题目内容
9.2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H=-748kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-565kJ•mol-1
(1)在一定条件下N2和O2会转化为NO气体,写出反应的热化学方程式N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+183KJ/mol.
(2)为研究不同条件对反应的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.4mol CO,在催化剂存在的条件下发生反应,10min时反应达到平衡,测得10min内v(NO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后n(CO)=0.25mol,关于该平衡的下列说法正确的是bce.
a.增大压强,平衡一定向右移动
b.其它条件不变,升高温度,化学反应速率一定增大
c.其它条件不变,若改为在恒压容器中进行,CO的平衡转化率比恒容条件下大
d.向平衡后的容器中再充人0.2mol NO和0.1mol CO,化学平衡常数增大
e.达到平衡后v正(NO)=2v逆(N2)
(3)其它条件相同,tmin时不同温度下测得NO的转化率如图所示.A点的反应速率v正>v逆(填“>”“<”或“=“),A、B两点反应的平衡常数较大的是A(填“A”或“B“).
(4)相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,试分析原因:
NO2-水解显碱性,对铵根离子水解起到促进作用.0.1mol•L-1NH4NO3溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),常温下NO2-水解反应的平衡常数Kh=1.4×10-11mol•L-1(保留两位有效数字).
(已知的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L-1,NH3•H2O的电离常数=1.7×10-5mol•L-1.
分析 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到N2和O2会转化为NO气体的热化学方程式;
(2)结合化学平衡三段式列式计算,测得10min内v(NO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,反应消耗物质的量=
7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol
2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)
起始量(mol) 0.4 0.2 0 0
变化量(mol) 0.15 0.15 0.15 0.075
平衡量(mol) 0.25 0.05 0.15 0.075
反应是气体体积减小的放热反应,依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断,
a.反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向右移动,但同时改变温度或浓度,平衡可能逆向进行;
b.反应是放热反应,其它条件不变,升高温度,平衡逆向进行,但化学反应速率一定增大;
c.其它条件不变,若改为在恒压容器中进行,压强比恒容容器中大,平衡正向进行,CO的平衡转化率比恒容条件下大;
d.化学平衡常数只随温度变化;
e.反应是之比等于化学方程式计量数之比,为正反应速率之比,v正(NO)=2v逆(N2)说明氮气正逆反应速率相同;
(3)化学反应速率随温度升高增大,NO的转化率随温度升高增大,到B点后减小,说明反应是放热反应平衡逆向进行,平衡常数减小;
(4)相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小是因为NO2-是弱酸阴离子水解显碱性,铵根离子水解显酸性,二者水解相互促进;硝酸铵溶液中铵根离子水解显酸性,依据水解平衡常数表达式,分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=$\frac{Kw}{Ka}$;
解答 解:(1)①2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H=-748kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-565kJ•mol-1
在一定条件下N2和O2会转化为NO气体,反应的热化学方程式依据盖斯定律计算②-①得到:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+183KJ/mol,
故答案为:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+183KJ/mol;
(2)结合化学平衡三段式列式计算,测得10min内v(NO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,反应消耗物质的量=
7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol
2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)
起始量(mol) 0.4 0.2 0 0
变化量(mol) 0.15 0.15 0.15 0.075
平衡量(mol) 0.25 0.05 0.15 0.075
反应是气体体积减小的放热反应,依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断,
a.改变压强的同时改变温度或浓度,平衡可能逆向进行,反应是气体体积减小的反应,所以是其他条件不变时增大压强,平衡一定向右移动,故a错误;
b.反应是放热反应,其它条件不变,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,即逆向进行,但化学反应速率一定增大,故b正确;
c.其它条件不变,若改为在恒压容器中进行,恒压容器中随反应进行压强比恒容容器中大,平衡正向进行,CO的平衡转化率比恒容条件下大,故c正确;
d.化学平衡常数只随温度变化,不随浓度变化,故d错误;
e.反应是之比等于化学方程式计量数之比,为正反应速率之比,v正(NO)=2v逆(N2)说明氮气正逆反应速率相同,反应是破坏状态,故e正确;
故答案为:bce;
(3)化学反应速率随温度升高增大,则VA<VB,NO的转化率随温度升高增大,到B点后减小,说明反应是放热反应平衡逆向进行,平衡常数减小;
故答案为:>,A;
(4)相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,是因为NO2-是弱酸阴离子水解显碱性,铵根离子水解显酸性,二者水解相互促进;硝酸铵溶液中铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小为:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
依据NO2-+H2O?HNO2+OH-,水解平衡常数表达式Kh=$\frac{c(O{H}^{-})c(HN{O}_{2})}{c(N{{O}_{2}}^{-})}$,分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=$\frac{c(O{H}^{-})c(HN{O}_{2})}{c(N{{O}_{2}}^{-})}$×$\frac{c({H}^{+})}{c({H}^{+})}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10-11;
故答案为:NO2-水解显碱性,对铵根离子水解起到促进作用,c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);1.4×10-11.
点评 本题考查了热化学方程式书写方法,化学平衡影响因素分析判断,平衡常数、反应速率概念的计算应用,注意盐类水解和弱电解质电离平衡的计算分析,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
| A. | CH4和C2H4 | B. | CH4和C3H6 | C. | C2H4和C3H4 | D. | C2H2和C3H6 |
| A. | 在CH2=CH2分子中,存在五个s-sp2σ键和一个π键 | |
| B. | N、O、F电负性大小:F>O>N;第一电离能大小:F>O>N | |
| C. | 酸性强弱:H2SO4>H2SO3>H2SeO3;岩浆晶出的先后顺序:SiO2、MgSiO3、CaSiO3 | |
| D. | 在共价化合物中,一定存在极性共价键,可能存在非极性共价键,一定不存在离子键 |
| A. | 煤、石油、天然气都是化石能源 | |
| B. | 氢能、核能都是无污染的可再生能源 | |
| C. | 氢能是可再生能源 | |
| D. | 化石能源是非再生能源 |
(1)合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得,有关化学反应的能量变化如图1所示.
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g)△H=+161.1kJ•mol-1.
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:
[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH3)3]CH3COO•CO(l);△H<0
吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是B.(填写选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
(3)氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(1)+H2O(g)△H<0.某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%.该温度下此反应平衡常数K为2500L2•mol-2.
(4)取两个相同的恒容容器,保持相同温度,并加入等量的CO2气体,根据实验数据绘制出c(NH3)随时间(t)变化的曲线如图2所示,若A、B分别为不同温度时测定的曲线,则A(填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高,判断的依据是A曲线起始浓度小,但在20min时间内反应速率快,说明其温度高.
(5)已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
| 弱电解质 | H2CO3 | NH3•H2O |
| 电离平衡常数 | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | Kb=1.77×10-5 |
①该溶液呈碱性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是由于NH3•H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数,因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性.
②该(NH4)2CO3溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是B.
A、c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3•H2O)
B、c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C、c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol•L-1
D、c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
| A. | 乙烷与氯气发生取代反应 | B. | 乙烯与氯气发生加成反应 | ||
| C. | 乙烯与氯化氢发生加成反应 | D. | 乙炔与氯化氢发生加成反应 |
| A. | 只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键 | |
| B. | 单质分子中均存在化学键 | |
| C. | 阴阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键 | |
| D. | 含有共价键的化合物不一定是共价化合物 |