题目内容
【题目】一定温度下,某体积不变的密闭容器进行的可逆反应:3A(s) 2B(g)+C(g),下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.生成 B和C的速率比为2:1B.生成2n molB同时生成n molC
C.混合气体的密度不变D.混合气体的平均相对分子量不变
【答案】C
【解析】
达到平衡状态时正、逆反应速率相等,正、逆反应速率相等是指用同一种物质来表示的反应速率,不同物质表示的反应速率与化学计量数成正比。
A.生成B的速率和生成C的速率均为正反应速率,生成B和C的速率比为2:1,是化学方程式的化学计量数之比,不能表示正、逆反应速率相等,不能说明反应已达到平衡状态,故A不选;
B.生成2nmolB同时生成nmolC,均表示正反应速率,生成B和C的物质的量之比为2:1,是化学方程式的化学计量数之比,不能表示正、逆反应速率相等,不能说明反应已达到平衡状态,故B不选;
C.反应物A为固体,生成物B、C为气体,随着反应的进行,气体质量发生改变,容器体积不变,则密度也会发生改变,当混合气体密度不变时,说明B、C的质量不再发生改变,则正、逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,故C选;
D.反应物A为固体,生成物B和C均为气体,且物质的量比恒定为2:1,混合气体的平均分子量为定值,则混合气体的平均分子量不变不能说明反应已达到平衡状态,故D不选;
答案为C。
【题目】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_________________________________________。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3-的去除率 | 接近100% | <50% |
24小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
铁的最终物质形态 |
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是_____________________________________。
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图2所示,可得到的结论是____________________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4,该反应的离子方程式为_________,解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:_____________________________________。