【題目】某溫度時,在一容積為1L的密閉容器中,加入0.4 mol的N2和1.2 mol的H2,在一定條件下發(fā)生如下反應:N2(B)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,5min 時達到平衡,反應中NH3的物質的量濃度的變化情況如圖所示:
請回答下列問題:
(1) 根據(jù)如圖,計算從反應開始到平衡時,平均反應速率v(N2)=_________。
(2) 該反應的化學平衡常數(shù)表達式為__________________。
(3) 反應達到平衡后,第5min末保持其他條件不變,若改變反應溫度,則NH3的物質的量濃度不可能為_________(填序號)。
A.0.80mol·L-1 B.0.25mol·L-1 C.0.20mol·L-1 D.0.08mol·L-1
(4) 反應達到平衡后,第5 min末保持其他條件不變,若只把容器的體積縮小一半,平衡移動_________(填“向右”、“向左”或“不”,化學平衡常數(shù)_________( 填“增大”、“減少”或“不變”)
【答案】 0.02 mol·L-1·min-1 K= A、C 向右 不變
【解析】(1)由圖可知,達到平衡時氨氣增加0.20mol/L,其反應速率=0.20mol/L÷5min=0.04 mol·L-1·min-1,同一化學反應中同一時間段內各物質的反應速率之比等于其計量數(shù)之比,所以氮氣的反應速率是氨氣的一半,為0.02 mol·L-1·min-1;(2)根據(jù)方程式可知該反應的化學平衡常數(shù)K=;(3)該反應是可逆反應,所以反應物不能完全轉化為生成物,因此氨氣的濃度不可能為0.8mol/L;該反應是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,降低溫度,平衡向正反應方向移動,所以氨氣的濃度不可能為0.20mol/L,答案選AC;(4)該反應是氣體體積減小的反應,把容器的體積縮小一半,增大了反應體系的壓強,增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動,即向正反應方向移動;化學平衡常數(shù)只與溫度有關,溫度不變,平衡常數(shù)不變。
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【題目】人工光合系統(tǒng)裝置(如圖)可實現(xiàn)以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是( )
A. 該裝置為原電池,且銅為負極
B. 電池工作時,H+向Cu電極移動
C. GaN電極表面的電極反應式為2H2O-4e-===O2+4H+
D. 反應CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1 mol CO2轉移4 mol e-
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【題目】過氧化鈣是一種溫和的氧化劑,常溫下為白色固體,易溶于酸,難溶于水、乙醇等溶劑。
(1)某實驗小組擬選用如下裝置(部分固定裝置略)制備過氧化鈣,按氣流方向連接順序為__________________(填儀器接口的字母編號,裝置可重復使用);實驗步驟如下:①檢驗裝置的氣密性后,裝入藥品;②打開分液漏斗活塞,通入一段時間氣體,加熱藥品;③反應結束后,先想滅酒精燈,待反應管冷卻至室溫后,停止通入氣體;④拆除裝置,取出產(chǎn)物。實驗步驟③的操作目的是______________________。
(2)利用反應Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4+,在堿性環(huán)境下制取CaO2·8H2O的裝置如下:
①儀器C的名稱____________;反應結束后,經(jīng)__________(填操作名稱)、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O。
②裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為_____________;裝置B中用冰水浴控制溫度,其可能原因是______________________________。
③測定產(chǎn)品中CaO2·8H2O的含量的實驗步驟如下:
步驟一:準確稱取a g產(chǎn)品放入錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體,再滴入少量2mol/L的硫酸,充分反應。
步驟二:向上述錐形瓶中加入幾滴___________(作指示劑)。
步驟三:逐滴加入濃度為c mol/L的Na2S2O3溶液至反應完全,滴定至終點,記錄數(shù)據(jù),再重復上述操作2次,得出三次平均消耗Na2S2O3溶液體枳為VmL。則CaO2·8H2O的質量分數(shù)為____(用含字母的式子表示)。 [已知:I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-]
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【題目】如圖裝置,放電時可將Li、CO2轉化為Li2CO3和C,充電時選用合適催化劑僅使Li2CO3轉化為Li、CO2和O2。下列有關表述正確的是
A. 放電時,Li+向電極X方向移動
B. 充電時,電極Y應與外接直流電源的負極相連
C. 充電時,陽極的電極反應式為C+2Li2CO3-4e-===3CO2↑+4Li+
D. 放電時,每轉移4mol電子,生成1molC
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【題目】硫酸銨可用作肥料,也可用于紡織、皮革、醫(yī)藥等方面。某化學興趣小組對硫酸銨的一些性質進行探究;卮鹣铝袉栴}:
(1)在試管中加入少量硫酸銨樣品,加水溶解,滴加NaOH溶液。將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙顏色無明顯變化。再將試管加熱,試紙很快變藍。由此可知:______________________________________、_________________________________。
(2)從廢鐵屑中回收鐵屑,用堿溶液洗凈之后,再用過量硫酸溶解。然后加入稍過量硫酸銨飽和溶液。在小火下蒸發(fā)溶劑直到晶膜出現(xiàn),;鹄糜酂嵴舭l(fā)溶劑。過濾后用少量乙醇洗滌,得到硫酸亞鐵銨晶體。
①堿溶液洗滌的目的是__________________________________。
②硫酸過量的原因是___________________________________。
(3)硫酸銨高溫下完全分解生成氨氣和其他幾種氣體(含硫產(chǎn)物只有一種)。為探究硫酸銨的其他分解產(chǎn)物,通過下列裝置進行實驗,通入分解產(chǎn)物一段時間后,再點燃裝置E中的酒精燈并開始用裝置F收集氣體。實驗中觀察到E中無明顯現(xiàn)象,F(xiàn)中排水收集的氣體能使燃著的木條熄滅,經(jīng)測定其相對分子質量為28。
①裝置A、B中的溶液分別是______(填標號)。B中可觀察到的現(xiàn)象是_____________________。
a.NaOH溶液 b.硫酸溶液 c.BaCl2溶液 d.品紅溶液
②裝置E的作用是__________________________________。
③寫出(NH4)2SO4高溫分解的化學方程式:________________________________________。
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【題目】下列關于丙烯()的結構與性質的敘述不正確的是( )
A. 分子中有三種化學環(huán)境不同的氫
B. 在光照下與Cl2反應生成的一氯取代產(chǎn)物主要是:
C. 在一定條件下與HCl反應的加成產(chǎn)物可能有兩種
D. 與分子式為C6H12的有機物互為同系物
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【題目】以下8種化合物中,不能通過化合反應直接生成的有
①Fe3O4 ②Fe(OH)3 ③FeCl2 ④Cu2(OH)2CO3 ⑤Al(OH)3 ⑥Na2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧Na2O2
A. 1種 B. 2種 C. 3種 D. 4種
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【題目】FeCl3是一種用途比較廣泛的鹽。
(1)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復合而成,刻制印刷電路時,要用FeCl3溶液作為“腐蝕液”,請寫出反應的離子方程式____________________________.
(2)FeCl3在天然水中可生成氫氧化鐵膠體,其沉降水中懸浮物的速度高于鋁鹽,是城市污水及工業(yè)廢水處理的高效絮凝劑.實驗室制取氫氧化鐵膠體的方法是______(填字母序號)。
A.將飽和的FeCl3溶液滴入沸水中,生成棕黃色液體即可
B.在FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液
C.將飽和的FeCl3溶液滴入沸水,并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色液體
D.將飽和的FeCl3溶液滴入沸水,并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色沉淀
證明此膠體已經(jīng)制成的最簡單方法為______。
(3)FeCl3可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{,化學方程式如下: FeCl3+ KI= FeCl2+ I2+ KCl,配平上述反應方程式,并在上式上用雙線橋法標出該反應電子轉移的方向和數(shù)目。________
(4)向(3)反應后的溶液中加入CCl4溶液,振蕩、靜置后會發(fā)現(xiàn)_____層(填“上”或“下”)液體的顏色為______色,再將混合液倒入______(填儀器名稱)中,將兩層液體分離。
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【題目】(1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑,成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取辛烷值汽油,該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破性進展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol
試寫出25℃、101kPa條件下,CO2與H2反應生成汽油(以C8H18表示)的熱化學方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常數(shù)K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常數(shù)K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=______(用含K1、K2的表達式表示),該反應△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有___________(填寫兩項)。
③催化劑和反應體系的關系就像鎖和鑰匙的關系一樣,具有高度的選擇性。下列四組實驗,控制CO2和H2初始投料比均為1:2.2,經(jīng)過相同反應時間(t1min)。
溫度(K) | 催化劑 | CO2轉化率(%) | 甲醇選擇性(%) | 綜合選項 |
543 | Cu/ZnO納米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO納米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO納米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO納米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的數(shù)據(jù)可知,相同溫度下不同的催化劑對CO2的轉化為CH3OH的選擇性有顯著影響,根據(jù)上表所給數(shù)據(jù)結合反應原理,所得最優(yōu)選項為___________(填字母符號)。
(3)以CO、H2為原料合成甲醇的反應為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在體積均為2L的三個恒容密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分別都充入1molCO和2molH2,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變。下圖為三個容器中的反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)示意圖,其中有一個容器反應一定達到平衡狀態(tài)。
①0~5min時間內容器Ⅱ中用CH3OH表示的化學反應速率為_________________。
②三個容器中一定達到平衡狀態(tài)的是容器________(填寫容器代號)。
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