溫度 | 時間/min n/mol | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
T1 | n(CH4) | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
T2 | n(CH4) | 0.50 | 0.30 | 0.18 | 0.15 | 0.15 |
分析 I.已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/mol,
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律可知,(①+②)×$\frac{1}{2}$可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的計算;
(1)時間、體積相同,速率之比等于甲烷的物質(zhì)的量變化量之比;
(2)溫度越高反應(yīng)速率越快,根據(jù)前10min內(nèi)甲烷物質(zhì)的量變化量判斷溫度高低;由表中數(shù)據(jù)可知,溫度T2到達(dá)平衡時,甲烷的物質(zhì)的量大于溫度T1時,結(jié)合溫度對平衡的影響判斷;
(3)根據(jù)甲烷物質(zhì)的量,結(jié)合方程式計算參加反應(yīng)二氧化氮物質(zhì)的量,進(jìn)而計算二氧化氮的轉(zhuǎn)化率;欲提高NO2的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動,但不能只增大二氧化氮的物質(zhì)的量,結(jié)合外界條件對反應(yīng)速率的影響判斷;
II.反應(yīng)中NO2為氧化劑,得到還原產(chǎn)物,NH3為還原劑,得到氧化產(chǎn)物,N2既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物,由N原子守恒可知氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量中為8:6=4:3,計算氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物物質(zhì)的量,結(jié)合N元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量.
解答 解:(1)I.已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/mol,
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律可知,(①+②)×$\frac{1}{2}$可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),其反應(yīng)熱△H=$\frac{△{H}_{1}+△{H}_{2}}{2}$=0.5(a+b)kJ/mol,熱反應(yīng)方程式為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=0.5(a+b)kJ/mol,
故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=0.5(a+b)kJ/mol;
(1)時間、體積相同,速率之比等于甲烷的物質(zhì)的量變化量之比,故在0~10min內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率υNO2(T1):υNO2(T2)=(0.5-0.35):(0.5-0.3)=3:4,
故答案為:3:4;
(2)溫度越高反應(yīng)速率越快,根據(jù)前10min內(nèi)甲烷物質(zhì)的量變化量可知:T1<T2,由表中數(shù)據(jù)可知,溫度T2到達(dá)平衡時,甲烷的物質(zhì)的量大于溫度T1時,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,故a<0,
故答案為:<;<;
(3)前10min甲烷物質(zhì)的量變化量為0.5mol-0.35mol=0.15mol,根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)二氧化氮物質(zhì)的量為0.15mol×4=0.6mol,故二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.6mol}{1.2mol}$×100%=50%;
A.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,但平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率降低,故A錯誤;
B.增大CH4濃度,反應(yīng)速率加快,但平衡向酯化反應(yīng)方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率增大,故B正確;
C.降低溫度,反應(yīng)速率減慢,故C錯誤;
D.加入催化劑,加快反應(yīng)速率,但不影響平衡移動,NO2的轉(zhuǎn)化率不變,故D錯誤,
故答案為:50%;B;
II.反應(yīng)中NO2為氧化劑,得到還原產(chǎn)物,NH3為還原劑,得到氧化產(chǎn)物,N2既是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物,由N原子守恒可知氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量中為8:6=4:3,設(shè)氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別為4ymol、3ymol,則(4y-3y)mol×28g/mol=14,解得y=0.5,故轉(zhuǎn)移電子為4×0.5mol×2×[0-(-3)]=12mol,
故答案為:12mol.
點(diǎn)評 本題考查蓋斯定律應(yīng)用、反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡計算及影響因素、氧化還原反應(yīng)計算等,側(cè)重考查學(xué)生的分析計算能力,難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 振蕩后靜置,溶液不再分層,且保持無色透明 | |
B. | 鐵片最終完全溶解,且高錳酸鉀溶液變無色 | |
C. | 微熱稀HNO3片刻,溶液中有氣泡產(chǎn)生,廣口瓶內(nèi)始終保持無色 | |
D. | 當(dāng)液體變成紅褐色時,停止加熱,讓光束通過體系時可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | CH3OH(g)+O2(g)═H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e - | |
B. | O2(g)+4H+(aq)+4e -═2H2C(1) | |
C. | CH3OH(g)+H2O(1)═CO2(g)+6H+(aq)+6e - | |
D. | O2(g)+2H2O(1)+4e -═4OH - |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
電解質(zhì) | 平衡方程式 | 平衡常數(shù)K | Ksp |
CH3COOH | CH3COOH?CH3COO-+H+ | 1.76×10-5 | |
H2CO3 | H2CO3?H++HCO3- HCO3-?H++CO32- | K1=4.31×10-7 K2=5.61×10-11 | |
C6H5OH | C6H5OH?C6H5O-+H+ | 1.1×10-10 | |
H3PO4 | H3PO4?H++H2PO4- H2PO4-?H++HPO42- HPO42-?H++PO43- | K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13 | |
H3BO3 | 5.7×10-10 | ||
NH3•H2O | NH3•H2O?NH4++OH- | 1.76×10-5 | |
H2O | Kw=1.0×10-14 | ||
Mg(OH)2 | Mg(OH)2?Mg2++2OH- | 5.6×10-12 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 氯化鈉溶液能導(dǎo)電,所以氯化鈉溶液是電解質(zhì) | |
B. | 氯化鈉固體不導(dǎo)電,所以氯化鈉不是電解質(zhì) | |
C. | 氯化氫溶液能導(dǎo)電,所以氯化氫是電解質(zhì) | |
D. | 氯氣溶于水能導(dǎo)電,所以氯氣是電解質(zhì) |
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