题目内容
【题目】已知:反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);△H=Q1 , 平衡常数为K1 , 反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g);△H=Q2 , 平衡常数为K2 ,
在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K) | K1 | K2 |
700 | 1.47 | 2.38 |
900 | 2.15 | 1.67 |
(1)从上表可推断,反应Q10(填“>”或“<”).
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g);△H=Q3平衡常数为K3 . 根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3= , Q1、Q2、Q3的关系式Q3= , 可推断反应③是(填“放”或“吸”)热反应.
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有 .
A.缩小容器体积
B.扩大容器的体积
C.降低温度E.升高温度
D.使用合适的催化剂
(4)如图甲、乙表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况: 图甲中t2时刻改变的条件可能是 , 图乙中t2时刻改变的条件可能是 .
【答案】
(1)>
(2) ;Q1﹣Q2 ;吸
(3)DE
(4)加催化剂或加压;降低温度
【解析】解:(1)由表中数据可知,温度升高,①的平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应吸热,Q1>0,所以答案是:>;(2)已知:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);△H=Q1,②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g);△H=Q2,利用盖斯定律将①﹣②可得:③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g);△H=Q3,则Q3=Q1﹣Q2,则:K3= = ,由表中数据可知,700K时,K3= =0.62,900K时K3= =1.29,则升高温度平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,正反应吸热,
所以答案是:= ;Q1﹣Q2;吸;(3)A.该反应前后气体的物质的量不变,缩小反应器体积,压强增大,平衡不移动,故A不符合;
B.该反应前后气体的物质的量不变,扩大容器的体积,压强减小,平衡不移动,故B不符合;
B.正反应吸热,降低温度,平衡左移,故B不选;
C.使用合适的催化剂,加快反应速率,平衡不移动,故C不选;
D.CO为生成物,减少CO的量平衡右移,故D选;
E.正反应吸热,升高温度平衡右移,故E选;
所以答案是:DE;(4)由图象可知,甲中t2时刻反应速率增大,正逆反应速率相等,平衡不移动,由方程式可知反应物气体和生成物气体的体积相等,则增大压强平衡不移动,则可增大压强或加入催化剂,
图乙t2时刻CO2浓度增大,CO浓度减小,且CO和CO2浓度变化有接触点,所以可以通过改变降低温度实现,所以答案是:加催化剂或加压;降低温度.
【考点精析】掌握化学平衡状态本质及特征是解答本题的根本,需要知道化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效).
【题目】某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。
(1)用如右图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
实验1:铜片与浓硫酸反应
操作 | 现象 |
加热到120℃~250℃ | 铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液 |
继续加热至338℃ | 铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀 |
①装置B的作用是;装置C中盛放的试剂是。
②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是。
(2)探究实验1中120℃~250℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS | Cu2S |
黑色结晶或粉末 | 灰黑色结晶或粉末 |
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸 | 难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水 |
【设计并实施实验】
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
操作 | 现象 |
i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10mL试剂A的小烧杯中,搅拌 | 黑色表层脱落,露出光亮的铜片 |
ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降 | 上层溶液澄清、无色 |
①试剂A是。
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+ , 补充的实验操作及现象是。
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作 | 现象 |
i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置 | 有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 |
ii.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置 | 有固体剩余,溶液变成浅绿色 |
【获得结论】由实验2和实验3可得到的结论是:实验1中,120℃~250℃时所得黑色固体中。
【实验反思】
分析实验1中338℃时产生现象的原因,同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为。