【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮等元素的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。

1)如圖表示金剛石、石墨在相關(guān)反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系。寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式:____________________。

2COH2可在一定條件下反應(yīng)生成燃料甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH0。將2 mol CO4 mol H2置于一體積不變的1 L密閉容器中,測(cè)定不同條件、不同時(shí)間段內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率,得到下表數(shù)據(jù)。

則溫度為T1時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________。a1、a2、80%三者的大小關(guān)系為______________。根據(jù)溫度為T1時(shí)的數(shù)據(jù)作出的下列判斷中正確的是__________。

A.反應(yīng)在2小時(shí)的時(shí)候混合氣體的密度和相對(duì)分子質(zhì)量均比1小時(shí)的大

B.反應(yīng)在3小時(shí)的時(shí)候,v(H2)=2v(CH3OH)

C.若其他條件不變,再充入6 mol H2,則最多可得到64 g CH3OH

D.其他條件不變,若最初加入的H22.4 mol,則達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為50%

3)工業(yè)中常用以下反應(yīng)合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH0。在三個(gè)不同條件的密閉容器中加入N2H2進(jìn)行反應(yīng),起始時(shí)c(N2)均為0.10 mol/Lc(H2)均為0.30 mol/L,N2的濃度隨時(shí)間的變化如圖①、②、③曲線所示。計(jì)算③中產(chǎn)物NH3010 min的平均反應(yīng)速率:_______;②相對(duì)于①條件不同,②的條件是______,理由是___________________。

【答案】C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH=+1.9kJ/mol 6.25 L2/mol2 a1=a280% BD 0.0040mol/(L·min) 加入催化劑 裝置②達(dá)到平衡的時(shí)間縮短,且②中達(dá)到平衡時(shí)N2的濃度與①相同

【解析】

(1)依據(jù)物質(zhì)能量越高,越活潑分析判斷,依據(jù)圖象能量變化寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式;

(2)化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;根據(jù)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)以及外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響進(jìn)行解答;

(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式進(jìn)行解答;②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短,到達(dá)平衡時(shí)N2的濃度與①相同,化學(xué)平衡不移動(dòng)。

(1)根據(jù)圖象分析金剛石能量高于石墨,能量越低越穩(wěn)定,所以說明石墨穩(wěn)定,根據(jù)圖象石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收熱量=395.4kJ-393.5kJ=1.9kJ;所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(石墨,s)=C(金剛石,s)△H=+1.9 kJmol-1

(2)2molCO4molH2置于一體積不變的1L密閉容器中,溫度為T1時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為80%,轉(zhuǎn)化1.6mol/L;

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始(mol/L2 4 0

轉(zhuǎn)化(mol/L1.6 3.2 1.6

平衡(mol/L0.4 0.8 1.6

則化學(xué)平衡常數(shù)K==6.25L2/mol2

根據(jù)T1T2同時(shí)間段內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率可知T2反應(yīng)溫度高,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H0,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以T2相當(dāng)于T1達(dá)到平衡時(shí)加熱,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率較T1時(shí)低,a1=a2、表示已達(dá)平衡,所以a1a280%;

A.該反應(yīng)體積固定,1L密閉容器,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體,所以在2小時(shí)的時(shí)候混合氣體的密度和l小時(shí)的一樣大,由于正反應(yīng)是物質(zhì)的量減少的反應(yīng),所以反應(yīng)在2小時(shí)的時(shí)候混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量均比l小時(shí)的大,故A錯(cuò)誤;

B.反應(yīng)在3小時(shí)的時(shí)候,CO的轉(zhuǎn)化率為80%,已達(dá)平衡,v(H2)說明反應(yīng)正向進(jìn)行,v(CH30H)說明反應(yīng)逆向進(jìn)行,v(H2)=2v(CH30H),表示該反應(yīng)達(dá)平衡,故B正確;

C.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),若其他條件不變,再充入6molH22molCO無法全部轉(zhuǎn)化,所以得到CH3OH小于64g,故C錯(cuò)誤;

D.其他條件不變,若最初加入的H22.4mol,根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變,設(shè)達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為X,則

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始(mol/L2 2.4 0

轉(zhuǎn)化(mol/L2X 4X 2X

平衡(mol/L2-2X 2.4-4X 2X

=6.25L2/mol2,X=0.5,故D正確;

故答案為BD

(3)由圖2可知,反應(yīng)③中N2010min的濃度變化為0.1mol/L-0.08mol/L=0.02mol/L,10min時(shí)達(dá)到平衡,根據(jù)N2+3H22NH3可知:氨氣的濃度變化為:0.04mol/L;則用NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為V===0.0040molL-1min-1;②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短,到達(dá)平衡時(shí)N2的濃度與①相同,化學(xué)平衡不移動(dòng),因?yàn)榧尤氪呋瘎┠芸s短達(dá)到平衡的時(shí)間,但化學(xué)平衡不移動(dòng),故②與①相比加了催化劑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,用等濃度的NaOH溶液,分別滴定濃度均為0.1 mol/L的三種酸(HA、HBHD)溶液,滴定的曲線如圖所示,下列判斷正確的是( )

A.等濃度的三種酸中和等量的NaOH需要三種酸的體積:V(HA)V(HB)V(HD)

B.從滴定開始至pH=7時(shí),三種溶液中水的電離程度逐漸增大

C.滴定至P點(diǎn)時(shí),溶液中:c(HB)+c(H+)=c(B-)+c(OH-)

D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí),將三種溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】5.6 g鐵粉投入到足量的100 mL 2 mol·L1的稀硫酸中,2 min時(shí)鐵粉剛好溶解,下列表示這個(gè)反應(yīng)的速率正確的是

A.v(Fe)0.5 mol·L1·min1B.v(H2SO4)1 mol·L1·min1

C.v(H2SO4)0.5 mol·L1·min1D.v(FeSO4)1 mol·L1·min1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一個(gè)固定容積的密閉容器中,保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g),已知加入1 mol H22 mol Br2達(dá)到平衡后,生成x mol HBr,在相同條件下若起始時(shí)加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時(shí),各組分含量都不變,以下推斷正確的是

①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a+c=2b

平衡時(shí)HBrax mol

③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a+b=c

平衡時(shí)HBrx mol

A. B. ①② C. ①④ D. ②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定體積的密閉容器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表所示:

t/℃

700

800

830

1 000

1 200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列問題:

1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K____________

2)該反應(yīng)為____________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

3)某溫度下,平衡濃度符合下式c(CO2c(H2)=c(COc(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為____________℃。

4)在800 ℃時(shí),發(fā)生上述反應(yīng),某一時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)=2 mol·L1,c(H2)=1.5 mol·L1,c(CO)=1 mol·L1,c(H2O)=3 mol·L1,則下一時(shí)刻,反應(yīng)____________(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),水的電離達(dá)到平衡:H2OH++OH- H>0,下列敘述正確的是

A. 向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c (H+)增大,Kw不變

B. 向水中加入氨水,平衡逆向移動(dòng),c (OH-)降低

C. 向水中加入金屬鈉,平衡逆向移動(dòng),c (H+)減小

D. 將水加熱,Kw增大,pH不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CuCuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4molLH2SO4中,加熱充分反應(yīng)至固體物質(zhì)完全溶解,冷卻后將混合液稀釋至1000 mL,測(cè)得cCu2+=0.3 molL。試計(jì)算:(本題無計(jì)算過程不給分)

1)反應(yīng)過程中放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(不考慮氣體在溶液中的溶解)。______

2)溶液稀釋后,cH+)是多少?__________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,某學(xué)生用0.1 mol·L1H2SO4溶液滴定0.1 mol·L1NaOH溶液,中和后加水至100 mL。若滴定終點(diǎn)的判定有誤差:①少滴了一滴H2SO4溶液;②多滴了一滴H2SO4溶液(1滴為0.05 mL),則①和②兩種情況下所得溶液的pH之差是(  )

A. 4B. 4.6C. 5.4D. 6

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸鎳廣泛應(yīng)用于電鍍、催化、醫(yī)藥等行業(yè)中,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。一種用含鎳廢催化劑(主要含C,還含有鋁、鐵的單質(zhì)及氧化物,和少量有機(jī)物)為原料制備的工藝流程如下:

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)的如下:

沉淀物

開始沉淀時(shí)的

完全沉淀時(shí)的

2.7

3.2

7.6

9.7

7.1

9.2

回答下列問題:

(1)濾液a中溶質(zhì)的主要成分除外,還含有_________________(填化學(xué)式)。

(2)酸溶前需進(jìn)行熱處理的主要目的是____________;濾渣b主要成分是________(填化學(xué)式)。

(3)加入溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______;簡(jiǎn)述加入除雜的原理_______。

(4)操作d________、過濾、洗滌、干燥;產(chǎn)品晶體中有時(shí)會(huì)混有少量,其原因可能是__________。(寫出一點(diǎn)即可)

(5)ag上述流程制得的硫酸鎳晶體樣品溶于蒸餾水中,在不斷攪拌下緩慢加入足量丁二酮肟溶液,再加入溶液調(diào)節(jié)溶液的8~9,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、烘干、稱量得到紅色固體質(zhì)量為bg。發(fā)生反應(yīng)的方程式為(紅色),已知相對(duì)分子質(zhì)量為M,列式計(jì)算樣品純度為_________。

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