Cl2合成有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。
完成下列填空:
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式K= ;若反應(yīng)容器的容積為2L,8min后達到平衡,測得容器內(nèi)物質(zhì)由2.5mol減少至2.25mol,則HCl的平均反應(yīng)速率為 mol/L? min。
(2)若該反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達平衡時,下列敘述正確的是 。
a.v (HCl)="2" v(Cl2)
b.4v正(HCl)= v逆(O2)
c.又加入1mol O2,達新平衡時,HCl的轉(zhuǎn)化率增大
d.分離出H2O,達新平衡時,v正(HCl)增大
(3)下圖是該反應(yīng)兩種投料比[n (HCl):n (O2)分別為4:1和2:1 ] 下,反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。下列敘述正確的是 。
a.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
b.其他條件不變,升高溫度,平衡常數(shù)K值增大
c.若平衡常數(shù)K值變大,達新平衡前v逆始終減小
d.若平衡常數(shù)K值變大,則平衡向正反應(yīng)方向移動
(4)投料比為4:1、溫度為400℃時,平衡混合物中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。
(1) (1分) 0.0625mol/L?min (1分)
(2)a c(2分)
(3)a d(2分)
(4)0.3529(0.353、0.35均可)(2分)
解析試題分析:(1)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)方程式4HCl+O22Cl2+2H2O可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù);8min后達到平衡,測得容器內(nèi)物質(zhì)由2.5mol減少至2.25mol,則:
4HCl+O22Cl2+2H2O 物質(zhì)的量減少△n
4mol 1mol
n(HCl) 2.5mol-2.25mol=0.25mol
所以n(HCl)=0.25mol×4=1mol
則c(HCl)=1mol÷2L=0.5mol/L
故v(HCl)=0.5mol/L÷8min=0.0625mol/(L?min)
(2)a.平衡時不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故v(HCl)=2v(Cl2),因此a正確;b.4v正(HCl)=v逆(O2),即4v正(HCl): v逆(O2)=1:4,不等于化學(xué)計量數(shù)之比4:1,反應(yīng)未到達平衡,向逆反應(yīng)進行,故b錯誤;c.加入1mol O2,氧氣的濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,HCl的轉(zhuǎn)化率增大,故c正確; d.分離出H2O,生成的濃度降低,達新平衡時,v正(HCl)降低,故d錯誤,答案選ac。
(3)a.由圖可知,投料比一定時,溫度越高HCl的轉(zhuǎn)化率越低,故該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此a正確;b.升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)k降低,故b錯誤;c.平衡常數(shù)增大應(yīng)降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,改變體積瞬間反應(yīng)速率降低,此后正反應(yīng)速率降低、逆反應(yīng)速率增大,故c錯誤;d.平衡常數(shù)增大應(yīng)降低溫度,該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),平衡向正反應(yīng)方向移動,故d正確,答案選ad。
(4)增大一種反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,故投料比n(HCl):n(O2)=2:1到達平衡時HCl的轉(zhuǎn)化率更高。由圖象可知,a曲線表示的HCl的轉(zhuǎn)化率更高,故a表示投料比為2:1,b表示投料比為4:1。由圖可知,投料比為4:1、溫度為40℃時,HCl的轉(zhuǎn)化率為75%,設(shè)n(HCl):=4mol、n(O2)=1mol,則參加反應(yīng)的HCl為4mol×75%=3mol,則:
4HCl+O22Cl2+2H2O
起始量(mol) 4 1 0 0
變化量(mol) 3 0.75 1.5 1.5
平衡量(mol) 1 0.25 1.5 1.5
所以平衡混合物中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是=0.3529。
考點:考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的有關(guān)計算;外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測定。將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) △H =" a" kJ/mol
實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡總壓強/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡氣體總濃度/mol·L-1 | 2.4×10-3 | 3.4×10-3 | 4.8×10-3 | 6.8×10-3 | 9.4×10-3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。根據(jù)題意完成下列問題:
(1)反應(yīng)達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=_________________,升高溫度,K值___________(填“增大”、“減小”或“不變”),平衡向 方向移動。
(2)在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________________。
(3)在其他條件不變的情況下,將處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2,下列有關(guān)該體系的說法正確的是________(選填選項字母)。
A.氫氣的濃度減少 |
B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率也加快 |
C.甲醇的物質(zhì)的量增加 |
D.重新平衡時增大 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)固定和利用CO2能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。某科學(xué)實驗將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如右圖所示(實線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)代表的意思是:在l min時H2的物質(zhì)的量是6mol。
①下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是__________,最小的是______________。
A.0~1min | B.1~3min | C.3~8min | D.8~11min |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)最新“人工固氮”的研究報道:常溫常壓.光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng):2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g)+ Q
已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如右圖,則此反應(yīng)的 Q 0 (填“>”“<”或“=”)。
(2)常溫下,如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時, (選填編號)。
A.容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化 B.v(N2)/ v(O2)=2:3
C.容器中氣體的密度不隨時間而變化 D.通入稀有氣體能提高反應(yīng)的速率
(3)將反應(yīng)生成的混合氣體通入水中即可得氨水。用水稀釋0.1mol·L-1氨水,溶液中隨著水量的增加而增大的是 (填字母標(biāo)號)。
A.c(H+)×c(NH3·H2O)/c(OH-) B.c(NH4+)×c(OH-)/c(NH3·H2O)
C.c(H+)·c(OH-) D.
(4)常溫下,在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達到平衡后,在其他條件不變時,通入2mol N2,請在右圖中畫出正(v正).逆(v逆)反應(yīng)速率隨時間t變化的示意圖。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
金屬鎢用途廣泛,主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金,以及燈泡的燈絲。高溫下,在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢,其總反應(yīng)為:
WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) 請回答下列問題:
(1)在一定溫度下進行上述反應(yīng),若反應(yīng)容器的容積為0.5 L,2min后達到平衡,測得固體的質(zhì)量減少了4.80 g,則H2的平均反應(yīng)速率_________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=___________
(2)某溫度下反應(yīng)達平衡時,H2與水蒸氣的體積比為2:3,則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為__________;隨溫度的升高,H2與水蒸氣的體積比減小,則該反應(yīng)為 ____(填“吸熱”或“放熱”) 反應(yīng)。
(3)一定溫度下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。
A.混合氣體的總壓強保持不變 B.v正(H20)= v正(H2)
C.混合氣體的密度保持不變 D.混合氣體的平均式量保持不變
(4)鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā),使燈絲變細,加入I2可延長燈管的使用壽命,其工作原理為:W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列說法正確的有__________。
A.溫度升高時,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率減慢
B.WI4在燈絲上分解,產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上
C.WI4在燈管壁上分解,使燈管的壽命延長
D.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技術(shù)原理為:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反應(yīng)中n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如右圖所示。
(1)下列敘述正確的是
A.點a的正反應(yīng)速率比點b的大
B.點c處反應(yīng)達到平衡
C.點d和點e處的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反應(yīng)至t2時刻達到平衡,則n(NH3)比圖中e點的值大
(2)在容積為2.0 L恒容得密閉容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下達到平衡時,NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%。該條件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數(shù)值為:___。
(3)K值越大,表明反應(yīng)達到平衡時( )。
A. H2的轉(zhuǎn)化率一定越高 B.NH3的產(chǎn)量一定越大
C.正反應(yīng)進行得越完全 D.化學(xué)反應(yīng)速率越大
(4)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),實現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨。其實驗裝置如圖。陽極的電極反應(yīng)為:H2-2e→2H+,則陰極的電極反應(yīng)為:_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法。該法的工藝流程為CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42- (黃色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O
(1)若平衡體系的pH=2,該溶液顯________色。
(2)能說明第①步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是__________。
a.Cr2O72-和CrO42-的濃度相同
b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原1 mol Cr2O72-離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至_______。
方法2:電解法。該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解進行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做電極的原因為__________________。
(6)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)_________________________________。溶液中同時生成的沉淀還有__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(16分)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多種方法。
(1)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖31-1所示:
①由圖31-1可知SCR技術(shù)中的氧化劑為: 。
②圖31-2是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率,由圖可知最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為: 、 。
③用Fe做催化劑時,在氨氣足量的情況下,不同c(NO2)/c(NO)對應(yīng)的脫氮率如圖31-3所示,脫氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)= 。已知生成1molN2反應(yīng)放出的熱量為QkJ,此時對應(yīng)的脫氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)利用噴霧干燥法脫硫工藝是除去SO2的常見方法,先將含SO2的廢氣溶于水,再用飽和石灰漿吸收,具體步驟如下:
SO2(g)+H2O(l)H2SO3(l)H+(aq)+HSO3—(aq) I
HSO3—(aq)H+(aq)+SO32—(aq) II
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq) III
Ca2+(aq)+SO32—(aq)CaSO3(s) IV
④步驟II的平衡常數(shù)K的表達式為 。
⑤該溫度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持為0.70mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,則吸收后溶液中的SO32-的濃度。(寫出計算過程,保留2位有效數(shù)字)
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