【題目】在2L密閉容器中,800℃時反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式:K= , 已知:K(300℃)>K(350℃),該反應(yīng)是反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
(2)圖中表示NO2的變化的曲線是 , 用O2的濃度變化表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v= .
(3)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是 a.v(NO2)=2v(O2) b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變
(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的是 a.及時分離出NO2氣體 b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度 d.選擇高效的催化劑.
【答案】
(1) ;放熱
(2)b;0.0015mol/(L?s)
(3)bc
(4)c
【解析】(1)化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)都達到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;
K(300℃)>K(350℃),說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,故正反應(yīng)是放熱反應(yīng);(2)由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時c(NO)= =0.0035mol/L,由方程式2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可知,平衡時△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,據(jù)此判斷表示NO2的濃度變化的曲線,
由圖中數(shù)據(jù)可知2s內(nèi),NO的濃度變化量為0.01mol/L﹣0.004mol/L=0.006mol/L,根據(jù)v= 計算v(NO),再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v(O2);(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答,當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時,說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài);(4)根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率與平衡的移動分析解答.
解(1)可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)k= ,
K(300℃)>K(350℃),說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,故正反應(yīng)是放熱反應(yīng),
所以答案是: ,放熱;(2)由方程式2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可知,平衡時△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時c(NO)= =0.0035mol/L,曲線b平衡時的濃度為0.0035mol/L,故曲線b表示NO2的濃度變化,
由圖中數(shù)據(jù)可知2s內(nèi),NO的濃度變化量為0.01mol/L﹣0.004mol/L=0.006mol/L,故v(NO)= =0.003mol/(Ls),根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故v(O2)= v(NO)= ×0.003mol/(Ls)=0.0015mol/(Ls),
所以答案是:b,0.0015mol/(Ls);(3)a.始終都存在v(NO2)=2v(O2)關(guān)系,故不能說明到達平衡,故a錯誤;
b.隨反應(yīng)進行氣體的物質(zhì)的量減小,壓強增減小,容器內(nèi)壓強保持不變,說明到達平衡,故b正確;
c.不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,反應(yīng)到達平衡,故v逆(NO)=2v正(O2),說明到達平衡,故c正確;
d.反應(yīng)混合氣體的質(zhì)量不變,容器的體積不變,密度始終不變,故容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變,不能說明到達平衡,故d錯誤;
故選bc;(4)a.及時分離出NO2氣體,平衡向正反應(yīng)移動,但反應(yīng)速率降低,故a錯誤;
b.適當(dāng)升高溫度,反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)移動,故b錯誤;
c.增大O2的濃度,反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)移動,故c正確;
d.選擇高效的催化劑,增大反應(yīng)速率,不影響平衡移動,故d錯誤;
故選c.
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識,掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應(yīng)仍在進行;“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;與途徑無關(guān),外界條件不變,可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效),以及對化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的理解,了解狀態(tài)判斷:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
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【題目】SO2是主要大氣污染物之一,工業(yè)上可用如下裝置吸收轉(zhuǎn)化SO2(A、B為惰性電極)。下列說法正確的是
A. 電子流動方向為:B→b→a→A
B. a、A極上均發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 離子交換膜為陽離子交換膜
D. B極上的電極反應(yīng)式為:SO2+2eˉ+2H2O=SO42-+4H+
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【題目】鈦酸鋇(BaTiO3)在工業(yè)上有重要用途,主要用于制作電子陶瓷、PTC熱敏電阻、電容器等多種電子元件。以下是生產(chǎn)鈦酸鋇的一種工藝流程圖:
已知:①草酸氧化鈦鋇晶體的化學(xué)式為BaTiO(C2O4)2·4H2O;
②25℃時,BaCO3的溶度積Ksp=2.58×10-9;
(1)BaTiO3中Ti元素的化合價為:__________。
(2)用鹽酸酸浸時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: __________。
(3)流程中通過過濾得到草酸氧化鈦鋇晶體后,為提高產(chǎn)品質(zhì)量需對晶體洗滌。
①過濾操作中使用的玻璃儀器有_____________________。
②如何證明晶體已洗凈?_______________________。
(4)TiO2具有很好的散射性,是一種有重要用途的金屬氧化物。工業(yè)上可用TiCl4水解來制備,制備時需加入大量的水,同時加熱,其目的是:_______________。
(5)某興趣小組取19.70gBaCO3模擬上述工藝流程制備BaTiO3,得產(chǎn)品13.98g,BaTiO3的產(chǎn)率為:________。
(6)流程中用鹽酸酸浸,其實質(zhì)是BaCO3溶解平衡的移動。若浸出液中c(Ba2+)=0.1mol/L,則c(CO32-)在浸出液中的最大濃度為__________ mol/L。
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【題目】下列有關(guān)能量的說法不正確的是( )
A.化石能源物質(zhì)內(nèi)部貯存著大量的能量
B.海洋能、地?zé)崮苁强稍偕那鍧嵞茉?/span>
C.植物的光合作用使太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D.燃料燃燒時只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
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【題目】請運用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
(1)工業(yè)上可利用CO或CO2來制備清潔液體燃料甲醇。已知: 800℃時
反應(yīng)①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol
反應(yīng)②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ/mol
(1)寫出用CO2與H2反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式___________________________________。
(2)對于反應(yīng)①,在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,測得平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖1所示。據(jù)此判斷
①壓強P1_____P2(填“>”“<”或“=”,下同)
②平衡常數(shù)K(狀態(tài)C)_____K(狀態(tài)D)
③反應(yīng)速率:V逆(狀態(tài)A)_____V逆(狀態(tài)B)
(3)對于反應(yīng)②,在體積一定的密閉容器中加入一定量的H2和CO。進行反應(yīng)。下列說法正確的是______。
A.若該反應(yīng)在恒容,絕熱的容器中進行,當(dāng)容器中壓強保持不變時表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
B.該反應(yīng)達到平衡時,向平衡體系中充入一定量的氦氣,平衡可能發(fā)生移動
C.恒溫恒容條件下,若改變反應(yīng)物的投入量,△H的值不發(fā)生變化
D.恒溫恒容條件下,若投入氣體的總量保持不變,設(shè)起始投料比[n(H2)/n(CO2)]=X,當(dāng)X=2或1/2時,H2O的體積分?jǐn)?shù)不變。
(4)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外線照射時,在不同催化劑(I、II、III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖2所示,在0-15h內(nèi),對反應(yīng)催化效果最好的催化劑是____________(填序號)。
(5)一種新利CO燃料電池工作原理如上圖3所示,該電池負極電極反應(yīng)式為______________,電極A處產(chǎn)生的CO2有部分參與循環(huán)利用,其利用率為______________________。
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【題目】在密閉容器中充入N2和H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,其反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是
A. t1時,v(正反應(yīng))>v(逆反應(yīng))
B. t2時,v(正反應(yīng)) = v(逆反應(yīng))
C. 圖中虛線表示的轉(zhuǎn)化是N2+3H2→2NH3
D. 采取高溫、高壓和加催化劑,均有利于加快反應(yīng)速率
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【題目】實驗室有下列試劑,其中必須用帶橡膠塞的試劑瓶保存的( )
①NaOH溶液、谒AА、跱a2S溶液 ④Na2CO3溶液、軳H4Cl溶液、蕹吻迨宜 ⑦濃HNO3、酀釮2SO4
A. ①⑥ B. ①②③④⑥ C. ①②③⑥⑦⑧ D. ⑤⑦⑧
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【題目】下列關(guān)于生物體主要化學(xué)成分的敘述,不正確的是 ( )
A. 蛋白質(zhì)的多樣性與氨基酸的種類、數(shù)目、排序等有關(guān)
B. 脫氧核糖核酸是染色體的主要成分之一
C. 膽固醇、性激素、維生素D都屬于脂質(zhì)
D. 動物乳汁中的乳糖和植物細胞中的纖維素都屬于多糖
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【題目】A、B、C為短周期元素,在周期表中所處的位置如圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)子數(shù)。B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。
(1)寫出A、B、C三元素名稱________、________、________。
(2)C在元素周期表中的位置是____________________。
(3)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________,C的氫化物與B的氫化物的穩(wěn)定性強弱順序為________>___________________(填化學(xué)式)。
(4)比較A、C的原子半徑A________C,寫出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。
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