【題目】氧氣是一種常見的氧化劑,用途廣泛;卮鹣铝袉栴}:
(1)用H2O2制取O2時,分解的熱化學(xué)方程式為: 2H2O2(aq)=2H2O(l) +O2(g) ΔH= a kJ·mol-1
①相同條件下,H2O2分解時,無論是否使用催化劑,均不會改變的是_______(填標(biāo)號)。
A 反應(yīng)速率 B 反應(yīng)熱 C 活化能 D 生成物
②以Fe3+作催化劑時,H2O2的分解反應(yīng)分兩步進行,第一步反應(yīng)為: H2O2(aq) + 2Fe3+ (aq)=2Fe2+ (aq) +O2(g) +2H+ (aq)ΔH=b kJ·mol-1
第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________。
(2)工業(yè)上用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時產(chǎn)生HCl副產(chǎn)物,可用O2將其轉(zhuǎn)化為Cl2,實現(xiàn)循環(huán)利用[O2(g) + 4HCl(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g)]。將1 molO2和4 molHCl充入某恒容密閉容器中,分別在T1和T2的溫度下進行實驗,測得容器內(nèi)總壓強(p)與反應(yīng)時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。
①該反應(yīng)的速率v = k ca(O2)·cb(HCl)(k為速率常數(shù)),下列說法正確的是____________(填標(biāo)號)。
A 使用催化劑,k不變
B 溫度升高,k增大
C 平衡后分離出水蒸氣,k變小
D 平衡后再充入1molO2和4molHCl,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率都增大
②T1________T2(填“>”或“<”)。該反應(yīng)的ΔH______0(填“>”或“<”),判斷的依據(jù)是_________。
③T2時,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率=________,反應(yīng)的Kx=_____(Kx為以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù))。
【答案】BD H2O2(aq) +2Fe2+(aq) +2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) ΔH= (a-b) kJ·mol-1 BD < < T1、T2的平衡體系中氣體減少量分別為n(T1)==0.625mol; n(T2)= =0.5mol,所以T1平衡時轉(zhuǎn)化率更大 50%
【解析】
(1)①催化劑參與了化學(xué)反應(yīng),改變了反應(yīng)歷程(生成不同的中間產(chǎn)物),降低了活化能,從而能使化學(xué)反應(yīng)速率加快,但是催化劑的質(zhì)量和性質(zhì)不變,反應(yīng)熱不變(只與始終態(tài)有關(guān));
②Fe3+作為催化劑,在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不變,根據(jù)蓋斯定律總反應(yīng)=第一步反應(yīng)+第二步反應(yīng);
(2)①A.催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)的速率常數(shù)k增大;
B.溫度改變瞬間,濃度沒有影響,即通過增大k從而改變了速率;
C.從速率方程可知,平衡后分離出水蒸氣,降低了c(H2O),使平衡正向移動,從而改變了c(O2)和c(HCl);
D.化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),所以“平衡后再充入1molO2和4molHCl”,相當(dāng)于增大反應(yīng)體系的壓強;
②從圖象可知,T2溫度下,容器中壓強大,達到平衡所需要的時間短,所以溫度T2>T1;T1、T2溫度下,氣體物質(zhì)的量的減少量分別為n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,即T1平衡時轉(zhuǎn)化率更大,且因為T2>T1,所以△H<0;
③對于氣相反應(yīng),經(jīng)驗平衡常數(shù)常見的有Kc、Kp、Kx等,三種平衡常數(shù)的表示式相似,只是Kc、Kp、Kx分別用平衡時物質(zhì)的量濃度、分壓、物質(zhì)的量分數(shù)表示。
以此計算HCl的平衡轉(zhuǎn)化率及Kx。
(1)①根據(jù)過渡態(tài)理論,催化劑參與了化學(xué)反應(yīng),改變了反應(yīng)歷程(生成不同的中間產(chǎn)物),降低了活化能,從而能使化學(xué)反應(yīng)速率加快,但是催化劑的質(zhì)量和性質(zhì)不變,反應(yīng)熱不變(只與始終態(tài)有關(guān)),BD正確,故答案為:BD;
②Fe3+作為催化劑,在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不變,根據(jù)蓋斯定律總反應(yīng)=第一步反應(yīng)+第二步反應(yīng),故第二步反應(yīng)為H2O2(aq)+2Fe2+(aq)+2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) △H=(ab)kJmol1,
故答案為:H2O2(aq)+2Fe2+(aq)+2H+(aq)=2Fe3+(aq)+2H2O(l) △H=(ab)kJmol1;
(2)①A.催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)的速率常數(shù)k增大,根據(jù)速率方程v=kca(O2)cb(HCl),反應(yīng)速率隨之增大,A錯誤;
B. 溫度改變瞬間,濃度沒有影響,即通過增大k從而改變了速率,使平衡發(fā)生移動,故B正確;
C. 從速率方程可知,平衡后分離出水蒸氣,降低了c(H2O),使平衡正向移動,從而改變了c(O2)和c(HCl),但對k沒有影響,故C錯誤;
D. 化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),所以“平衡后再充入1molO2和4molHCl”,相當(dāng)于增大反應(yīng)體系的壓強,反應(yīng)有利于向氣體分子數(shù)減小的方向進行,故D正確;故答案為:BD;
②從圖象可知,T2溫度下,容器中壓強大,達到平衡所需要的時間短,所以溫度T2>T1;T1、T2溫度下,氣體物質(zhì)的量的減少量分別為n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,即T1平衡時轉(zhuǎn)化率更大,且因為T2>T1,所以△H<0,故答案為:<;<;T1、T2的平衡體系中氣體減少量分別為n(T1)=5×=0.625mol、n(T2)=5×=0.5mol,所以T1平衡時轉(zhuǎn)化率更大;
③對于氣相反應(yīng),經(jīng)驗平衡常數(shù)常見的有Kc、Kp、Kx等,三種平衡常數(shù)的表示式相似,只是Kc、Kp、Kx分別用平衡時物質(zhì)的量濃度、分壓、物質(zhì)的量分數(shù)表示。
則HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=50%,=,故答案為:50%;。
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【題目】下圖是一個實驗室制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應(yīng)的裝置(B中有導(dǎo)管和一個連通外界的長頸漏斗):
(1)A是氯氣發(fā)生裝置,其中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________.
(2)實驗開始時,先點燃A處的酒精燈,打開旋塞K,讓Cl2充滿整個裝置,再點燃D處酒精燈,Cl2通過C瓶后再進入D。D裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為CO2和HCl。試寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________;裝置C的作用是_________________ 。
(3)在E處,紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色,再變?yōu)闊o色,其原因是__。
(4)若將E處燒杯中溶液改為澄清石灰水,反應(yīng)過程中現(xiàn)象為___。(選填標(biāo)號)
(A)有白色沉淀生成(B)無明顯變化(C)先生成白色沉淀,而后白色沉淀消失
(5)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有Cl2產(chǎn)生,此時B中的現(xiàn)象是__,B的作用是___________________________________。
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【題目】表是元素周期表的一部分,根據(jù)所給的10種元素,完成以下各小題。
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | O |
2 | C | N | O | Ne | ||||
3 | Na | Mg | Al | Si | S | Cl |
(1)鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___。
(2)H2SO4與HClO4中,酸性較強的是___。
(3)NaOH與Al(OH)3中,屬于兩性氫氧化物的是___。它常用作治療胃酸(含鹽酸)過多的藥物,該反應(yīng)的離子方程式為___。
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【題目】運用化學(xué)反應(yīng)原理研究化學(xué)反應(yīng)有重要意義。
(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),混合體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如圖1所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。
①若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動。
②若反應(yīng)進行到狀態(tài)D時,v逆 ________ (填“>”“<”或“=”)v正。
(2)課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,應(yīng)用此法反應(yīng)達到平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不高。
①能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的措施是________(填編號)。
A.使用更高效的催化劑 B.增大壓強
C.及時分離出氨氣 D.升高溫度
②若在某溫度下,2 L的密閉容器中發(fā)生合成氨的反應(yīng),圖2表示N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。用NH3表示0~10 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(NH3)=______________;從第11 min起,升高溫度,則n(N2)的變化曲線為________(填編號)。
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【題目】某小組采用電滲析法從含NH4H2PO4 和(NH4)2HPO4的廢水中回收NH3·H2O和 H3PO4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.膜1為陽離子交換膜,膜2為陰離子交換膜
B.a處進入稀氨水,d處流出濃H3PO4溶液
C.陰極區(qū)總反應(yīng)式為2H2O+2NH4++2e-=2NH3·H2O+H2↑
D.每放出11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2時,能回收98gH3PO4
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【題目】一定溫度下,將3molSO2和1 molO2充入一定容密閉容器中,在催化劑存在下進行下列反應(yīng):2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H=-197kJ/ mol,當(dāng)達到平衡狀態(tài)時,下列說法中正確的是
A.SO2與O2的轉(zhuǎn)化率可能相等
B.容器中一定存在n(SO2)>1mol且n(SO3)<2mol
C.放出的熱量為197kJ
D.當(dāng)O2的轉(zhuǎn)化率為50%時SO2和SO3 的物質(zhì)的量一定相等
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【題目】可逆反應(yīng)3A(g)3B(?)+C(?) △H>0達到化學(xué)平衡后,
(1)升高溫度,用“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”填空。
a.若B、C都是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)量①___;
b.若B、C都不是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)量②____;
c.若B是氣體,C不是氣體,氣體的平均相對分子質(zhì)量③___;
(2)如果平衡后保持溫度不變,將容器體積增加一倍,新平衡時A的濃度是原來的60%,則B是④___態(tài),C是⑤___態(tài)。
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【題目】在100℃時,把0.5molN2O4通入體積為5L的真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進行到2s時,NO2的濃度為0.02mol·L-1。在60s時,體系己達平衡,此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6 倍。下列說法正確的是( )
A.前2s以N2O4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol·L-1·s-1
B.在平衡時體系內(nèi)N2O4的物質(zhì)的量為0.25mol
C.在2s時體系內(nèi)的壓強為開始時的1.1倍
D.平衡時,N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%
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【題目】燃料電池是目前電池研究的熱點之一,F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池,如圖所示,a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是( )
A.a極是負極,該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.總反應(yīng)方程式為2H2+O2═2H2O
C.b極反應(yīng)是O2+4OH--4e-═2H2O
D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源
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