题目内容
【题目】(I)利用反应CuSO4+Fe===Cu+FeSO4可设计为原电池。
(1)负极材料是________(写名称),电极反应为__________________________________。
(2)正极电极反应式为______________________。
(3)溶液中SO42-向________极移动。
(II)工业合成氨反应:N2+3H2
2NH3是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。
(4)如果将1 mol N2和3 mol H2混合,使其充分反应,放出的热量总理论数值,其原因是____________________________。
(5)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,反应经过10 min后,生成10 mol NH3,则用N2表示的化学反应速率为________mol·L-1·min-1。
(6)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是________。
a.正反应速率和逆反应速率相等 b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.反应达到最大限度 d.N2和H2的浓度相等
e.生成1 mol N2的同时,消耗2 mol NH3 f.生成3 mol H2的同时,生成2 mol NH3
【答案】铁 Fe-2e-===Fe2+ Cu2++2e-===Cu 负 该反应是可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不能完全反应,因此放出的能量总是小于理论数值 0.25 acf
【解析】
(I)(1)该反应中,铁失电子发生氧化反应而作负极,负极上电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+;
(2)不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极,可选铜作正极;硫酸铜作电解质溶液,正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-═Cu;
(3) 在原电池中,溶液中阴离子SO42-向负极移动;
(II)(4)该反应是可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不能完全反应,因此放出的能量总是小于理论数值;
(5)v(NH3)=
=
=0.5mol/(Lmin),
v(N2) =
v(NH3),所以v(N2)=0.25mol/(Lmin);
(6)a.正反应速率和逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,正确;
b.正反应速率最大,逆反应速率为0,是指反应开始时的状态,反应没有达到平衡状态,错误;
c.N2的转化率达到最大值,说明反应达到平衡状态,正确;
d.N2和H2的浓度相等,反应不一定达到平衡状态,错误;
e.N2、H2和NH3的体积分数相等,不能说明其保持不变,无法判断是否达到平衡状态,错误;
f.反应达到最大限度,说明反应达到平衡状态,正确;
故答案为:acf。
【题目】已知2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后,C的浓度为ω mol·L-1,放出的热量为b kJ。
(1)已知:A(g)+X(g)
2B(g) ΔH=-133.2 kJ·mol-1;
5A(g)+X(g)
4C(g) ΔH=-650.4 kJ·mol-1。则a=________。
(2)不同温度下该反应的平衡常数如表所示。由此可推知,表中T1________T2(填“>”“=”或“<”)。
T/K | T1 | T2 | T3 |
K | 6.86 | 2.45 | 1.88 |
(3)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出的热量为d kJ,则d________b(填“>”“=”或“<”)。
(4)在一定温度下,向一个容积可变的恒压容器中,通入3 mol A和2 mol B,发生反应2A(g)+B(g)
2C(g),平衡时容器内气体物质的量为起始时的80%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始投入量改为6 mol A、4 mol B,则平衡时A的体积分数为________。