题目内容
19.对于可逆反应N2+3H2?2NH3(反应条件略去),回答下列问题:(1)在恒温恒容条件下,下列表述中,不能说明该反应达到平衡状态的有BD.
A.体系的压强保持不变
B.某时刻H2和NH3的浓度之比是3:2
C.相同时间内,断裂6NA个N-H键,同时断裂3NA个H-H键
D.某时刻反应速率满足:3v(N2)=v(H2)
E.混合气体的平均摩尔质量不变
(2)下列措施能加快反应速率的有C
A.降温 B.将NH3分离出体系 C.恒温恒容条件下,加入N2 D.恒温恒压条件下,加入He
(3)若测得达到平衡时,氮气和氢气的转化率相等,则氮气和氢气的起始投料物质的量之比为1:3.
(4)若断裂1mol N≡N需要吸热akJ,断裂1molH-H需要吸热bkJ,形成1molN-H放热ckJ,如果n molN2参加反应(假设N2完全转化),则该过程放热n(6c-a-3b)kJ.
(5)在恒温恒压的密闭容器中,加入一定量的氮气和氢气进行反应,若达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则达到平衡时,混合气体中氨气的体积分数为20%.
分析 (1)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化;
(2)增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂、增大反应物的接触面积能加快反应速率;
(3)转化率为转化率与起始量的比值,转化量与计量数呈正比,氮气和氢气的转化率相等,则起始量与计量数也呈正比;
(4)断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,如果n molN2参加反应,则断裂2molN≡N、3nmolH-H键,形成6nmolN-H键,以此计算反应热;
(5)恒压条件下,体积发生变化,达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则体积为原来的$\frac{1}{1.2}$,结合差量法计算.
解答 解:(1)A.反应前后气体的体积变化,如体系的压强保持不变,可说明达到平衡状态,故A正确;
B.起始物料比以及转化程度未知,某时刻H2和NH3的浓度之比是3:2,不能确定是否达到平衡状态,故B错误;
C.相同时间内,断裂6NA个N-H键,同时断裂3NA个H-H键,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.反应速率之比等于化学计量数之比,某时刻反应速率满足:3v(N2)=v(H2),不能说明达到平衡状态,故D错误;
E.混合气体的平均摩尔质量不变,可说明气体的物质的量不变,达到平衡状态,故E正确.
故答案为:BD;
(2)A.降温,反应速率相等,故A错误;
B.将NH3分离出体系,浓度降低,反应速率减小,故B错误;
C.恒温恒容条件下,加入N2,反应物浓度增大,反应速率增大,故C正确;
D.恒温恒压条件下,加入He,则体积增大,浓度减小,反应速率减小,故D错误.
故答案为:C;
(3)转化率为转化率与起始量的比值,转化量与计量数呈正比,氮气和氢气的转化率相等,则起始量与计量数也呈正比,应为1:3,故答案为:1:3;
(4)断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,如果n molN2参加反应,则断裂2molN≡N、3nmolH-H键,形成6nmolN-H键,则反应放出的热量为n(6c-a-3b)kJ,
故答案为:n(6c-a-3b);
(5)恒压条件下,体积发生变化,达到平衡时,混合气体的密度是反应前的1.2倍,则体积为原来的$\frac{1}{1.2}$,设反应前体积为1.2L,则反应后为1.0L,
N2 +3 H2 ?2 NH3 △V
1 3 2 2
0.2 1.2-1.0=0.2
达到平衡时,混合气体中氨气的体积分数为$\frac{0.2}{1.0}×100%$=20%,
故答案为:20%.
点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡的计算,平衡状态的判断、平衡移动的影响因素以及反应热的计算等问题,侧重于学生的分析能力和计算能量的考查,注意把握计算的思路和角度,难度不大.
| A. | 氢氧化钠溶液与稀盐酸反应:H++OH-=H2O | |
| B. | 铁和稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ | |
| C. | 碳酸钠溶液与稀盐酸反应:Na2CO3+2H+=2Na++H2O+CO2↑ | |
| D. | 氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$.
(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大,理由是相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大.
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO.该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二:全部为2PbCO3•Pb(OH)2;
假设三:PbCO3与2PbCO3•Pb(OH)2的混合物.
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究.
①定性研究:请你完成下表中内容.
| 实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
| 取一定量样品充分干燥,… |
(1)“氯氧化法”是指在碱性条件下用将废水中的CN-氧化成无毒物质.写出该反应的离子方程式:5Cl2+2CN-+8OH-═10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O
(2)地康法制备氯气的反应为 4HCl(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;CuO/CuCl\;}}{400℃}$2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 kJ•mol-1,1 mol H-Cl、l mol Cl-Cl、1 mol O=O断裂时分别需要吸收 431 KJ、243 kJ、489 kJ 的能量,则 1 mol O一H断裂时需吸收的能量为463.4kJ
(3)取ClO2消毒过的自来水(假定ClO2全部转化为Cl-)30.00 mL在水样中加人几滴K2CrO4),溶液作指示剂,用一定浓度AgNO3溶液滴定,当有砖红色的Ag2CrO4,沉淀出现时,反应达到滴定终点.测得溶液
中CrO42-的浓度是5.00×10-3 mol•L-1,则滴定终点时溶液中c(Cl-)=8.90×10-6mol/L.[已知:
KSP(AgCl)=1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12]
(4)在5个恒温、恒容密闭容器中分别充入4 mol ClO2,发生反应4ClO2(g)?2Cl2O(g)+3O2(g)△H>0,测得ClO2(g)的部分平衡转化率如表所示.
| 容器编号 | 温度/℃ | 容器体积/L | Cl02(g)的平衡转化率 |
| a | T1 | V1=l L | 75% |
| b | T1 | v2 | |
| c | T3 | v3 | 75% |
| d | |||
| e |
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K25.63
③V2>(填“>”“<”或“=”)V3
④d、e两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同,a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示.a、d、e三容器中ClO2的平衡转化率由大到小的排列顺序为e<a=d(用字母表示);与a容器相比,d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂,其判断依据是ad图象中曲线变化可知,d反应速率增大,压强不变平衡点不变.
| A. | 胶体与其他分散系最本质的区别是分散质粒子的直径介于1-100 nm之间 | |
| B. | 胶体和溶液都一定是均一透明的分散系,可以用丁达尔效应来鉴别 | |
| C. | 制备Fe(OH)3胶体的操作为,在沸水中逐滴滴加5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色沉淀,停止加热 | |
| D. | 用过滤的方法可以将胶体和溶液分离 |
| A. | X一定为电解质 | B. | X可能为NaCl | ||
| C. | X不能是酸类 | D. | X可以是任何化合物 |