- 化学平衡
- 共20016题
(7分)经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
(1) 定性分析:如图甲可通过观察________________________________,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________________________________,写出H2O2在MnO2作用下发生反应的化学方程式:______________________________。
(2) 定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为__________,实验中需要测量的数据是_ _______________。
正确答案
(1) 反应产生气泡的快慢 (1分) 控制阴离子相同,排除阴离子的干扰 (1分)
(2分)
(2) 分液漏斗(1分) 收集40 mL气体所需要的时间(2分)
首先明确实验目的:比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果;
(1)图甲:两试管中盛有等体积、等浓度的H2O2,分别滴入氯化铁、硫酸铜溶液,通过产生气泡的快慢即可比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果(保持其他条件相同,只改变催化剂);
氯离子中氯为-1价,有还原性,H2O2有氧化性,故Cl-和H2O2可发生氧化还原反应,应排除Cl-的干扰;
(2)“收集40 mL气体所需要的时间”即通过计算分别用Fe3+、Cu2+催化时生成O2的速率,来定量比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果;
在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
下列说法错误的是
正确答案
C
根据表中数据可知,平衡时消耗X是0.1mol/L-0.05mol/L=0.05mol/L,所以X 的转化率是50%,A正确。Y和Z的浓度变化量分别是0.15mol/L和0.1mol/L,所以方程式为X+3Y2Z,平衡常数为,B正确。平衡常数只与温度有关系,所以选项C不正确,D正确。答案选C。
(19分)运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填“>”或“<”);若在恒温、恒
压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
若在固定容积的密闭容器中发生反应,起始时SO2和O2分别为1mol和0.5mol,达到平衡时SO2的转化率为90%。则从SO3开始进行反应,在相同条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量 ,转化率为
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2;若反应进行到状
态D时,
(填“>”、“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
①写出自然界固氮的化学反应方程式: 。
②氨气溶于水得到氨水。在25°C下,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+) c(Cl-)(填“>”、“<”或“=”);用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数表达式 。
(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25°C下,向0.1mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol·L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成。向反应后的浊液中,继续加入0.1mol·L-1的NaI溶液,看到的现象是 ,产生该现象的原因是(用离子方程式表示) 。
(已知25°C时)
正确答案
(1)① < (1分) 向左(2分)1mol (1分) 10% (2分)
②> (2分) >(2分)
(2)N2+O2=(放电)2NO (2分,不写条件扣1分),=(1分) (3分)
(3)白色沉淀转化为黄色沉淀(1分)。
AgCl(s)+I-(aq)===AgI(s)↓+Cl-(aq)(2分)
略
(8分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:
N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)(正反应为放热反应)
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是_______;N2和H2的转化率比是_________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混和气体的平均相对分子质量_______,密度________。(填“变大”、“变小”或“不变” )
(3)当达到平衡时,将C(N2)、C(H2)、C(NH3)同时减小一倍,平衡将向______移动。
(4)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将向_________移动。
(5)若容器恒容,绝热、加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将_______
(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度_______(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
正确答案
(1)1 : 3 ; 1 : 1
(2)变小;不变
(3)逆反应方向
(4)逆反应方向
(5)向左移动,小于
略
(6分)在一定条件下反应2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)达到平衡状态的标志是_______________________________。
①某物质含量不变 ②某物质转化率不变 ③某物质浓度不变 ④恒容压强不变⑤恒压体积不变 ⑥ v(正)= v(逆)⑦条件一定,平均相对分子质量不变 ⑧体积一定,气体密度不变
上述条件符合:H2(g)+ I2(g)===2HI(g)反应达平衡的有_____________;上述条件符合:A(g)+B(l)===C(g)反应达平衡的有_____________________。
正确答案
①②③④⑤⑥⑦;①②③⑥;①②③⑥⑦⑧。
略
(6分)密闭体系中发生下列反应:N2 + 3H2 ="===" 2NH3(正反应为放热反应),如图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是_________________________________________________________
(2)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1:_______ t3:_______ t4:_________
(3)下列时间段中,氨的百分含量最高的是________
正确答案
(1)t0-t1 、t2-t3、t3-t4、t5-t6
(2)t1:升温 t3: 加入催化剂 t4:减压
(3)A
略
工业上合成氨的反应是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.20 kJ·mol-1。
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为________
②0~1小时内N2的平均反应速率________ mol·L-1·h-1;
③此条件下该反应的化学平衡常数K=" " ________ (保留两位小数)
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”)。
正确答案
略
(15分)控制,治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方法。
(1)某研究性学习小组在一烟雾实验箱中对光化学烟雾形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为C2H8(烃)、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)各种物质的相对浓度随时间的变化,记录于右图。根据图中数据,下列推论中合理的是 (填写序号)
A.NO的消耗的速率比CxHy快
B.C2H8和NO2反应可以生成PAN及O2
C.CxHy与O3反应生成PAN
(2)火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NO),可利用甲烷和NO
在一定条件下反应消除其污染,则CH4与NO2反应的化学
方程式为 。
(3)在一密闭容器中发生反应2NO22NO+O3;△H>0,反应过程中浓度随时间变化的情况如下图所示。
请回答:
①图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从O—10s内该反应的平均速率v(O2)= 。
②能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
③第13秒钟时,改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到温度随时间变化的曲线,则第13秒钟改变的条件是 ;
(4)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O3可发生下列反应:
(Ⅰ)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
(Ⅱ)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)
若达到平衡时,c(NO2) =0.4mol·L-1,c(O2)=1.3mol·L-1,则反应Ⅱ中NO2的转化率为 。N2O5(g)的起始浓度应不低于 mol·L-1。
正确答案
(1)A、B(2分)
(2)CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O(2分)
(3)①a(1分)0.04mol(L·S)(2分)
②b、c(2分)
③升高温度(2分)
(4)80%(2分)1.0(2分)
略
一氧化碳变换反应 CO(g)+ H2O(g) H2(g)+ CO2(g),在773K时,平衡常数Kc =" 9" ,如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020 mol/L ,计算在次条件下,CO的最大转化率是多少?
正确答案
一氧化碳最大的转化率是75% 。
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
初始浓度/mol·L-1:0.020 0.020 0 0
转化浓度/mol·L-1: x x x x
平衡浓度/mol·L-1:0.020—x 0.020—x x x
依题意,可得:
K = =" " 9
解之,得:x =" 0.015" mol·L-1
故一氧化碳最大的转化率为:
α(CO)= ×100% = 75%
(6分)在合成氨的生产中,将N2和H2按1:3的体积比充入合成塔,压强为20Mpa,从合成塔出来的气体中,氨气的体积分数为20%,若反应前后温度不变,试求:
(1)从合成塔出来的气体的压强是多少?
(2)平衡时,N2的转化率是多少?
正确答案
(1)16.67MPa
(2)33.33%
略
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