题目内容

8.在溶液中,反应A+2B?C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L.反应物A的浓度随时间的变化如图所示.
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件.所改变的条件和判断的理由是:
②使用催化剂;    ③升温;
(2)实验②平衡时B的转化率为40%;实验③平衡时C的浓度为0.06mol/L;
(3)该反应的△H大于0,判断其理由是升温,A的浓度减少,平衡向正反应方向移动;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:
实验②:vB=0.011mol/(L.min).

分析 (1)①②比较,平衡状态相同,②中反应速率大;①③比较,在溶液中的反应③中正向进行程度大,反应速率大;
(2)②中平衡时A的浓度为0.060mol/L,转化的A为0.1mol/L-0.060mol/L=0.04mol/L,则转化的B为0.08mol/L;③中衡时A的浓度为0.040mol/L,转化的A为0.1mol/L-0.040mol/L=0.06mol/L;
(3)由①③可知,升高温度,平衡正向移动;
(4)结合v=$\frac{△c}{△t}$计算.

解答 解:(1)①②比较,平衡状态相同,②中反应速率大;①③比较,在溶液中的反应③中正向进行程度大,反应速率大,则②改变的条件为使用催化剂,③改变的条件为升温,
故答案为:使用催化剂;升温;
(2)②中平衡时A的浓度为0.060mol/L,转化的A为0.1mol/L-0.060mol/L=0.04mol/L,则转化的B为0.08mol/L,B的转化率为$\frac{0.08}{0.2}$×100%=40%;③中衡时A的浓度为0.040mol/L,转化的A为0.1mol/L-0.040mol/L=0.06mol/L,由A+2B?C可知③平衡时C的浓度为0.06mol/L,
故答案为:40%;0.06mol/L;
(3)由①③可知,升高温度,A的浓度减少,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,△H>0,
故答案为:大于;升温,A的浓度减少,平衡向正反应方向移动;
(4)实验②中进行到4.0min时A减少0.1mol/L-0.078mol/L=0.022mol/L,则B减少0.044mol/L,vB=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.044mol/L}{4min}$=0.011mol/(L.min),
故答案为:0.011mol/(L.min).

点评 本题考查化学平衡计算,为高频考点,把握图中浓度的变化、速率计算及平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意图中浓度变化,题目难度不大.

练习册系列答案
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19.用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义.请回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.8kJ•mol-1
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,则原电解质溶液显碱性(填“酸性”、“中性”或“碱性”),
负极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O.
(3)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=akJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/oC200300400
K1.00.860.5
①由上表数据可知a<0 (填“>”、“<”或“=”).
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是ad(填字母序号).
a.增大压强    b.使用合适的催化剂
c.升高温度    d.及时分离出产物中的NH3
③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol,此时刻该反应的v(N2)<v(N2)(填“>”、“<”或“=”).
(4)25oC时,将amol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的盐酸等体积混合
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)时,反应的情况可能为a(填字母序号).
a.盐酸不足,氨水剩余 b.氨水与盐酸恰好完全反应 c.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{1{0}^{-8}}{a-0.1}$.
3.氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义.
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2?2NH3△H=-92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1mol,H2为0.3mol,NH3为0.1mol.该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$,该条件下H2的转化率为33.3%.此温度下该反应的平衡常数K=3.7(L/mol)2
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是ad.
a.向容器中按原比例再充入原料气     b.向容器中再充入惰性气体
c.改变反应的催化剂                 d.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:
①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=0.0015mol/(L•min).
②能说明该反应已经达到平衡状态的是bc.
a.v(NO2)=2v(O2)      b.容器内压强保持不变
c.v(NO)=2v(O2)   d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是c.
a.及时分离出NO2气体           b.适当升高温度
c.增大O2的浓度                 d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体.4CO(g)+2NO2(g)?4CO2(g)+N2(g)△H=-1 200kJ•mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图象正确的是乙(填代号).
20.工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱.有关反应的化学方程式为:NH3+CO2+H2O     NH4HCO3;   
NH4HCO3+NaCl  NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是C(填字母标号).
a.碳酸氢钠难溶于水             
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
d.碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
(2)某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).
试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液,其作用是除去CO2中的HCl气体;

(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是吸收未反应完的NH3
(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是过滤(填分离操作的名称),该操作所需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验.
(Ⅰ)实验时,须先从a管通入氨气气体,说明原因二氧化碳的溶解度较小,氨气易溶于水,能生成更多的碳酸氢铵
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是增大气体与溶液接触面积,提高CO2的吸收率
(3)碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为86.3%.
(4)请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应(或往烧碱溶液中通入过量CO2;往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等).

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