题目内容

【题目】图a是1 mol NO2和1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图;现往体积固定的密闭容器中通入等物质的量的NO2 和CO,反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图如b图。根据图意回答下列问题:

a b

(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式_____________________________________。

(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=_____________。

(3)此温度下该反应的平衡常数K=___________。

(4)830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0。试回答下列问题:

①若起始时c(CO)=2mol·L-1,c(H2O)=3mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=____________。

②在相同温度下,若起始时c(CO)=1mol·L-1,c(H2O)=2mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态______(填“是”与“否”),此时v(正)____v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。

【答案】NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g) ΔH= -234 mol·L-1 1.50/t1 mol·L-1·min-1 9 1 否 >

【解析】

(1)由图a可知该反应的焓变△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol;

(2)由图b数据先计算v(NO),再依据速率之比等于化学计量数之比计算v(NO2);

(3)由图b数据先计算各物质平衡时的浓度,再依据平衡常数公式计算平衡常数;

(4)①由题给数据先建立三段式计算各物质平衡时的浓度,再依据平衡常数公式计算平衡常数;

②由题给数据先建立三段式计算各物质的浓度得到浓度熵,在依据浓度熵和平衡常数的相对大小判断平衡移动方向。

(1)由图a可知该反应的焓变△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,则CO和NO2反应的热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)△H=-234kJmol-1,故答案为:NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)△H=-234kJmol-1;

(2)由图b可知,t1min到达平衡,平衡时NO的浓度变化量为1.5mol/L,故v(NO)==molL-1min-1,速率之比等于化学计量数之比,故v(NO2)=v(NO)=molL-1min-1,故答案为:molL-1min-1;

(3)由图b可知,平衡时CO和NO2的浓度均为0.5mol/L,CO2和NO的浓度均为1.5mol/L,则反应的平衡常数K===9,故答案为:9;

(4)①由题给数据可建立如下三段式:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起(mol/L) 2 3 0 0

变(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2

平(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2

则反应的平衡常数K===1,故答案为:1;

②由题给数据可建立如下三段式:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起(mol/L) 1 2 0 0

变(mol/L) 0.5 0.5 0.5 0.5

末(mol/L) 0.5 1.5 0.5 0.5

则此时该反应的浓度熵Qc===<K=1,则平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆),故答案为:否;>。

练习册系列答案
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温度℃

FeSO4·7H2O

(NH4)2SO4

(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O

10

20.0

73.0

17.2

20

26.5

75.4

21.6

30

32.9

78.0

28.1

实验用品:10%Na2CO3溶液、Fe屑、3molH2SO4、(NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇。实验步骤流程如图所示:

(1)步骤Ⅰ加入10%Na2CO3溶液的作用是__。

(2)下列情况适合倾析法的有__。

A.沉淀的颗粒较大 B.沉淀容易沉降 C.沉淀呈胶状 D.沉淀呈絮状

(3)步骤Ⅲ中加入(NH4)2SO4后要得到摩尔盐晶体,需要经过的实验操作包括加热蒸发、__、__。

(4)得到的晶体需要用乙醇洗涤的目的是__。

(5)已知摩尔盐晶体在100℃~110℃时分解,分解的产物中除固体外,还可能含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。甲同学用如图所示装置设计实验,探究摩尔盐晶体加热分解时可能产生的气体产物。

①甲同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为:A→F→(____________)→(____________)→C→E。

②证明含有SO3的实验现象是__。

(6)为测定硫酸亚铁铵纯度,称取mg莫尔盐样品,配成500mL溶液。通过测定NH4+设计实验装置如图所示。取25.00mL样品溶液进行该实验。

①该方案中量气管中最佳试剂是__。

a.水 b.饱和NaHCO3溶液 c.CCl4 d.饱和食盐水

②该方案中收集完气体并恢复至室温,读数前应进行的操作是__。

③设该样品中NH4+完全转化为NH3且忽略溶解损耗,测得NH3的体积为VL(已折算为标准状况下),则该摩尔盐样品中硫酸亚铁铵纯度为__(用含m、V的代数式表示,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的相对分子质量为392)。

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