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(16分)向一定體積的密閉器中加入2 mol A、0.6 mo1 C和一定量的B三種氣體.一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖(Ⅰ)所示,其中t0~t1 階段c(B)未畫出.圖(Ⅱ)為t2時刻后改變反應(yīng)條件,化學(xué)反應(yīng)速率隨時間變化的情況,四個階段改變的條件均不相同,每個階段只改變濃度、溫度、壓強、催化劑中的一個條件,其中t3~t4階段為使用催化劑.
請回答下列問題:
(1)若t1=15 min,則t0~t1階段以C物質(zhì)的濃度變化表示反應(yīng)速率為 。
(2) t4~t5階段改變的條件為 ,B的起始物質(zhì)的量濃度為 ,各階段平衡時對應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示:
t1~t2 | t2~t3 | t3~t4 | t4~t5 | t5~t6 |
K1 | K2 | K3 | K4 | K5 |
則K1= (保留兩位小數(shù)),
K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為 (用“>”、“<”或“=”連接).
(3) t5~t6階段保持容器內(nèi)溫度不變,若A的物質(zhì)的量共變化了0.01 mol,而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ,寫出此溫度下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
。
(4)在相同條件下,若起始時容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要達到t1時刻同樣的平衡,a、b、c要滿足的條件為 .
【解析】(1)化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)濃度的變化量來表示。根據(jù)圖像I可知在15min內(nèi)C的濃度變化量是0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,所以速率為
(2)由圖像Ⅱ可知,在t4~t5階段反應(yīng)速率減小,但平衡不移動,所以改變的條件不可能是溫度和濃度,由于在t3~t4階段為使用催化劑,所以該階段只是降低壓強。這說明改變壓強平衡不移動,因此反應(yīng)前后體積是不變的。根據(jù)圖像I可知A是反應(yīng)物,C是生成物,二者的變化量之比是2︰3,所以要使反應(yīng)前后體積不變,B只是反應(yīng)物,及反應(yīng)的方程式為2A+B3C。C的濃度增加了0.3mol/L,則B的濃度減少了0.1mol/L,所以B的起始濃度是0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L。在t1~t2階段平衡是ABC的濃度(mol/L)分別為0.8、0.4、0.6,所以平衡常數(shù)為。因為平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),根據(jù)圖像可知在t5~t6階段,正逆反應(yīng)速率同時增大,但平衡向正反應(yīng)方向移動,因為該條件只能是溫度且是升高溫度,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此K1、K2、K3、K4、K5之間的關(guān)系為K1=K2=K3=K4<K5。
(3)根據(jù)題意科判斷,每消耗0.01molA,反應(yīng)就吸收能量akJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)⇋3C(g) △H=+200kJ/mol。
(4)因為容器容積不變(容器容積是2L),所以要使平衡等效,則起始物質(zhì)的物質(zhì)的量是相等的。根據(jù)題意可知起始時AB的物質(zhì)的量分別為2.4mol和1.2mol,則把cmol的C轉(zhuǎn)化為AB,則AB的物質(zhì)的量(mol)分別是a+2c/3、b+c/3,所以關(guān)系式必須滿足a+2c/3=2.4、b+c/3=1.2.
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下列說法中不正確的是( )
A.如何提高燃燒效率,節(jié)約能源是當(dāng)今世界各國能源研究的前沿課題之一
B.物質(zhì)燃燒一定是放熱反應(yīng)
C.綠色植物進行光合作用時太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D.增加煉鐵高爐的高度,可以降低高爐氣中CO的含量
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沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出445 kJ的熱量,則下列熱化學(xué)方程式中正確的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(1) △H= —890 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H= +890 kJ/mol
C.2CH4(g)+4O2(g)==2CO2(g)+4H2O(1) △H= +1780 kJ/mol
D.1/2 CH4(g)+O2(g)==1/2CO2(g)+H2O(1) △H= —890 kJ/mol
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可逆反應(yīng): 3A(g)3B(?)+C(?)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)),隨著溫度升高,氣體平均相對分子質(zhì)量有變小趨勢, 則下列判斷正確的是( )
A.B和C可能都是固體 B.B和C一定都是氣體
C.若C為固體,則B一定是氣體 D.B和C不可能都是氣體
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已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金剛石燃燒的化學(xué)方程式分別為:C(石墨) + O2(g) =CO2(g),⊿H =-393.51Kj/mol;C(金剛石) + O2(g)= CO2(g),⊿H =-395.41Kj/mol 。據(jù)此推理下列結(jié)論中,正確的是( )。
A.金剛石比石墨穩(wěn)定
B.由石墨制備金剛石一定是吸熱反應(yīng)
C.石墨的能量比金剛石的能量高
D. 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化
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強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng):H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) ⊿H=-57.3kJ/mol。向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入下列物質(zhì):①稀醋酸 ②濃硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)⊿H1、⊿H2、⊿H3的關(guān)系正確的是( )
A.⊿H1>⊿H2>⊿H3 B.⊿H1<⊿H3<⊿H2
C.⊿H1<⊿H2<⊿H3 D.⊿H1>⊿H3>⊿H2
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已知在298K時下述反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù):
C(s)+1/2 O2(g) === CO(g) △H1 = -110.5 kJ• mol-1
C(s)+O2(g) === CO2(g) △H2= -393.5 kJ• mol-1
則C(s)+CO2(g)=== 2CO(g) 的△H 為( )
A. +172.5 kJ• mol-1 B. +283.5 kJ• mol-1
C. -172.5 kJ• mol-1 D. -504 kJ• mol-1
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下列敘述不正確的是( )
A.PH相等體積相等的鹽酸和醋酸加水稀釋10倍后,前者的PH大于后者
B.PH相等體積相等的鹽酸和醋酸分別中和0.1mol/L的NaOH溶液,消耗NaOH溶液體積相等
C.等濃度等體積的鹽酸和醋酸與足量的鋅粉反應(yīng),開始時前者產(chǎn)生H2的速率大于后者,最終產(chǎn)生的H2相等。
D.等濃度等體積的鹽酸和醋酸分別中和0.1mol/L的NaOH溶液,消耗NaOH溶液體積相等
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工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2在400-500下的催化氧化,2SO2+O22SO3,這是一個正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)在,如果反應(yīng)在密閉容器中進行,下述有關(guān)說法中錯誤的是( )
A.使用催化劑是為了加快反應(yīng)速率.
B.在上述條件下SO2不可能100%的轉(zhuǎn)化為SO3
C.為了提高SO2轉(zhuǎn)化率,應(yīng)適當(dāng)提高O2濃度
D.達到平衡時,SO2的濃度與SO3的濃度相等
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物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中,按pH由小到大順序排列的是( )
A.Na2CO3 NaHCO3 NaCl HCl
B.Na2CO3 NaHCO3 HCl NaCl
C.(NH4)2SO4 NH4Cl NaNO3 Na2CO3
D.NH4Cl (NH4)2SO4 Na2CO3 NaNO3
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