2.(2010·四川省绵阳市诊断性测试)玻璃棒是化学实验中常用的仪器,下列有关实验过程需要使用玻璃棒进行操作的是( )
①用pH试纸测定溶液的pH ②将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制氢氧化铁胶体 ③从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl ④用已知浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液进行中和滴定实验 ⑤用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验 ⑥实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀
A.①②⑥ B.③④⑥
C.②④⑤ D.①③⑤
解析:①需用玻璃棒蘸取待测液来测定其pH;③分离MnO2、KCl混合物时需过滤,过滤用玻璃棒进行引流;⑤需用玻璃棒进行搅拌,使反应更充分。
答案:D
1.(2010·江西省五校联考)下列实验操作示意图所示的实验操作正确的是( )
A.加热结晶水合物 B.镁条在二氧化碳里燃烧
C.制备较纯净的HF D.红磷转变成白磷
解析:选项A,在试管中加热结晶水合物会导致受热不均匀出现事故,应在坩埚内加热结晶水合物,加热时要用玻璃棒不断搅拌。选项B,集气瓶底部垫上细沙能防止因生成物温度过高而使集气瓶破裂,正确。选项C,生成的氢氟酸要腐蚀烧瓶。选项D,不能将玻璃管两端都堵住。
答案:B
5.(2010·广东高考)硼酸(H3BO3)在食品、医药领域应用广泛.
(1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式:B2H6+6H2O===2H3BO3+________.
(2)在其他条件相同时,反应H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O中,H3BO3的转化率(α)在不同温度下随反应时间(t)的变化
如图,由此图可得出:
①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________.
②该反应的ΔH________0(填“<”、“=”或“>”).
解析:(1)B2H6与水反应的方程式为:B2H6+6H2O===2H3BO3+6H2↑;(2)从图中分析可得,333 K下t=20 min时达到平衡,313 K下t=40 min时达到平衡,而303 K下t=50 min时达到平衡,即升高温度,化学反应速率增大;反应体系的温度越高,H3BO3的转化率越大,说明升高温度有利于平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,则ΔH>0.
答案:(1)6H2
(2)①升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动 ②>
4.某温度下在密闭容器中发生如下反应2M(g)+N(g) 2E(g),若开始时只充入2 mol E气体,达平衡时,混合气体的压强比起始增大了20%;若开始时只充入3 mol M和1 mol N的混合气体,达到平衡时M的转化率为( )
A.<60% B.=40%
C.<40% D.>60%
解析:2 mol M和1 mol N的混合气体与2 mol E等效,达到平衡时M的转化率为60%,当充入3 mol M和1 mol N的混合气体时,M的转化率小于60%.
答案:A
3.(2009·重庆高考)各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是( )
解析:A项,加入CH3COONa,使CH3COOH的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH增大;B项,加入KCl,对平衡没有影响,c(Fe3+)不变;C项,加入Ar气,压强不变,相当于减压,平衡逆向移动,H2转化率减小.
2.(2010·海淀模拟)对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)+nY(s) pZ(g);ΔH<0.达化学平衡后,改变条件,下列表述不正确的是( )
A.增大压强,化学平衡不一定发生移动
B.通入氦气,化学平衡不一定发生移动
C.增加X或Y的物质的量,化学平衡不一定发生移动
D.其他条件不变,升高温度,化学平衡一定发生移动
解析:选项A,当m=p时加压平衡不移动;选项B,若容器容积一定,充入氦气,化学平衡不移动,若容积可变,充入氦气,各物质的量浓度减小,平衡移动;选项C,Y为固体,增加Y的量平衡不移动;选项D,其他条件不变,升温平衡向逆反应方向移动.
答案:C
1.对于平衡CO2(g) CO2(aq);ΔH=-19.75 kJ/mol,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是( )
A.升温增压 B.降温减压
C.升温减压 D.降温增压
解析:该过程的特点是:①正向是放热反应,②正向是气体体积减小的过程.因此,加压和降温都可以使平衡正向移动.
14.(18分)(2010·全国卷Ⅱ)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)
已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成.
回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA=________________,vB=________________;
(2)化学方程式中,x=________、y=________、p=________、q=________;
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为________________;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________;
②平衡时反应物的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________________.
解析:(1)根据化学反应速率定义:
v(A)=Δ c(A)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min),
v(B)=Δ c(B)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min).
(2)可以求出
v(C)=a mol/(L·min),
v(D)=a mol/(L·min),
根据速率之比等于反应方程式中计量数之比,x∶y∶p∶q=∶∶∶,则x=2;y=3;p=1;q=6.
(3) 2A(g)+3B(g) C(g)+6D(g)
起始/mol a b 0
变化/mol a 2a
平衡/mol 2a
B的转化率=×100%.
(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应.
(5)其他条件不变缩小体积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小体积,平衡将向体积缩小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小.
答案:(1) mol/(L·min) mol/(L·min)
(2)2 3 1 6 (3)×100% (4)<
(5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大 ②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数减少的方向 (即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小
13.(14分)(2010·郑州模拟)合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=-92 kJ/mol,在一容积为2 L的密闭容器中加入一定量的N2和H2,在一定条件下发生合成氨反应,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)=____________________.
(2)反应达到平衡时,测得NH3占平衡混合气体体积的1/3,则平衡混合气体折合成标准状况下的体积是______ L,反应过程中放出的热量为________ kJ.
(3)平衡时测得N2的物质的量为0.10 mol,则N2的转化率α(N2)=________.
(4)实验测得一定条件下合成氨反应的速率与体系内各物质的浓度有以下关系:
v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)(k为常数),请根据此速率方程式,结合自己的已有知识对如何提高合成氨反应的速率提出三点建议:________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)由图可知c(NH3)的变化量为0.10 mol/L,故c(N2)的变化量为0.05 mol/L,则v(N2)=0.05 mol/L÷4 min=0.012 5 mol/(L·min).
(2)平衡时NH3的物质的量为:0.10 mol/L×2 L=0.20 mol,则平衡混合气体为0.60 mol,在标准状况下的体积为:0.60 mol×22.4 L/mol=13.44 L,反应过程中放热为9.2 kJ.
(3)反应达到平衡时,消耗的N2为0.05 mol/L×2 L=0.10 mol,若平衡混合气体中还存在N2 0.10 mol,则说明原有N2为0.20 mol,其转化率为50%.
(4)提高合成氨反应的速率可采用以下方法:①增大压强、②升高温度、③使用催化剂、④增大氮气的浓度、⑤增大氢气的浓度等.
答案:(1)0.012 5 mol/(L·min) (2)13.44 9.2
(3)50% (4)①增大压强、②升高温度、③使用催化剂、④增大氮气的浓度、⑤增大氢气的浓度(答出以上任意三点即可).
12.(10分)(2010·唐山模拟)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究其反应原理,现进行如下实验,在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
(1)从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=________ mol/(L·s).
(2)下列措施中能使CO2的转化率增大的是(填写字母代号)________.
A.加入催化剂
B.升高温度
C.恒容充入He(g),使体系压强增大
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
(3)下列说法正确的是(填写字母代号)________.
A.反应进行到3 s时达到平衡
B.只有平衡时有v(CO2)/v(H2)=1∶3
C.反应进行到3 s时浓度关系为c(CH3OH)=c(CO2)
D.2 mol CO2和6 mol H2反应达到平衡时放热73.5 kJ
解析:(1)10 s时,反应达到平衡,CO2的浓度变化为:1.00 mol/L-0.25 mol/L=0.75 mol/L,故二氧化碳的反应速率v(CO2)=0.75 mol/L÷10 s=0.075 mol/(L·s).
(2)加入催化剂不能使平衡发生移动,二氧化碳的转化率不变;已知正反应为放热反应,升高温度,二氧化碳的转化率降低;恒容条件下充入稀有气体导致的压强增大不能改变反应物及生成物的浓度,所以不能改变转化率;再充入相同比例的反应物时,反应体系的压强增大,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大.
(3)反应进行到3 s时,二氧化碳和甲醇的浓度相同,但反应没有达到平衡;反应过程中,用不同物质表示的反应速率的大小与化学方程式中的化学计量数成正比,即反应过程中v(CO2)∶v(H2)=1∶3;达到平衡时,二氧化碳的转化率为75%,故放出的热量为2 mol×75%×49.0 kJ/mol=73.5 kJ.
答案:(1)0.075 (2)D (3)CD