氮有多種氧化物,其中N2O5是一種新型硝化劑,其性質和制備收到人們的關注。
(1)一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ;⊿H>0
①反應達到平衡后,若再通入一定量氬氣,則N2O5的轉化率將___(填“增大”、“減小”、“不變”)。
②下表為反應在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù):

t/s
0
500
1000
c(N2O5)/mol·L—1
5.00
3.52
2.48
則500s內(nèi)N2O5的分解速率為______________。
③一定溫度下,在2L恒容密閉容器中加入2mol N2O5,達到平衡時,氣體的壓強為原來的,(不考慮NO2聚合成N2O4),則N2O5的轉化率a1     ,該溫度下反應的平衡常數(shù)K=_______。
(2)如圖所示裝置可用于制備N2O5,則N2O5在電解池的__________區(qū)生成,其電極反應式為_________________________________。

(3)如圖:V(NO):V(O2)=3:1。當抽去NO和O2之間的隔板后,NO和O2反應后成NO2,部分NO2聚合成N2O4(N2O4此時為氣態(tài))。當體系達到平衡后,U形毛細管兩端汞面高度差由反應前10cm變?yōu)?.1cm。假設溫度不變,且隔板及U形毛細管的體積都忽略不計,此時混合氣體的平均相對分子質量為__________。

(1)①不變;②0.00296 mol· L-1· s-1;③1/3;2/27;(2)陽極;N2O4 - 2e- + 2HNO3= 2N2O5 + 2H+;
(3)42.9

解析試題分析:(1)①一定溫度下,在恒容密閉容器中,反應達到平衡后,若再通入一定量氬氣,反應混合氣的濃度不變,反應速率不變,平衡不移動,則N2O5的轉化率不變;②根據(jù)v=△c/△t,將題給數(shù)據(jù)代入計算,500s內(nèi)N2O5的分解速率為0.00296mol· L-1· s-1;③等溫等容的條件下,壓強之比等于氣體的物質的量之比,根據(jù)三行式進行計算,設轉化的O2的濃度為x
2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)
起始濃度(mol/L) 1            0       0
轉化濃度(mol/L) 2x           4x      x
平衡濃度(mol/L)(1-2x)         4x      x
依題意得,(1+3x)/1=3/2,   x=1/6;N2O5的轉化率a1=1/3;將題給數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達式
K=c(O2) c4(NO2)/ c2(N2O5)計算得K=2/27;
(2)根據(jù)題給裝置可知,是利用N2O4來制備N2O5,氮元素的化合價由+4價升高到+5價,發(fā)生氧化反應,則N2O5在電解池的陽極區(qū)生成,其電極反應式為:N2O4 - 2e- + 2HNO3= 2N2O5 + 2H+
(3)設反應前NO為3mol,O2為1mol,混合氣的總物質的量為4mol,總質量為122g, 根據(jù)阿伏伽德羅定律知,等溫等容的條件,壓強之比等于氣體的物質的量之比,結合題給信息,n/n=7.1/10;
n=2.84mol,M=122g/2.84mol=42.9g/mol,相對分子質量為42.9.
考點:考查化學反應速率與化學平衡的計算、電解原理及阿伏伽德羅定律。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

黨的十八大報告中首次提出“美麗中國”的宏偉目標。節(jié)能減排是中國轉型發(fā)展的必經(jīng)之路,工業(yè)生產(chǎn)中聯(lián)合生產(chǎn)是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施,下圖是幾種工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)合生產(chǎn)工藝:

請回答下列問題:
(1)裝置甲為電解池,根據(jù)圖示轉化關系可知:A為____________(填化學式),陰極反應式為____________。
(2)裝置丙的反應物為Ti,而裝置戊的生成物為Ti,這兩個裝置在該聯(lián)合生產(chǎn)中并不矛盾,原因是_________________________________________________
裝置戊進行反應時需要的環(huán)境為________(填字母序號)。
A.HCl氣體氛圍中  B.空氣氛圍中    C.氬氣氛圍中  D.水中
(3)裝置乙中發(fā)生的是工業(yè)合成甲醇的反應:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0。
①該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)如下表:

溫度/℃
250
350
K
2.041
x
 
符合表中的平衡常數(shù)x的數(shù)值是________(填字母序號)。
A.0  B.0.012  C.32.081  D.100
②若裝置乙為容積固定的密閉容器,不同時間段各物質的濃度如下表:
 
c(CO)
c(H2
c(CH3OH)
0 min
0.8 mol·L1
1.6 mol·L1
0
2 min
0.6 mol·L1
y
0.2 mol·L1
4 min
0.3 mol·L1
0.6 mol·L1
0.5 mol·L1
6 min
0.3 mol·L1
0.6 mol·L1
0.5 mol·L1
 
反應從2 min到4 min之間,H2的平均反應速率為________。反應達到平衡時CO的轉化率為________。反應在第2 min時改變了反應條件,改變的條件可能是________(填字母序號)。
A.使用催化劑  B.降低溫度
C.增加H2的濃度
(4)裝置己可以看作燃料電池,該燃料電池的負極反應式為____________ ________________________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

在450℃并有催化劑存在下,在體積為1L的密閉恒溫容器中,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2+O22SO3
(1)已知:64g SO2完全轉化為SO3會放出85kJ熱量。SO2轉化為SO3的熱化學方程式是         。
(2)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=           。
(3)降低溫度,化學反應速度           。該反應K值將          。壓強將           。(填“增大”或“減小”或“不變”)
(4)450℃時,在一密閉容器中,將二氧化硫與氧氣混合,反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖,反應處于平衡狀態(tài)的時間段是          。

a.10-15min    b.15-20min    c.20-25min    d.25-30min
(5)據(jù)圖判斷,10min到15min的曲線變化的原因可能是        (填寫編號)。
a.增加SO3的物質的量   b.縮小容器體積   c.降低溫度    d.催化劑
(6)在15分鐘時,SO2的轉化率是          。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

某溫度下,將2mol A和2.8 mol B充入體積為2 L的恒容密閉容器中,發(fā)生如下反應:
aA(g)+B(g)2C(g)+ D(s) ,5 min后達到平衡。平衡時A為1.6mol,放出的熱量為Q。在t0時刻,若從平衡體系中分離出四分之一的混合氣體,新平衡體系中c(A)為0.6mol/L。
(1) 5 min內(nèi)用B表示該反應的化學反應速率為                 。
(2)該溫度下,此可逆反應的逆反應的平衡常數(shù)為          。
(3)a的值為          
(4)下列說法一定能說明上述反應已達到平衡狀態(tài)的是          。
①單位時間里每生成1molB的同時消耗了2mol的C         ②D的物質的量不再變化
③混合氣體的密度不再變化         ④混合氣體的平均相對分子質量不再變化
⑤體系的壓強不再變化
(5)該溫度下,某同學設計了以下實驗,請在空格中填入熱量(含Q的表達式表示)

起始
n(A)/mol
起始
n(B)/mol
起始
n(C)/mol
起始
n(D)/mol
達到平衡時放出(或吸收)的熱量
0
1.6
8
足量
    
 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為1/3Fe2O3(s) + CO(g) 2/3Fe(s) + CO2(g)
已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:

請回答下列問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=_____________,△H________0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應經(jīng)過l0 min達到平衡。求該時間范圍內(nèi)反應的平均反應速率υ(CO2)=" _________" 、CO的平衡轉化率= _____________:
(3)欲提高(2)中CO的平衡轉化率,可采取的措施是_____________。

A.減少Fe的量 
B.增加Fe203的量 
C.移出部分CO2 
D.提高反應溫度 
E.減小容器的容積
F.加入合適的催化劑

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應為:
Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)    ΔH =" a" kJ  mol1
(1)已知: ①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)   ΔH1 =" +" 489.0 kJ  mol1 
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)           ΔH2 =" +" 172.5 kJ  mol1
則a =     kJ  mol1。
(2)冶煉鐵反應的平衡常數(shù)表達式K =     ,溫度升高后,K值     (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在T℃時,該反應的平衡常數(shù)K=64,在2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質,反應經(jīng)過一段時間后達到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
① 甲容器中CO的平衡轉化率為     。
② 下列說法正確的是     (填字母)。
a.若容器內(nèi)氣體密度恒定時,標志反應達到平衡狀態(tài)
b.甲容器中CO的平衡轉化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡濃度之比為2∶3
d.增加Fe2O3可以提高CO的轉化率
(4)采取一定措施可防止鋼鐵腐蝕。下列裝置中的燒杯里均盛有等濃度、等體積的NaCl溶液。
①在a-c裝置中,能保護鐵的是     (填字母)。
②若用d裝置保護鐵,X極的電極材料應是     (填名稱)。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

工業(yè)制硝酸的主要反應是:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O (g)  ΔH=" -1025" KJ/mol
(1)一定溫度下,現(xiàn)將0.8mol NH3和1.5mol O2充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是       

(2)在容積為1L的密閉容器中發(fā)生上述反應,容器內(nèi)部分物質的物質的量濃度如下表:

時間/濃度
c(NH3)(mol/L)
C(O2)(mol/L)
C(NO)(mol/L)
起始
0.8
1.5
0
第2min
0.7
a
0.1
第4min
0.4
1.0
0.4
第6min
0.4
1.0
0.4
第8min
1.2
2.5
0.4
 
①起始時物料比c (O2) : c (NH3)>1.25,其原因是                              
②反應在第2min到第4min時O2的平均反應速率為             mol·L-1·min-1
③反應在第2min改變了反應條件,改變的條件可能是        (填字母序號)
a.使用催化劑   b.升高溫度   c.增大壓強   d.增加O2的濃度
④反應在第8min改變的反應條件可能是                    ,再次達到平衡時,NO的體積分數(shù)            
          (填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

在T℃時,向1 L固定體積的密閉容器M中加入2 mol X和1 mol Y,發(fā)生如下反應:2X(g)+Y(g) aZ(g)+W(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0);該反應達到平衡后,放出的熱量為Q1 kJ,物質X的轉化率為α;若平衡后再升高溫度,混合氣體的平均相對分子質量減小。
請回答下列問題:
(1)化學計量數(shù)a的值為________。
(2)下列能說明該反應達到了化學平衡狀態(tài)的是________(填序號)。
a.容器內(nèi)壓強一定
b.容器內(nèi)氣體的密度一定
c.容器內(nèi)Z的分子數(shù)一定
d.容器內(nèi)氣體的質量一定
(3)維持T℃溫度不變,若起始時向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有氣體不參與反應),則反應達到平衡后放出的熱量是________kJ。
(4)維持T℃溫度不變,若在一個和原容器體積相等的恒壓容器N中加入2 mol X和1 mol Y,發(fā)生題給反應并達到平衡,則________(填“M”或“N”)容器中的反應先達到平衡狀態(tài),容器中X的質量分數(shù)M________N(填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知:該反應的平衡常數(shù)隨溫度的變化情況如表所示:

溫度/℃
200
250
300
350
平衡常數(shù)K
9.94
5.2
1
0.5
 
若在某溫度下,2 mol X和1 mol Y在容器M中反應并達到平衡,X的平衡轉化率為50%,則該溫度為________℃。
(6)維持T℃溫度不變,若起始時向容器M中加入4 mol X和6 mol Y,反應達到平衡時容器內(nèi)的分子數(shù)目減少10%,則反應中放出的熱量為________kJ。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

反應m A+n Bp C在某溫度下達到平衡
①若A、B、C都是氣體,減壓后正反應速率小于逆反應速率,則m、n、p的關系是                    。②若C為氣體,且m + n = p,在加壓時化學平衡發(fā)生移動,則平衡必定向______方向移動。
③如果在體系中增加或減少B的量,平衡均不發(fā)生移動,則B肯定不能為______態(tài)。

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