20.氮元素能形成多種多樣的化合物.
(1)己知N2O4(g)═2NO2(g)△H=+57.20kJ/mol,t℃時,將一定量的NO2、N2O4,充人一個容器為2L的恒容密閉容器中,濃度隨時間變化關(guān)系如表所示:
時間/min051015202530
c(X)/(mol/L)0.2c0.60.61.0c1c1
c(Y)/(mol/L)0.6c0.40.40.4c2c2
①c(X)代表NO2(填化學式)的濃度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.9.
②20min時改變的條件是增大二氧化氮濃度;重新達到平衡時,NO2的轉(zhuǎn)化率將b(填選項前字母).
a.增大     b.減小     c.不變   d.無法判斷
③t℃時,下列情況不能說明該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是A;
A.混合氣體的密度保持不變             B.混合氣體的顏色不再變化
C.混合氣體的氣體壓強保持不變         D.N2O4 與NO2的物質(zhì)的量比為10:3
④若反應(yīng)在t℃進行,某時刻測得n(NO2)=0.6mol、n(N2O4)=1.2mol,則此時v(正)>v(逆)(填“>”、“<”或“=”).
(2)已知2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225kJ/mol
化學鍵N-HN-NN≡NO-H
鍵能(kJ/mol)390190946460
則使1mol N2O4(l)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量是1793kJ.

分析 (1)①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L,前10min內(nèi),X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L,同一可逆反應(yīng)同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化量之比等于其計量數(shù)之比;
該反應(yīng)化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$;
②20min時二氧化氮濃度增大、四氧化二氮濃度不變,改變的條件應(yīng)該是改變二氧化氮濃度;
增大二氧化氮濃度,相當于增大壓強,平衡向氣體體積減小方向移動,據(jù)此判斷二氧化氮轉(zhuǎn)化率變化;
③反應(yīng)前后改變的物理量不變時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài);
④先計算濃度商,根據(jù)濃度商與化學平衡常數(shù)相對大小確定平衡移動方向;
(2)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能.

解答 解:(1)①X、Y的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L,前10min內(nèi),X濃度增大了0.4mol/L、Y的濃度減小0.2mol/L,同一可逆反應(yīng)同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化量之比等于其計量數(shù)之比,X、Y的計量數(shù)之比等于其濃度變化量之比=0.4mol/L:0.2mol/L=2:1,所以X是NO2;
該反應(yīng)化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$=$\frac{0.{6}^{2}}{0.4}$=0.9,
故答案為:NO2;0.9;
②20min時二氧化氮濃度增大、四氧化二氮濃度不變,改變的條件應(yīng)該是增大二氧化氮濃度;
增大二氧化氮濃度,相當于增大壓強,平衡向氣體體積減小方向移動,所以平衡逆向移動,則二氧化氮轉(zhuǎn)化率減小,
故答案為:增大二氧化氮濃度;b;
③A.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變、容器體積不變,所以密度始終不變,則不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài),故錯誤;
B.只有二氧化氮有色,如果混合氣體的顏色不再變化,說明二氧化氮濃度不變,則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;
C.反應(yīng)前后氣體體積增大,壓強增大,當混合氣體的氣體壓強保持不變時,正逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;         
D.當N2O4 與NO2的物質(zhì)的量比為10:3,其物質(zhì)的量濃度之比=10:3,其濃度商=$\frac{3×3}{10}$=0.9=K,則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;
故選A;
④該溫度下某時刻c(NO2)=0.3mol/L、c(N2O4)=0.6mol/L,濃度商=$\frac{0.3×0.3}{0.6}$=0.15<K,
平衡正向移動,則v(正)>v(逆),
故答案為:>;
(2)設(shè)1mol N2O4(1)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量QKJ,則:
190kJ/mol×2+390kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-460kJ/mol×8=-1225 kJ/mol,
解得Q=1793,
故答案為:1793kJ.

點評 本題考查化學平衡有關(guān)知識,涉及化學平衡計算、反應(yīng)熱計算、化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡常數(shù)計算等知識點,側(cè)重考查學生分析計算能力,易錯點是(1)③中的D選項,要結(jié)合平衡常數(shù)與濃度商關(guān)系確定平衡狀態(tài),題目難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.氫氟酸是一種弱酸,可用來刻蝕玻璃.已知25℃時:
①HF(aq)+OH-(aq)═F-(aq)+H2O(l)△H=-67.7kJ•mol-1
②H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1
下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為:HF(aq)?F-(aq)+H+(aq)△H=+10.4 kJ•mol-1
B.NaF水解時的熱化學方程式為F-(aq)+H2O(aq)=HF(aq)+OH-(aq)△H=+67.7KJ•mol
C.溶液溫度升高后,一定能促進弱電解質(zhì)的電離
D.將含有0.1molHF與0.1molNaOH的兩種物質(zhì)混合后放出的熱量為6.77KJ

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.可逆反應(yīng)①A(g)+2B(g)?2C(g) ②2E(g)?F(g)+G(g) 分別在密閉容器的兩個反應(yīng)室中進行,反應(yīng)室之間有可滑動、無摩擦的密封隔板.反應(yīng)開始和達到平衡時有關(guān)物理量變化如圖所示:

(1)反應(yīng)①是放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
(2)達到平衡I時,體系壓強與反應(yīng)開始時體系壓強之比為20:23.
(3)平衡I和平衡Ⅱ中,E的體積分數(shù)不相等(填“相等”、“不相等”、“無法確定”).
(4)達平衡I時,計算A的轉(zhuǎn)化率$\frac{15}{23}$(用分數(shù)表示).

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

8.氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
(1)氫氣燃燒熱值高.實驗測得,在常溫常壓下,1g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9kJ熱量.則H2燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol.
(2)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景.現(xiàn)用氫氧燃料電池進行示實驗(電解質(zhì)溶液為KOH):
①氫氧燃料電池中,正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-
 ②氫氧燃料電池中,負極的電極反應(yīng)式為2H2-4e-+4OH-=2H2O
(3)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol
①當合成氨反應(yīng)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如右圖所示.圖中t1時引起平衡移動的條件可能是增大壓強
②溫度為T℃時,將2a mol H2和a mol N2放入0.5L密閉容器中,充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%.則反應(yīng)的平衡常數(shù)為$\frac{4}{{a}^{2}}$.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.對燃煤煙氣和汽車尾氣進行脫硝、脫碳和脫硫等處理,可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等目的.汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$ N2(g)+2CO2(g)+Q(Q>0).
一定條件下,在一密閉容器中,用傳感器測得該反應(yīng)在不同時間的NO和CO濃度如表:
時間/s012345
c(NO)/mol•L-11.00×10-34.50×10-42.50×10-41.50×10-41.00×10-41.00×10-4
c(CO)/mol•L-13.60×10-33.05×10-32.85×10-32.75×10-32.70×10-32.70×10-3
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c({N}_{2}).{c}^{2}(C{O}_{2})}{{c}^{2}(CO).{c}^{2}(NO)}$.
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)=1.875×10-4mol/(L•s);
    達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為25%.
(3)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是bd
a.2υ(NO)=υ(N2)             b.容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
c.容器中氣體的密度不隨時間而變化    d.容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化
(4)采用低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù),同時吸收SO2和NOx,獲得(NH42SO4的稀溶液.往(NH42SO4溶液中再加入少量(NH42SO4固體,$\frac{c(NH_4^+)}{{c(SO_4^{2-})}}$的值將變大(填“變大”、“不變”或“變小”)
(5)有物質(zhì)的量濃度相等的三種銨鹽溶液:①NH4Cl    ②NH4HCO3  ③NH4HSO4,這三種溶液中水的電離程度由大到小的順序是②>①>③(填編號);
(6)向BaCl2溶液中通入足量SO2氣體,沒有沉淀生成,繼續(xù)滴加一定量的氨水后,生成BaSO3沉淀.用電離平衡原理解釋上述現(xiàn)象飽和SO2溶液中電離產(chǎn)生的SO32-很少,因此沒有沉淀.加入氨水后,促進H2SO3的電離,SO32-離子濃度增大,有沉淀產(chǎn)生.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.下列各組離子,能在溶液中大量共存的是( 。
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-B.H+、Ca2+、CO32-、NO3-
C.Cu2+、K+、SO42-、NO3-D.Na+、HCO3-、K+、H+

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.實驗室有一包固體粉末樣品可能是MgCO3、Fe2O3和FeO的混合物.
I.甲學生設(shè)計實驗方案,以確定樣品中是否含有FeO,除樣品外,實驗室只提供以下試劑:KMnO4溶液、鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液,請你描述甲學生的實驗操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論:取少量樣品于試管中,加入稀硫酸溶解,再加入少量KMnO4溶液,溶液不褪色,說明樣品中沒有FeO
 II.經(jīng)甲學生實驗確定該樣品中不存在FeO,乙學生想在甲學生的實驗基礎(chǔ)上進一步來測定混合物中Fe2O3的含量:乙學生準備用如圖所示各儀器按一定順序連接成一套完整的裝置進行實驗,以測定Fe2O3的質(zhì)量分數(shù).

請回答下列問題:
(1)盛裝鹽酸的儀器的名稱是分液漏斗,裝置的連接順序是:B、D、A、C(填圖中字母序號,各儀器只能選用一次).
(2)實驗過程中需要持續(xù)通入空氣,其作用除可以起到“攪拌”A、D中反應(yīng)物以實現(xiàn)充分反應(yīng)外,還有一個重要作用是:將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體盡可能徹底的趕入裝置A中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收.
(3)為提高測定的準確度,在B中最應(yīng)加入的物質(zhì)是:d(填字母編號).
a.飽和NaHCO3溶液      b.蒸餾水     c.濃硫酸     d.NaOH溶液
(4)在進行乙學生的實驗方案評價時,有學生認為不必測定A中沉淀的質(zhì)量,而只要測出裝置A在吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體前后的質(zhì)量差,就能完成實驗要求.實驗證明,若用此法測得Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)將偏小(填“偏大”、“偏小”或“不變”).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.分子組成為 CnH2n+2O 的有機物A,其水溶液不會使紫色石蕊試液變色.
(1)A液體與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣,說明A 有機物分子中含有羥基 (填名稱)官能團.
(2)在A中加入濃硫酸并加熱,生成分子量為42的氣態(tài)烴B,將B通入溴水中,溴水褪色,生成油狀物C.
則A的結(jié)構(gòu)簡式可能是CH3CH2CH2OH、CH2CH(OH)CH3、B的結(jié)構(gòu)簡式是CH2=CH-CH3、C的結(jié)構(gòu)簡式是CH3-CHBr-CH2Br.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.下列各離子組在指定溶液中能大量共存的是( 。
A.強堿性溶液:Mg2+、NH4+、Cl-、NO3-
B.使甲基橙變紅的溶液:Na+、Fe3+、Cl-、S2O32-
C.無色溶液中:K+、Al3+、HCO3-、Cr2O72-
D.常溫下,$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1×10-12的溶液:K+、Na+、AlO2-、CO32-

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