- 化学平衡
- 共20016题
开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。
知识点
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用两种方法制备甲醇:
反应Ⅰ:CO(g) + 2H2 (g) CH3OH (g) DH1
反应Ⅱ:CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) DH2
① 下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
由表中数据判断DH1_______________0(填“<”、“=”或“>”)。
② 某温度下,将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中充分反应,4分钟后反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.4mol,则CO的反应速率为________________,此时的压强是反应前压强的___________倍。
(2)反应Ⅱ的平衡常数表达式为____________________,为了加快反应Ⅱ的反应速率,并且提高H2的转化率,采取的措施是_______________(填写正确选项的字母)。
a.增大CO2的浓度 b.增大H2的浓度
c.增大压强 d.加入催化剂
(3)工业上利用CO与水蒸气的反应,将有毒的CO转化为无毒的CO2,书写有关热化学反应方程式__________________________________。该反应在830K下进行时,初始浓度到达平衡的时间有如下的关系:
则n 为________min。
(4)近年来,科研人员新开发出一种甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池。该电池中甲醇发生反应的一极为______极、其电极反应式为_________________。
(5)用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,每消耗0.2mol CH3OH,阴极产生标况下气体的体积为 L。
正确答案
(1)①<(1分); ② 0.2mol/(L·min) (1分), 0.6(2分);
(2)K= c(CH3OH ) ·c(H2O) / c(CO2) ·c3(H2) (1分), a、c(1分);
(3)CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) DH = DH 1 - DH 2(2分)、 4(2分);
(4)负(1分), CH3OH – 6e- + 8OH- = CO32- + 6H2O(2分);
(5)13.44(2分)。
试题分析:分析题意随温度升高,平衡常数K减小,所以反应放热;
CO(g) + 2H2 (g) CH3OH (g)
初始(mol): 2 6 0
变化量(mol):1.6 3.2 1.6
平衡量(mol):0.4 2.8 1.6
平衡时气体的总量为0.4+2.8+1.6=4.8mol;为原来的4.8/8=0.6倍,则压强为原来的0.6倍;(3)由盖斯定律可知反应Ⅰ-Ⅱ,可得反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) DH = DH 1 - DH 2,表中
H2的初始浓度相同,CO的浓度为2:1时,所用时间为2:3,则当CO的浓度为2:3时,所用时间为2:1,则n=4;(4)负 CH3OH – 6e- + 8OH- = CO32- + 6H2O;(5)每消耗0.2mol CH3OH,转移的电子为1.2mol,电解池的阴极反应为2H++2e-=H2↑所以产生的气体为0.6mol,标况下的体积为13.44L.
氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可在高温下的氮气流中由石英与焦炭通过以下反应制得:3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g) + Q(Q>0)
完成下列填空:
(1)某温度下该反应在一容积为2L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,刚好有2mol电子发生转移,则2min内反应的速率为:v(CO) = ;该反应的平衡常数表达式为 。
(2)其它条件不变时仅增大压强,则 。
a.K值减小,平衡向逆反应方向移动
b.K值增大,平衡向正反应方向移动
c.K值不变,平衡向逆反应方向移动
d.K值不变,平衡向正反应方向移动
(3)一定条件下能说明上述反应已达平衡的是 。
a.c(N2 ) : c(CO) = 1:3 b.3v(N2 ) = v(CO)
c.固体质量不再改变 d.气体密度不再改变
达到平衡后改变某一条件,反应速率v与时间t的关系如图所示。
若不改变N2与CO的量,则图中t4时引起变化的原因可能是 ;图中t6时引起变化的原因可能是 。
由图可知,平衡混合物中CO含量最高的时间段是 。
正确答案
(1)0.25mol/L·min(1分,计算或单位错不给分); K=(1分)(2)c (1分)
(3)c、d(1分×2)33、升高温度或缩小体积(增大压强)(1分);加入了催化剂(1分)。
t3~t4(1分)。
试题分析:(1)可逆反应3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)⇌Si3N4(s)+6CO(g)的平衡常数k=该反应为放热反应,升高温度平衡逆反应进行,化学平衡常数减小;(2)由方程式可知,该反应正反应是气体物质的量增大的反应,混乱度增大,熵值增大,故△S>0;故答案为:>;(3)A.单位时间生成2摩尔Si3N4的同时生成1摩尔的N2,生成2摩尔Si3N4的消耗4molN2,氮气的生成速率与消耗速率不相等,反应未达平衡状态,故A错误;B.平衡时c(N2)与c(CO)之比为1:3,可能处于平衡状态,也可能不处于平衡状态,与氮气的转化率等有关,故B错误;C.平衡时平衡体系个组分的含量不变,CO的百分含量保持不变,说明到达平衡状态,故C正确;D.单位时间消耗1摩尔SiO2的同时生成2摩尔的C,消耗1摩尔SiO2需要消耗2molC,C的生成速率与消耗速率相等,反应达平衡状态,故D正确;故选CD;(4)若不改变N2、CO的量,由图可知,t4时瞬间正、逆反应都增大,平衡向逆反应移动,改变条件为升高温度后压缩体积增大压强;t6时瞬间正、逆反应都增大,平衡不移动,故应是加入催化剂;t2时改变改变条件,平衡向正反应移动,在t3时重新到达平衡,t4时改变条件,平衡向逆反应移动,t5时由达平衡,故t3~t4平衡状态CO的含量最高;故答案为:升高温度后压缩体积增大压强;加入催化剂;t3~t4。
(16分)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,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)= 。平衡时H2的转化率为 。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有 。
A.加了催化剂 B.增大容器体积C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1 K2(填“<”“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2 B.v(H2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正 v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是 。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
正确答案
(1)0.01 mol·L-1·min-1 50% (2)C、D
(3)①> ②C ③2 >
(4)C
1、根据反应速率的定义:单位时间内物质的量浓度变化量来表示,根据方程式的序数比可以计算出反应消耗的c(N2)为0.05 mol·L-1则5分钟之内v(N2)="0.01" mol·L-1·min-1,反应消耗氢气的物质的量为0.3mol,转化率为0.3/0.6=0.5,所以转化率为 50%。
2.催化剂不能影响转化率,增大体积相当于减小压强,反应向气体体积增大的方向进行,即逆反应进行,氢气的转化率减小,由于正反应是放热反应,所以降低温度,可以使反应向正反应方向进行,同时加入氮气也使反应向正反应方向进行,所以这两种方法都可以增大氢气转化率,
3、温度升高,平衡常数增大,所以K1>K2
A容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2和B.v(H2)正=3v(H2)逆都不能说明反应达到了平衡,因为只要反应开始了就有这个比例关系。
C.容器内压强保持不变和D.混合气体的密度保持不变可以说明反应达到了平衡状态,因为反应是一个体积改变的反应,当容器的压强不变时,或者根据体系质量不变,当密度不变时,说明容器的体积不变,即压强不变,说明体系达到平衡状态。
4、催化剂不能提高转化率,只能缩短反应时间。
点评:本题难度不大,主要考察化学平衡的判断,掌握化学平衡常数只与温度有关,做题时要看清题意。
科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。
(1)下列叙述正确的是
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数值为:___。
(3)K值越大,表明反应达到平衡时( )。
A. H2的转化率一定越高 B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯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。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:_____________。
正确答案
(本题共8分)(1)AC(2分)(2)K=16/15(或1.07或1.1)(2分)
(3)C(2分) (4)N2+6H+ +6e→2NH3(2分)
试题分析:(1)A、a点反应物的浓度大于b点,浓度越大反应速率越快,故a点反应速率更大,A正确;B、点c之后氢气的物质的量继续减小,可逆反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,故B错误;C、d、e对应氢气、氨气的物质的量不变,可逆反应处于平衡状态,点d和点e处的n(N2)相同,故C正确;D、该反应正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,氨气的物质的量减小,故D错误,答案选AC。
(2)令平衡时转化的氮气的物质的量浓度为x,则:
N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4 0.8 0
转化浓度mol/L) x 3x 2x
平衡浓度mol/L) 0.4-x 0.8-3x 2x
所以=20%
解得x=0.1
因此该温度下平衡常数K==
=1.07
(3)A、氢气的转化率与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氢气转化率不一定高,故A错误;B、氨气的产率与与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氨气的产量不一定大,故B错误;C、K值越大,表示反应正向进行的程度大,即正反应进行得越完全,故C正确;D、K值越大,表示反应正向进行的程度大,但该温度下不一定反应发生,反应速率不一定大,故D错误,答案选C。
(4)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨反应中,氮气得电子,所以阴极电极反应为N2+6H+ +6e-→2NH3。
(14分)我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化
步骤及生成物未列出):
(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值 (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正) v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为 ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为 。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
正确答案
(16分)(每空2分)(1)B D (选对1个得1分,只要选错得0分)
(2)不变;> (3)A(4)2:1;有利于提高CO2的转化率,因为NH3极易溶于水,便于分离、回收利用(5)4.8×108
试题分析:(1)A、增大压强,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,甲烷的转化率降低,故A错误;B、升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动,甲烷的转化率增大,故B正确;C、充入He气,反应混合物的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,甲烷的转化率不变,故C错误;D、增大水蒸气浓度,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,甲烷的转化率增大,故D正确;故选BD;(2)平衡常数只受温度影响,与反应物的浓度无关,提高氢碳比[n(H2O)/n(CO)],K值不变;令开始H2O和CO的物质的量都是1mol,某一时刻时CO和CO2的浓度比为1:3,设此时参加反应CO为xmol,则(1-x):x=1:3,解得x=0.75,则:
H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g),
开始(mol):1 1 0 0
变化(mol):0.75 0.75 0.75 0.75
某时刻(mol):0.25 0.25 0.75 0.75
故产生浓度商Qc=0.75×0.75÷(0.25×0.25)=9<9.94,反应向正反应进行,故v(正)>v(逆);(3)A.固氮指由游离态的氮转化为化合态的氮,合成氨属于人工固氮,故A正确;B.催化剂加快反应速率,不能影响平衡移动,不能提高反应物的利用率,故B错误;C.该反应正反应是放热反应,高温不利用氨气的合成,合成氨反应温度控制在500℃左右,在该温度下反应速率较快、催化剂活性较高,故C错误;D.合成氨工业采用循环操作,目的是提高原料的利用率,故D错误;故选A;(4)根据尿素的化学式CO(NH2)2,C、N原子完全利用最后,由C、N原子守恒可知生产尿素过程中,理论上n(NH3):n(CO2)的最佳配比为2:1;往往使n(NH3):n(CO2)≥3,这是由于:有利于提高CO2的转化率,且NH3极易溶于水,便于分离、回收利用;(5)由CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),可得CH4(g)~3H2(g)~2NH3(g),设能够合成氨气的体积为VL,则:
合成气的反应中:CH4——————CO————————3H2,
3.0×108L×60% 3.0×108L×60% 3.0×108L×60%×3
分离二氧化碳过程生成的H2体积:CO~~~~~~~~~~H2,
3.0×108L×60% 3.0×108L×60%
所以产生的氢气的总体积为3.0×108L×60%×3+3.0×108L×60%=12×108L×60%
令产生氨气的体积为V,则: 3H2~~~~~~~~~2NH3
3 2
12×108L×60% V
故V=12×108L×60%×=4.8×108L
在一定条件下,NO与NO2混合可生成N2O3,反应的化学方程式为:NO(g)+NO2(g)N2O3(g) ΔH<0
下图表示一定量的NO、NO2混合气体发生反应时,NO2浓度在前25s内的变化。该反应进行到45s时达到平衡,测得NO2浓度约为0.010mol/L。
(1)前20s内,NO2的平均反应速率为_________________。
(2)其他条件不变,①升高温度,NO2的转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②压缩气体体积,该反应平衡向_______移动(填“正向”或“逆向”)。
(3)若反应延续至70秒,请在答题卡图中画出25秒至70秒的反应进程曲线。
(4)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变),请在答题卡图中画出加催化剂后的反应进程曲线。
(5)NO、NO2的混合气体用NaOH溶液吸收,得到的盐只有一种,则该反应的离子方程式为:___________________________________,该反应的氧化剂是______________。
正确答案
(16分)
(1)1.1×10-3 mol·L-1·s-1(3分,单位、有效数字错漏合扣1分)
(2)①减小(2分) ②正向(2分)
(3)、(4)(如图,各2分,共4分,注意曲线起点、斜率、平衡点要素有错,每个要素扣1分直至0分,使用催化剂不标注扣1分)
(5)NO + NO2 + 2OH-=2NO2-+ H2O(3分); NO2(2分)
试题分析:(1)起始时、20s时二氧化氮浓度分别为0.040 mol·L-1、0.018 mol·L-1,则前20s内二氧化氮的平均反应速率==
=1.1×10-3mol/(L•s);(2)①ΔH<0,说明正反应是放热反应,升高温度平衡向吸热反应或逆反应方向移动,则二氧化氮的平衡转化率减小;②NO(g)+NO2(g)
N2O3(g)的正反应是气体体积减小的反应,压缩容器的体积就是增大压强,使平衡向气体体积减小方向或正反应方向移动;(3)依题意,该反应达到平衡的时间是45s,则25s~45s,二氧化氮的浓度由0.018mol/L逐渐减小至0.010mol/L,45s~70s二氧化氮的浓度保持不变;(4)画图要点:①催化剂能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,因此达到平衡的时间小于45s;②催化剂对平衡移动无影响,加入催化剂不能使平衡移动,则平衡时及平衡后二氧化氮的浓度为0.010mol/L;(5)依题意,等物质的量的NO与NO2反应生成N2O3,N2O3溶于水时得到亚硝酸,HNO2与NaOH发生中和反应,生成亚硝酸钠和水,由此推断混合气体溶于氢氧化钠溶液的原理为:NO + NO2 + 2OH-=2NO2-+ H2O;该反应中NO是还原剂,所含氮元素由+2升为+3价,而NO2是氧化剂,所含氮元素由+4降为+2价。
I.设反应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,在不同温度下,K1、K2的值如下:
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个 (填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有 (填序号)。
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率 (填序号)。
A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断
II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式:
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。
①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是 。
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是 。
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是 (填字母编号)
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连
正确答案
I.(1)吸热(2分)D、F(2分)
(2)A(2分)
Ⅱ.(1)6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3+7NaOH(2分)
(2)①硝酸的浓度越大,其还原产物中氮元素化合价越高(2分)
(其它合理答案均给分,如硝酸的浓度越大,气体生成物中二氧化氮的含量越高;或者,只有硝酸浓度较低时,产物中才会出现氮气;等等)
②硝酸易挥发,且不稳定,见光易分解,故不易操作(1分)生成物对环境污染严重(1分)
(3)A、B、D(2分)
(对一个或两个给1分,全对给2分,但只要出现C不给分)
试题分析:已知:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g);利用盖斯定律将①-②可得:③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g);
则K3=,依据图表平衡常数数据分析,温度升高
增大,说明平衡正向进行,反应是吸热反应;③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g)反应是吸热反应,反应前后气体体积不变,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,则
A.缩小反应容器容积实质增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不动;A不符合;
B.扩大反应容器容积,压强减小,反应前后气体体积不变,平衡不动;B不符合;
C.反应是吸热反应,降低温度,平衡向放热反应方向进行,平衡逆向进行,C不符合;
D.反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,平衡正向进行,D符合;
E.使用合适的催化剂,催化剂只改变反应速率,不改变平衡,E不符合;
F.设法减少CO的浓度,减少生成物浓度平衡正向进行,F符合;
答案为:吸热反应;DF;
(2)反应速率随温度变化,温度越高,反应速率越大,所以反应速率①大,选A.
Ⅱ、(1)Na2FeO2+NaNO2+H2O→NaFeO2+NH3↑+NaOH中,铁元素化合价从+2价变化为+3价,氮元素化合价从+3价变化为-3价,Na2FeO2~NaFeO2~e-,NaNO2~NH3~6e-,依据电子守恒Na2FeO2的配平系数为6,NaFeO2的配平系数为6,NaNO2和NH3的配平系数为1,依据原子守恒配平NaOH,配平系数为7,H2O的配平系数为5,化学方程式为:
6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3↑+7NaOH,
答案为:6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=6NaFeO2+NH3↑+7NaOH;
(2)①硝酸的浓度越大,气体生成物中二氧化氮的含量越高,只在硝酸浓度较低时,产物中才会出现氮气,答案为:硝酸浓度越大,其还原产物中氮元素的价态越高;
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,浓硝酸具有易挥发,见光分解,生成产物污染空气等性质,答案为:硝酸易挥发,不稳定,见光易分解,故不易操作,生成物对环境污染严重;
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,防止腐蚀是避免金属失电子腐蚀反应;
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢,原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物.这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化.这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面.而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种“钝化膜“,继续起保护作用,A符合;
B.在铁制品表面镀锌,锌比铁活泼做原电池负极,铁做正极被保护,B符合;
C.提高铁中含碳量,制成生铁,含碳越高,碳和铁在电解质溶液中越易形成原电池,铁做负极被腐蚀,C不符合;
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连,形成电解池,闸门做阴极被保护,D符合;
选ABD.
向某密闭容器中加入0.15mol/L A、0.05mol/L C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示[t0时c( B)未画出,t1时增大到0.05mol/L]。乙图为 t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为 mol/L;
该反应的平衡常数表达式为K= 。
(2)若t5时改变的条件是升温,此时v(正) > v(逆),平衡常数K的值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若 t1= 15s,则t0~ t1阶段以C 浓度变化表示的平均反应速率为v(C)=
mol/L·s。t3时改变的某一反应条件可能是 (选填序号)。
a.使用催化剂 b.增大压强 c.增大反应物浓度 d.降低产物浓度
(4)若A的物质的量减少0.02mol时,容器与外界的热交换总量为a kJ,写出该反应的热化学方程式 。
正确答案
(1)0.02 mol/L; (1分) K=[ B] ·[ C]2/ [ A]3(1分)
(2)增大 (1分)
(3)0.004mol/L·s (1分) ; a、 b (2分)
(4)3A (g) 2C(g) + B(g) -150akJ (2分)
试题分析:
(1)根据甲图物质的变化量之比,可知A、C的计量数之比为3:2 ,t4时改变的条件为减小压强,但平衡不移动,说明左右两边气体分子数相同,因此B为生成物,系数为1,则起始浓度0.02 mol/L; 平衡常数表达式为K=[ B] ·[ C]2/ [ A]3。
(2)升温平衡正移,说明反应正向吸热,平衡常数K的值增大。
(3)v(C)= △c(C)/ △t=0.004mol/L·s ; t3时改变的某一反应条件,正逆反应速率增大,平衡不移动,只有a、 b 符合。
(4)A的物质的量减少0.02mol时,容器与外界的热交换总量为a kJ,减少3mol时:
3A (g) 2C(g) + B(g) -150akJ 。
(14分)工业制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol(a﹥0)
(1)如果将4molNH3和5molO2放入容器中,达到平衡时,放出热量0.8akJ,则反应时转移的电子数为
mol
(2)若其他条件不变,下列关系图中错误的是 (选填序号)
(3)t℃时,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度如下表
①反应在第2mim到第4mim时,反应速率v(O2)=
②第2min时改变了条件,改变的条件可能是
A.升高温度 B.使用了催化剂 C.减小压强 D.增加了生成物
③在相同的温度下,起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的浓度都为1mol/L,则该反应将向 _______方向进行(填“正反应”.“逆反应”.“不移动”)
(4)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的NO2气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失),现有23吨NO2经过2次氧化吸收得到20℅的稀硝酸 吨。
(5)成品硝酸的浓度为60%~70%,为了制浓硝酸,常用Mg(NO3)2作吸水剂,然后进行蒸馏,不用CaCl2或MgCl2作吸水剂的原因是__________________________________________
正确答案
(每空2分,共14分)
(1)16
(2)AC
(3)①0.75mol.L-1.min-1 ②AB ③正反应
(4)140吨
(5) 防止生成易挥发的HCl混入HNO3中.
试题分析:
(1)根据方程式有,解得x=16;
(2)温度升高,平衡逆向移动,氨气的含量增加,水蒸汽含量降低,AC错;
(3)①x=4.5,v(O2)= =0.75mol/(L·min);②第二个2min内,反应物的量不变,但速率加快,可能为升高温度或加入催化剂;③根据平衡常数进行计算,可以得到向正向移动。
(4)两次氧化吸收关系为3NO2~2HNO3+NO~HNO3,故得到20%的硝酸140t;
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