题目内容

17.在2L的密闭容器中放入4molN2O5,发生如下反应:2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)反应5min后,测得O2的物质的量为0.4mol,求:
(1)υ(NO2)、υ(O2)分别为多少?
(2)5min时,N2O5的转化率?

分析 (1)氧气浓度变化量为$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol/L,根据υ=$\frac{△c}{△t}$计算υ(O2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算υ(NO2);
(2)由方程式可知△n(N2O5)=2△n(O2),进而计算N2O5转化率.

解答 解:(1)氧气浓度变化量为$\frac{0.4mol}{2L}$=0.2mol/L,则υ(O2)=$\frac{0.2mol/L}{5min}$=0.04 mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,则υ(NO2)=4υ(O2)=0.16 mol/(L•min),
答:υ(NO2)=0.16 mol/(L•min),υ(O2)=0.04 mol/(L•min);
(2)由方程式可知△n(N2O5)=2△n(O2)=0.4mol×2=0.8mol,则N2O5转化率=$\frac{0.8mol}{4mol}$×100%=20%,
答:5min时,N2O5的转化率为20%.

点评 本题考查化学平衡计算,比较基础,旨在考查学生对基础知识的巩固.

练习册系列答案
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7.碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用.
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
①2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ•mol-1
②3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ•mol-1
反应:Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=0.5a+bkJ•mol-1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ•mol-1.在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
            时间/min
浓度/mol/L
01020304050
NO1.000.680.500.500.600.60
N200.160.250.250.300.30
CO200.160.250.250.300.30
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=0.032mol/(L•min),T1℃时,该反应的平衡常数=0.25.
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是AD(填字母编号).
A.通入一定量的NO             B.加入一定量的活性炭
C.加入合适的催化剂             D.适当缩小容器的体积
(3)如图表示在密闭容器中反应2SO2+O2?2SO3达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况.
①a b过程中改变的条件可能是升高温度;
②b c过程中改变的条件可能是降低产物(SO3)浓度;
③若增大压强时,反应速率变化情况画在c~d处.
5.由某精矿石(MCO3•ZCO3)可以制备单质M,制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇.取该矿石样品1.84g,高温灼烧至恒重,得到0.96g仅含两种金属氧化物的固体,其中m(M):m(Z)=3:5.请回答:
(1)该矿石的化学式为MgCO3•CaCO3
(2)①以该矿石灼烧后的固体产物为原料,真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素,且Z和Si的物质的量之比为2:1).写出该反应的化学方程式2MgO+2CaO+Si$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ca2SiO4+2Mg.
②单质M还可以通过电解熔融MCl2得到.不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是电解MgCl2溶液时,阴极上H+比Mg2+容易得电子,电极反应式2H2O+2eˉ=H2↑+2OHˉ,所以不能得到Mg单质.
(3)一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H1
反应2:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
反应3:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示.
则△H2小于△H3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是曲图l可知,随着温度升高,K1增大,则△H1>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3

(4)在温度T1时,使体积比为3:1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应.T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示;不改变其他条件,假定t时刻迅速降温到T2,一段时间后体系重新达到平衡.试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线.
(5)甲醇是制备工业乙酸的原料,目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO气体反应来制备.某实验小组在一个恒压密闭容器中加入0.20mol CH3OH和0.22mol CO气体,发生反应:CH3OH (g)+CO(g)?CH3COOH (l)?△H>0,一定温度下达到平衡后测得甲醇的转化率为60%,容器体积为2L;维持温度不变,往上述达到平衡的恒压容器中,再在瞬间通入0.12mol CH3OH和0.06mol CO和混合气体,平衡的移动方向为不移动(填“向左”或“向右”或“不移动”),理由是加入气体的总物质的量与原平衡气体的总物质的量相等,体积变为4L,Qc=$\frac{1}{\frac{0.2}{4}×\frac{0.16}{4}}$=500=K,所以平衡不移动.

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