(16分)氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ;△H=" —92.4" KJ·mol—1。现在500℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题:![]()
(1)10 min内以NH3表示的平均反应速率 ;
(2)在10 ~20 min内:NH3浓度变化的原因可能是 ;
| A.加了催化剂 | B.缩小容器体积 |
| C.降低温度 | D.增加NH3物质的量 |
(4)在反应进行至25 min时:① 曲线发生变化的原因: ② 达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2 K1(填“大于”、“等于”、“小于”)
(8分)80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4
2NO2 △H>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
| 时间(s) n(mol) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
| n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
②计算在80℃时该反应的平衡常数K= ;
③反应进行至l00s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”、“变深”或“不变”) ;
④要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ;
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2 C.使用高效催化剂 D.升高温度
(16分)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:
2Fe(s)+3CO2(g)
Fe2O3(s)+3CO(g)
该反应的平衡常数(K ) 随温度(T ) 升高而增大。
①该反应的平衡常数K= ______。(填表达式)
②下列措施中,能使平衡时c(CO)/c(CO2) 增大的是 (填标号)。
| A.升高温度 | B.增大压强 |
| C.充入一定量CO | D.再加一些铁粉 |
(3)图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红。
① 电源的M端为 极,甲烧杯中铁电极的电极反应为 。
② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为 。
③ 停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为 mL 。
(10分)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) , 试分析和回答下列问题:
(1)可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 。
| A.体系的压强不再发生变化 |
| B.v正(CO)=v逆(H2O) |
| C.生成n mol CO的同时生成n mol H2 |
| D.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键 |
(3)若上述化学平衡状态从正、逆两反应方向同时建立[即起始时同时投放C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)],达到平衡后,试讨论:
① 容积内气体混合物的平均摩尔质量
② 若给平衡体系加压,请参照起始投放的气体物质的平均摩尔质量(设定为
| | |
| 不变 | |
| |
(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,相关数据如下:
| 容器 编号 | 温度 /℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||
| CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
| ① | 650 | 1 | 2 | 0.4 | 0.4 | 5 | 16.4kJ |
| ② | 650 | 2 | 4 | | | t1 | Q1 kJ |
| ③ | 900 | 2 | 4 | 1.6 | 1.6 | t2 | Q2 kJ |
(2)容器③中反应达平衡时,CO的转化率为 。
(3)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率v (H2) = 。
(4)该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,理由是 。
(5)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,容器①和容器②中CO2的体积分数相等
b.反应达平衡状态时,Q2 > Q1> 32.8 kJ
c.达到平衡的时间:t2> t1>2.5 min
d.该反应的热化学方程式可表示为:CO(g)+H2O(g)
(6)容器②中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为 。