- 化学反应条件的控制
- 共213题
mA(气)+nB(气)⇌pC(气)+qD(气)的C%与时间t有如图关系
(1)若E、F表示两种温度,则E______F(填>、<或=),正反应______热
(2)若E、F表示两种压强,则m+n______p+q.
正确答案
(1)F曲线到达平衡时间短,速率快,所以温度高,即温度E<F;升高温度,C%减小,平衡逆移,所以正方向为放热反应,故答案为:<;放;
(2)F曲线到达平衡时间短,速率快,所以压强大;增大压强,C%减小,平衡逆移,正方向为体积增大的方向,所以m+n<p+q,故答案为:<;
化学反应的限度是当_____________和____________相等,反应物和生成物的____________保持不变时,所达到的一种看似____________的“平衡状态”。
正确答案
正反应速率;逆反应速率;浓度;静止
黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是工业生产硫酸的重要原料.FeS2在高温下与氧气反应:3FeS2+8O26SO2+Fe3O4
(1)若有1mol FeS2参加反应,转移电子的物质的量为______.
(2)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H.
已知T℃时,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图.根据图回答下列问题:
①T℃时,将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭恒容反应器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa,计算该反应的平衡常数(写出计算过程,计算结果保留两位有效数字):______.
②T℃时,平衡由A点变到B点时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”).
③已知1g二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫,放出热量1.536kJ,则上述反应的反应热△H=______.(保留小数点后一位)
(3)某科研小组利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,装置如图,电极A、B为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触.请问:
①B电极的电极反应为______;
②溶液中H+的移动方向是由______极池到______极池(填A、B).
正确答案
(1)3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中,Fe、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低,3mol FeS2参加反应,由O元素的化合价变化可知,转移的电子为8mol×2×(2-0)=32mol,则1molFeS2参加反应转移的电子的物质的量为:
≈10.7mol,
故答案为:10.7mol;
(2)①由图1可知:体系总压强为0.10MPa,α(SO2)=0.8,则:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度:0.200.100.0mol•L-1
转化浓度:0.160.080.16mol•L-1
平衡浓度:0.040.020.16mol•L-1
K==
=8.0×102,
故答案为:8.0×102;
②T℃时,平衡由A点变到B点时,温度不变,所以化学平衡常数不变,即K(A)=K(B),故答案为:=
③2mol二氧化硫的质量为128g,完全燃烧128g二氧化硫生成气态三氧化硫放出的热量为:1.536kJ/g×128g≈196.6kJ,所以反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应热△H=-196.6kJ•mol-1,
故答案为:-196.6kJ•mol-1;
(3)①该原电池中,负极上失电子被氧化,所以负极上投放的气体是二氧化硫,二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,正极上投放的气体是氧气,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,根据硫酸和水的出口方向知,B极是负极,A极是正极,所以B极上的电极反应式为:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+,原电池放电时,氢离子由负极B移向正极A,
故答案为:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+;
②原电池放电时,氢离子移动方向与正极移动,所以溶液中氢离子由负极B移向正极A,
故答案为:B;A.
在2L密闭容器中反应2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃,实验Ⅲ在850℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol•L-1)随时间(min)的变化如图所示.请回答下列问题:
(1)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,得出的下列结论中正确的是______.(填字母)
A. 实验Ⅱ和实验I相比,可能隐含的反应条件是:反应容器的体积缩小了
B.实验Ⅱ和实验I相比,可能隐含的反应条件是:使用效率更高的催化剂
C.实验I条件下该反应的平衡常数大于实验Ⅲ条件下该反应的平衡常数
D.对比实验Ⅰ和Ⅲ可知,该反应是吸热反应
(2)若实验Ⅰ中NO2的起始浓度改为1.2mol•L-1,其它条件不变,则达到平衡时所需用的时间______40min(填“大于”、“等于”或“小于”),NO2的转化率将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)若实验Ⅰ中达平衡后,再向密闭容器中通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),则平衡将______(填“向左”、“向右”、“不”)移动,新平衡状态时NO2的物质的量浓度为______ mol•L-1.
(4)若将实验Ⅲ所得的平衡混和气体通入足量的水中,欲使气体被完全吸收则至少应同时通入标准状况下的氧气______L.
正确答案
(1)实验Ⅱ和实验I相比,反应都从浓度为1.0mol/LNO2的分解开始建立平衡,温度相同,平衡时NO2的浓度相同,到达平衡的时间实验Ⅱ比实验I少,即条件改变只加快反应速率,不影响平衡移动,反应前后为气体体积减小的反应,故只能是实验Ⅱ使用催化剂.故A错误,B正确;
对比实验Ⅰ和Ⅲ,实验Ⅲ温度升高,平衡时二氧化氮的浓度减少,平衡向正反应进行,升高温度平衡向吸热方向移动,所以正反应为吸热反应,故D正确;
温度升高平衡向正反应进行,所以平衡常数增大,故C错误.
故答案为:BD;
(2)浓度增大,压强增大,反应加快,缩短到达平衡时间,达到平衡时所需用的时间小于40min;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,即向逆反应方向移动,NO2转化率减小,
故答案为:小于;减小;
(3)实验Ⅰ中达平衡后,c(NO2)=0.5mol/L,
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)
开始(mol/L):1 0 0
变化(mol/L):0.5 0.5 0.25
平衡(mol/L):0.5 0.5 0.25
平衡常数k==
=0.25,
通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与NO混合气体(保持温度不变),此时为c(NO2)=0.5mol/L+=1mol/L,c(NO)=0.5mol/L+
=1mol/L,c(O2)=0.25mol/L,
浓度商为Qc==0.25,等于平衡常数,所以平衡不移动;NO2的物质的量浓度为 1mol/L,
故答案为:不;1.0;
(4)由4NO2+O2 +2H2O=4HNO3,可知需要n(NO2)=n(NO2)=
×1mol/L×2L=0.5mol,所以需要氧气的最小体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,
故答案为:11.2.
在密闭容器中,由一定起始浓度的氙(Xe)和F2反应,可得到3种氟化物.各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如图所示(己知气体的分压之比等于物质的量之比).
(1)420K时,发生反应的化学方程式为:______;若反应中消耗1 mol Xe,则转移电子______mol.
(2)600~800K时,会发生反应:XeF6(g)⇌XeF4(g)+F2(g),
其反应热△H______0(填“>”“=”或“<”).理由是______.
(3)900K时,容器中存在的组分有______.
正确答案
(1)在420K时,产物只有XeF6,故其反应方程式为:Xe+3F2=XeF6,XeF6中Xe的化合价为+6价,则反应中消耗l mol Xe,则转移电子6mol,
故答案为:Xe+3F2=XeF6;6;
(2)在600K~800K时随着温度的升高,XeF6的分压减小,XeF4的分压增大,即平衡正向移动,故正向为吸热反应,△H>0,
故答案为:>;随着温度的升高,XeF6(g)
XeF4(g)+F2(g)平衡向右移动,根据温度升高平衡向吸热反应方向移动的原理,则该反应的△H>0;
(3)在900K时XeF2、XeF4、XeF6共存,根据可逆反应的特点,还应有XeF2存在着,
故答案为:XeF6、XeF4、XeF2、Xe、F2.
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