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;>。
【题目】硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,是一种复盐(又称摩尔盐)。一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体,三种盐的溶解度(单位为g/100gH2O)见下表:
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·FeSO