埚钳 | 玻璃棒 | 药匙 | 量筒 |
仪器 | ||||||
序号 | a | b | c | d | e | f |
(3)Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol): .
(4)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:
温度 | 起始温度t1/℃ | 终止温度 | 温度差平均值 | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
① | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | |
② | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 33.3 | |
③ | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
④ | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 |
②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3 , 中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g℃).则中和热△H=(取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) .
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.