- 化学平衡
- 共20016题
一密闭容器中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH<0下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图。回答下列问
(1)t1.t3.t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1___________________ t3___________________ t4____________________.
(2)下列时间段中,氨的百分含量最高的是_________.
A.t0~t1
B.t2~t3
C.t3~t4
D.t5~t6
正确答案
(1)升高温度;加催化剂;减压
(2)A
我国自行研制的优质磷酸二氢钾(KDP)晶体被应用于大功率固体激光器中.现以氯化钾和磷酸为原料制取磷酸二氢钾,反应方程式为:H3PO4(aq)+KCl(aq)⇌KH2PO4(aq)+HCl(aq),以下是在三正丁胺中制备磷酸二氢钾的工艺流程:
已知:三正丁胺是不溶于水的有机溶剂,与氯化氢反应生成一种可溶于水的盐,能使磷酸二氢钾在水中的溶解度降低.
(1)该流程中所获副产品氮肥的主要成份是______.
(2)使用三正丁胺能促进该反应进行的原因是______.除该方案外,促进该反应进行还可采取的措施有______.
(3)当反应时间不同时,产品产率和产品中Cl‑含量变化情况如图所示.KDP晶体的一级品标准:Cl‑质量分数低于0.2%.
由图中可知,当反应进行到约______分钟时,KDP晶体达到一级品标准,此时的产品产率约为______.
正确答案
(1)三正丁胺的结构简式为(CH3CH2CH2CH2)3N,与氯化氢反应生成一种可溶于水的盐为氯化铵,故答案为:氯化铵;
(2)三正丁胺与氯化氢反应生成一种可溶于水的盐,能使磷酸二氢钾在水中的溶解度降低,降低了生成物浓度,使平衡向正反应方向移动,也可以减少生成物HCl的浓度,故答案为:原因是降低KH2PO4溶解度,使其析出后,降低了生成物浓度,(同时生成的HCl与三正丁胺反应,也降低了HCl的浓度),使平衡向正反应方向移动;分离出氯化氢;
(3)当KDP晶体的一级品标准:Cl‑质量分数低于0.2%时,反应进行到约 50-60分钟,产品产率约为95%,故答案为:50-60均可;95%(填近似值即可).
煤化工是以煤为原料,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过程。
(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, △S=+133.7 J·(K·mol)-1。
①该反应能否自发进行与____有关。
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变
b.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.c(CO)=c(H2)
(2)该反应的平衡常数表达式为K=___。
(3)升高温度,其平衡常数____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)达到平衡后,改变某一外界条件(不改变H2、CO的量),反应速率v与时间t 的关系如下图。图中t4时引起平衡移动的条件可能是____;图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是____。
正确答案
(1)①温度;②b、c
(2)c(CO)· c(H2)/c(H2O)
(3)增大
(4)增大压强 ;t3~t4
已知2NO2 (g)N2O4 (g) △H (298K)= -52. 7kJ·mol-1,某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响,做了如下两组实验:
I.该小组的同学取了两个烧瓶A和B,分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体,中间用夹子夹紧,并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中(如下图所示),然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体。
请回答:
(1)A中的现象___,B中的现象____
(2)由此可知,降低温度,该化学平衡向____(填“正”或“逆”)反应方向移动;升高温度,该反应中NO2的转化率将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ,在三支容积均为30cm3的针筒中分别抽入10cm3 NO2气体,将针筒前端封闭。
(1)将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处,此时气体的颜色变深,一段时间后气体颜色又变浅了,但仍比第一支针筒气体的颜色深。
①推进针筒后颜色变深的原因是_____;
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是____;
③由此实验得出的结论是___。
(2)将第三支针筒活塞快速拉至20cm3处,该同学观察到的现象是____, NO2的转化率将____。
正确答案
I.(1)气体颜色加深 ;气体颜色变浅
(2)正 ;减小
Ⅱ.(1)① 气体的体积减小,NO2浓度增大,气体的颜色加深;②减小气体的体积,增大压强,平衡向正反应方向移动;③增大压强,化学平衡向气态物质系数减小的方向移动
(2)气体的颜色先变浅,一段时间后又变深,但仍比第一支针筒气体的颜色浅; 减小
反应①Fe(s) +CO2(g)FeO(s) +CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表
(1)写出反应①的平衡常数表达式:K1=_________,推导反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K与K1、K2的关系式_________。
(2)在恒压容器中,加入一定量的CO2和H2,在温度为1173 K时达到化学平衡,若向容器中加入Ar,则达到新平衡时,平衡常数K__________(填“增大”、“减小”或 “不变”),此时CO2浓度与原平衡时的浓度相比,会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)已知
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ/mol ②
则反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的△H=__________。
正确答案
(1);
(2)不变;减小
(3) +41.2 kJ/mol
80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:
N2O42NO2,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据
(1)计算20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为_______mol/L.
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=_______;
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色_______(填“变浅”、“变深”或“不变”) ;
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号)______________
A.增大N2O4的起始浓度
B.向混合气体中通入NO2C.使用高效催化剂
D.升高温度
(5)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
正确答案
(1)0.002
(2)1.8
(3)变浅
(4)D
(5)“略”
一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 根据题意完成下列各题
(1)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__________(用nB、tB表示)
(2)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是__________。
a.氢气的浓度减少
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(3)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是:____________________(用化学方程式表示)
正确答案
(1)2nB/3tBmol/(L·min)
(2)bc
(3)Cu2O+CO2Cu+CO2
如图所示,烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体,中间用止水夹K夹紧,烧杯甲中盛放
100mL 6mol/L的HCl溶液,烧杯乙中盛放100mL冷水。现向烧杯甲的溶液中放入25g NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25g NH4NO3固体,搅拌使之溶解。
(1)A瓶中气体颜色______________,理由是__________________________。
(2)B瓶中气体颜色______________,理由是__________________________。
正确答案
(1)加深;酸碱中和反应放出热量,使平衡2NO2N2O4向逆反应方向移动,NO2的浓度增大,故颜色加深
(2)变浅;NH4NO3固体溶解时吸收热量,使平衡2NO2N2O4向正反应方向移动,NO2的浓度减小,故颜色变浅
某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为________mol/(L·min)
(2)在实验2,A的初始浓度C2=______mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是________。
(3)设实验3的反应速度为V3,实验1的反应速率为V1,则V3____V1(填>、=、<,且C3_______1.0
mol/L(填>、=、<)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是____反应(选填吸热、放热)。理由是________________。
正确答案
(1)0.03
(2)0.1;催化剂
(3)>;>
(4)吸热;温度升高时,平衡向右移动
科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)目前合成氨技术原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。
①673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是
_________。
②在容积为2. 0L恒容的密闭容器中充入0.80mol N2(g)和1.60mol H2(g),反应在673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=____________。
(2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图阴极的电极反应式___________________。
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H=akJ/mol进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
①此合成反应的a______0;△S_____0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571. 6kJ/mol
则N2(g)+3H2O(l)=2NH3(g)+3/2O2(g) △H=__________kJ/mol
正确答案
(1)①AC;②16/15(或1. 07或1. 1)
(2)N2+6H++6e-=2NH3(3)①>;>;②+765kJ/mol
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