题目内容

【题目】.某温度时,在一个10L的恒容容器中,XYZ均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据填空:

1)该反应的化学方程式为______________________________

2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为__________

3)平衡时容器内混合气体密度比起始时________(填“变大”,“变小”或“相等”下同),混合气体的平均相对分子质量比起始时_________

4)将a mol Xb mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:nX=nY=2nZ),则原混合气体中ab=___________

Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

1)一定能证明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_________

2)一定能证明A(s)2B(g)C(g)D(g)达到平衡状态的是________

【答案】3Xg+ Yg2Zg 0.01molL-1min-1 相等 变大 75 ②④

【解析】

根据反应物生成物的变化量之比书写相应的反应方程式;根据速率表达式计算反应速率;根据密度公式及摩尔质量公式比较反应前后密度和摩尔质量的变化;运用三段式法进行相关计算;根据化学平衡状态的本质和特征分析反应达到平衡的标志。

(1)根据图示的内容知道,XY是反应物,Z为生成物,XYZ的变化量之比是0.3:0.1:0.2=3:1:2,则反应的化学方程式为:3Xg+ Yg2Zg);

(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为:υZ==0.01mol/(L·min)

(3)混合气体密度 ,从开始到平衡,质量是守恒的,体积是不变的,所以密度始终不变;混合气体的平均相对分子质量,从开始到平衡,质量是守恒的,但是n是逐渐减小的,所以M会变大,因此,本题正确答案是:相等;变大;

(4) 3Xg+ Yg2Zg (Y的变化量是x)

初始量 a b 0

变化量 3x x 2x

某时刻量 a-3x b-x 2x

n(X)=n(Y)=2n(Z)时, a-3x=b-x=4x,则a=7xb=5x,所以a:b=7:5

Ⅱ.(1)①反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故①错误;②组分都是气体,气体质量不变,是恒容状态,容器的体积不变,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,故②错误;③反应前后气体系数之和相等,因此物质的量不变,不能说明反应达到平衡,故③错误;④根据M=m/n,组分都是气体,气体质量不变,气体总物质的量不变,因此当M不变,不能说明反应达到平衡,故④错误;⑤I2是有颜色的气体,因此颜色不变,说明反应达到平衡,故⑤正确;⑥没有指明反应进行方向,故⑥错误;

2)①反应前后气体系数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故①错误;②A为固体,其余为组分都是气体,气体质量增加,是恒容状态,容器的体积不变,因此密度不变,说明反应达到平衡,故②正确;③气体物质的量不变,因此总物质的量不变,不能说明反应达到平衡,故③错误;④根据M=m/n,气体质量增加,气体物质的量不变,因此当M不变,说明反应达到平衡,故④正确;⑤题目中没有说明气体的颜色,因此颜色不变,不能说明反应达到平衡,故⑤错误;⑥没有指明反应进行方向,故⑥错误。

故答案为: (1). ⑤;(2)②④。

练习册系列答案
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2018年是合成氨工业先驱哈伯(PHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) △H(298K)= - 46.2KJmol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)

化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;

表面反应:N*+ H* NH*;NH*+ H* NH2*;NH2* + H*NH3*

脱附:NH3* NH3(g)

其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答:

(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________

A.低温     B.高温       C.低压       D.高压      E.催化剂

(2)标准平衡常数KΘ=,其中pΘ为标准压强(1X105Pa),p NH3、 p N2和p H2为各组分的平衡分压,如p NH3=x NH3 p,p为平衡总压,x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。

①N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则KΘ=_____________(用含w的最简式表示)

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(3)实际生产中,常用工艺条件,Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0X105Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8。

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②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______

A.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零

B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率

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(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________

(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-___________________________________

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