已知體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):,請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)原理同答下列問(wèn)題
(1)一定條件下,充入2 mol SO2(g)和2 mol O2(g),20 s后,測(cè)得SO2的體積百分含量為12.5%,則用SO2表示該反應(yīng)在這20s內(nèi)的反應(yīng)速率為_(kāi)___,此時(shí),該密閉容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的____倍。
(2)下面的敘述可作為判斷(1)中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)依據(jù)的是(填序號(hào))____。
①
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
④各氣體的濃度都不再發(fā)生變化
(3)下圖表示該反應(yīng)的速率(v)隨時(shí)間(t)的變化的關(guān)系。則下列不同時(shí)間段中,SO3的百分含量最高的是( )
據(jù)圖分析:你認(rèn)為t3時(shí)改變的外界條件可能是 ;
t6時(shí)保持體積不變向體系中充人少量SO3,再次平衡后
SO2的體積百分含量比t6時(shí) (填“大”\“小”或“等于”)。
(4)下圖中P是可自由平行滑動(dòng)的活塞。在相同溫度時(shí),向A容器中充入4 mol SO3(g),關(guān)閉K,向B容器中充入2 mol SO3(g),兩容器分別發(fā)生反應(yīng)。
已知起始時(shí)容器A和B的體積均為aL。試回答:
①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1.2a L,容器B中SO3轉(zhuǎn)
化率為_(kāi)___
②若打開(kāi)K,一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,容器B的體積為 __L(連通管中氣體體積忽略不計(jì),且不考慮溫度的影響)。
(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為△H=-296kJ/mol,經(jīng)測(cè)定由S(s)生成120gSO3(g)可放熱592.5kJ,請(qǐng)寫(xiě)出SO2(g)氧化生成SO3(g)的熱化學(xué)方程式____。
(1)0.04mol/(L·s)(2分) 0.8倍(2分)
(2)③④(2分)
(3)A(1分) 加入催化劑(1分) 小(1分)
(4)40℅(2分) 2.6a(2分)
(5)2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH= -198 kJ·mol-1(2分)
或者: SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g);ΔH= -99 kJ·mol-1
解析(1)試題分析:2SO2 + O2 2SO3,
始量 2mol 2mol 0 mol
變量 2xmol xmol 2xmol
平衡 (2-2x) mol (2-x) mol 2xmol
依題意有: 解之得:x=0.8mol
所以用SO2表示該反應(yīng)在這20s內(nèi)的反應(yīng)速率為:
依據(jù)阿伏加德羅定律的推論:同溫同體積條件下,物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比,有:
因此反應(yīng)后的壓強(qiáng)為反應(yīng)前的0.8倍。
(2)①中這種關(guān)系在這個(gè)反應(yīng)中是不管是否達(dá)到平衡狀態(tài)一直存在,不正確;②中混合氣體的密度也是時(shí)刻不變的,因?yàn)榉磻?yīng)前后都是氣體,質(zhì)量守恒,而且體積是固定的。不正確。③該反應(yīng)前后質(zhì)量一定,但是正向是氣體物質(zhì)的量減小的方向,因此這是達(dá)到平衡的一個(gè)重要標(biāo)志。正確。④各氣體的濃度不再變化時(shí),意味著各組分濃度t1是一定值,正確。
(3)t1~t2平衡逆向移動(dòng),t3~t4平衡不移動(dòng)t4 ~t5平衡逆向移動(dòng),因此選A
t3~t4正逆反應(yīng)速率同等程度改變,而該反應(yīng)前后分子數(shù)改變,只能是加入催化劑。
體積不變時(shí)充入充人少量SO3,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。平衡向右移動(dòng)。
(4)①試題分析:2SO3 2SO2 + O2 ,
始量 2mol 0 mol 0 mol
變量 2x mol 2x mol x mol
平衡 (2-2x) mol (0+2x) mol L (0+x) mol
依據(jù)阿伏加德羅定律的推論:同溫同壓條件下,物質(zhì)的量之比等于體積之比,有:
解之得:x=0.4 所以轉(zhuǎn)化率為40℅
②若打開(kāi)K,A和B就成了一個(gè)容器,因此再次達(dá)到平衡時(shí)的總體積應(yīng)該為3×1.2aL=3.6aL,除去A中原來(lái)的1L,B的體積就應(yīng)該是2.6aL。
(5) 依題意有:1 mol的S最終生成1 mol的SO3會(huì)放出592.5/1.5=395 kJ的熱量。再根椐蓋斯定律可知1 mol的SO2(g)氧化生成1 mol的SO3(g)能放出444-395="99" kJ的熱量。因此:
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH= -198 kJ·mol-1
或者:SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g);ΔH= -99 kJ·mol-1
考點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率跟化學(xué)平衡經(jīng)以及蓋斯定律的相關(guān)知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮及其化合物與人類(lèi)各方面有著密切的聯(lián)系。Ⅰ現(xiàn)有一支15mL的試管,充滿(mǎn)NO倒置于水槽中,向試管中緩緩?fù)ㄈ胍欢垦鯕猓?dāng)試管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí),剩余氣體3mL。則通入氧氣的體積可能為 mL。
Ⅱ目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
寫(xiě)出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式 。
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為:
某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T0C)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
①不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______ ;(選填字母代號(hào))
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v正(N2)="2" v正(NO)
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
②前20分鐘,平均反應(yīng)速率v(NO)= 。v(NO)=(0.1- 0.04)/ 20 = 0.003mol·L-1· min-1
③在T0C時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)______(保留兩位小數(shù));
④在30 min,改變某一條件反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件是_______ 。
(3)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:
研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時(shí),增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | T(0C) | NO初始濃度 (mol/L) | CO初始濃度 (mol/L) | 催化劑的比 表面積(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | a | b | c | 124 |
Ⅲ | 350 | d | e | 124 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;卮鹩嘘P(guān)中和反應(yīng)的問(wèn)題。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng),能放出________kJ熱量。
(2)如圖裝置中儀器A的名稱(chēng)是 ,碎泡沫塑料的作用是 。
(3)若通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是
。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) (填“偏大”、“偏小”、“無(wú)影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
為實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)課題是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用資源。
(1)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g液態(tài)甲醇(CH3OH)完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出熱量363.3kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)目前,工業(yè)上常用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為l L的密閉恒容容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;
②從反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)= (注明單位);H2的轉(zhuǎn)化率= ;
③下列說(shuō)法中,能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A.每消耗1mol CO2的同時(shí)生成1mol CH3OH
B.CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比為1∶3∶1∶1
C.容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變
D.容器中氣體的密度不再改變
④下列措施中,能使上述平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用高效催化劑 D.恒溫恒容再充入1 molCO2和3 mol H2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
I.科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技術(shù)原理為氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏捍呋瘎l件下生成氨氣,一定條件下,向一個(gè)2L的密閉容器中充入2molN2和6molH2,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成NH3的濃度為0.5mol/L,并放出QkJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_(kāi)_____。
II.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.20kJ/mol。
在1000C時(shí),將0.100molN2O4氣體充入lL恒容抽空的密閉容器中,每隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進(jìn)行分析得到下表數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4)/mol | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2)/mol | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ/mol,
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.74 kJ熱量,同時(shí)生成3.6 g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為_(kāi)__________。
(2)以甲醇、空氣,氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極,可構(gòu)成燃料電池;已知該燃料電池的總反應(yīng)式是:2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,該燃料電池發(fā)生反應(yīng)時(shí),正極區(qū)溶液的PH__________ (填“增大”, “減小” 或“不變”)該電池的負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)________________。
(3) 用上述燃料電池進(jìn)行粗銅的精煉,粗銅應(yīng)連接電源的________極,該粗銅精煉電解池的陰極反應(yīng)式為_(kāi)________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為 。
(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中進(jìn)行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線(xiàn)為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。
①曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號(hào))。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2 2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②下圖是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)下圖表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請(qǐng)寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式 。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
CO、NO、NO2、SO2等都是污染大氣的有害氣體,對(duì)其進(jìn)行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。
(1)上述四種氣體直接排入空氣中會(huì)引起酸雨的有 。
(2)可用尿素還原(尿素中C元素的化合價(jià)為+4價(jià)),反應(yīng)的方程式為:。當(dāng)消耗掉12g尿素時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 。
(3)SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)(除去煙氣中的),改流程中發(fā)生的主要反應(yīng)有:
則反應(yīng) KJ/mol
(4)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為。在一容積可變的密閉容器中充有10mol CO和20molH2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。
則該反應(yīng)是 0(填“>”或“<”)。若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為 L。
(5)工業(yè)上用氨水將來(lái)轉(zhuǎn)化成都(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4溶液中離子濃度大小順序?yàn)?u> ;已知25℃時(shí),0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的,則= (用含a的代數(shù)式表示,已知的電離常數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
已知下列熱化學(xué)方程式:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1 =-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 =-566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3 =-571.6 kJ·mol-1
通過(guò)計(jì)算(要有計(jì)算過(guò)程),寫(xiě)出1 mol C與液態(tài)H2O反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式。
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