- 化学反应条件的控制
- 共213题
Ⅰ以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工业．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，
该反应在常温下______自发进行（填“能”与“不能”）；在一体积为2L的密闭容器中，加入1molC和2mol H2O（g），达平衡时H2O的转化率为20%，请计算此时的平衡常数______
（2）目前工业上有一种方法是用CO与H2反应来生产甲醇．
已知生成气态甲醇，CO里面含C≡O．请写出该反应的热化学方程式为______
（3）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
在一体积不变的容器中，当合成氨反应达到平衡后，在t1时升高温度，t2重新达到平衡，t3时充入氮气，t4时重新达到平衡，t5时移去一部分产物，t6时又达到平衡，请在下面的反应速率与时间关系图中画出t1到t5逆反应速率、t5到t6正反应速率的变化情况．
（4）氢气可用于生产燃料电池，丙烷气体也可以．美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料，一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2-．则通丙烷的电极发生的电极反应为______
Ⅱ沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变．已知AgCl+Cl-=[AgCl2]-，如图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况．由以上信息可知：
（1）由图知该温度下AgCl的溶度积常数为______．
（2）AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：______．
正确答案
Ⅰ（1）该反应为熵增大，焓增大的反应，由△G=△H-T△S，△G＜0反应可自发进行，可知该反应在高温时可以自发进行，常温下难以自发进行．
参加反应的水的物质的量为2mol×20%=0.4mol，则
对于反应 C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g），
开始（mol）：1 2 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.4 0.4
所以平衡时H2O的浓度为
所以平衡常数k=
故答案为：不能自发进行；0.05；
（2）对于CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g），反应热△H=1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（413KJ/mol×3+358KJ/mol+463KJ/mol ）=-116 KJ/mol，
所以该反应的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-116 KJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-116 KJ/mol；
（3）在t1时升高温度，正逆反应速率都增大，反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，逆反应速率增大多，t2重新达到平衡，平衡时速率比原来高；
t3时充入氮气，平衡向正反应移动，生成物氨气的浓度增大，逆反应速率增大，t4时重新达到平衡；
t5时移去一部分产物，氨气浓度降低，平衡向正反应移动，反应物浓度降低，正反应速率降低，t6时又达到平衡．
据此作图为
，故答案为：
；
（4）负极发生氧化反应，所以丙烷应在负极上通入，丙烷失去电子与氧离子反应，生成二氧化碳和水，电极反应式为C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O，
故答案为：C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O；
Ⅱ（1）由图可知AgCl的溶度积Ksp（AgCl）=c（Ag+）•c（Cl-）=10-5×10-7=10-12，故答案为：10-12；
（2）开始Cl-抑制了AgCl的溶解，所以Ag+浓度变小了，但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物：AgCl+Cl-=[AgCl2]-，所以Ag+浓度又变大了，
故答案为：开始Cl-抑制了AgCl的溶解，所以Ag+浓度变小了，但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物：AgCl+Cl-=[AgCl2]-，所以Ag+浓度又变大了．
某温度时，在容积为3L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为______．
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为______．
（3）若x、y、z均为气体，反应开始至3min末达平衡后，往密闭容器中再加入1molX物质，则该反应______（填序号）
①正反应速率加快，逆反应速率减慢；②正反应速率减慢，逆反应速率加快；③正反应速率加快，逆反应速率加快；④正反应速率减慢，逆反应速率减慢
（4）若增加Y的用量，化学反应速率不变化，则Y为______态．
正确答案
（1）由图可知，X的物质的量增加为生成物，Y、Z的物质的量减少为反应物，反应最后反应物的物质的量为定值不为0，是可逆反应，
Y、Z、X的物质的量变化量之比为（1.2-1.0）mol：（2.0-1.6）mol：（1.0-0.4）mol=1：2：3，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为Y+2Z⇌3X，
故答案为：Y+2Z⇌3X；
（2）2min内，X的反应速率为v（X）=
故答案为：
（3））均为气体，平衡后进入1molX，瞬间X的浓度增大，反应物浓度不变，所以平衡向逆反应进行，反应混合物的浓度都较原来增大，反应进行的结果使正逆反应速率都增大，
故选：③；
（4）恒温恒容下，增加Y的用量，化学反应速率不变，Y的浓度不发生变化，所以Y为固体或纯液体，
故答案为：固体或纯液体．
可知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2（g）
N2O4（g）；△H＜0．在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图．回答下列问题：
（1）图象中的平衡点是： （用a、b、c、d填空）．
（2）图中的两条曲线， 是表示N2O4浓度随时间的变化曲线（填“X”或“Y”）．
（3）前10min内用υ（NO2）表示的化学反速率为 ．
（4）25min时，导致平衡移动的原因是 ．
正确答案
（1）由图可知，10-25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态，故答案为：b、d；
（2）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线，
故答案为：Y；
（3）X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线．由图可知，
前10min内，NO2的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，所以υ（NO2）=
（4）25min时，生产物浓度增大，反应物浓度不变，只能是增大生产物的浓度，由（2）分析可知NO2是生成物，故为增大NO2的浓度，
故答案为：增大NO2的浓度．
请回答下列问题：
（1）现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途．
①已知：2C（s）+O2（g）=2CO（g）；△H1，2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H2．
则反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）；△H=______．（用含△H1、△H2的代数式表示）
②CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）；△H3．现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2．
a．该反应的△H3______0（选填“＜”、“＞”或“=”，下同），K1______K2．
b．将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有______．
（2）某燃料电池以熔融态K2CO3为电解质，一极通入CO，另一极通入空气和CO2的混合气体．已知该燃料电池正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-；则其负极的电极反应式为______．
（3）图3为某温度下，Fe（OH）3（s）、Mg（OH）2（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度变化情况．据图分析：
该温度下，溶度积常数的关系为：Ksp[Fe（OH）3]______Ksp[Mg（OH）2]
（填：＞、=、＜）；如果在新生成的Mg（OH）2浊液中滴入足量的Fe3+，振荡后，白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀，原因是
______．
正确答案
（1）①2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H1 ①
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2 ②
盖斯定律得①-②得：2C（s）+2H2O（g）⇌2CO（g）+2H2（g）△H1-△H2，
则反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=
②a．图1可以看出，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线温度大，说明升高温度，甲醇的物质的量减少，即平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，所以△H3＜0，故答案为：＜；
因正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，所以说低温时平衡常数大，故答案为：＞；
b．因正反应为放热反应，同时是气体化学计量数减小的反应，所以可通过升温、减压等措施使平衡逆向移动，故答案为：升温、减压；
（2）电池的总反应为：2CO+O2=2CO2，正极反应为2CO2+O2+4e-=2CO32-，所以负极的电极反应式为：CO+CO32--2e-=2CO2，故答案为：CO+CO32--2e-=2CO2，
（3）由b、c两点得：KSP[Fe（OH）3]=c（Fe3+）•（OH-）3=c（Fe3+）•（10-12.7）3，而KSP[Mg（OH）2]=c（Mg2+）•（OH-）2=c（Mg2+）•（10-9.6）2，因c（Fe3+）=c（Mg2+），所以KSP[Fe（OH）3]＜KSP[Mg（OH）2]，故答案为：＜；浊液中存在溶解平衡：Mg（OH）2⇌Mg2++2OH-，当加入Fe3+后与OH-生成更难溶解的Fe（OH）3，使平衡继续向右移动，最后Mg（OH）2全部溶解转化为红棕色的Fe（OH）3．
一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）该反应的化学方程式为：______
（2）反应开始至10s末，X的平均反应速率为：______
（3）若在第10s时分离出部分Y，则容器中X的物质的量会______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
正确答案
（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，
且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.8mol：0.8mol：1.6mol=1：1：2，则反应的化学方程式为：X+Y
2Z，
故答案为：X+Y
2Z；
（2）v（X）=
（3）若在第10s时分离出部分Y，则平衡向逆反应方向移动，X物质的量会增大，
故答案为：增大．
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