【題目】在容積固定的VL密閉容器中充入4molNH3和5molO2,發(fā)生如下反應:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。請回答下列問題:
(1)下列能說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_______;
A .容器中氣體總質量不變
B. c(O2)不變
C. υ(O2)=1.25υ(NH3)
D. 體系壓強不變
E. 相同時間內,消耗0.1 mol NH3,同時消耗了0.1 mol NO
(2)已知上述反應達到平衡后,該反應各物質的濃度的定量關系稱之為K,其表達式可表示為K =。如果達到平衡時,NH3的轉化率為a,則K=_____(用含a的式子表示,數(shù)字采用指數(shù)形式)。
(3)若反應在絕熱密閉系統(tǒng)中進行時,其余條件不變,反應速率是先增大后減小。則速率逐漸增大是因為______,速率又逐漸減小的原因是_____。
(4)1mol NH3(g)在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質,放出akJ的熱量。寫出該反應的熱化學方程式_____。
(5)若將(4)所述反應設計為原電池,負極反應式 ______。
【答案】BDE [66a10]/[55(1—a)9V] 體系溫度升高 反應物濃度減小 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-4a kJ·mol—1 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O或 2NH3—6e— =N2+6H+
【解析】
(1)當化學反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不變,以此解答該題;
(2)根據(jù)化學平衡常數(shù)及三段式進行求算;
(3)根據(jù)該反應為放熱反應,反應過程中溫度升高,在反應過程中溫度升高和反應物濃度減小是影響反應速率的因素;
(4)根據(jù)熱化學方程式的書寫方法可知,物質的物質的量與反應放出的熱量成正比,氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質應為氮氣和水;
(5)原電池的負極發(fā)生氧化反應,氨氣在負極反應生成氮氣。
(1)A.反應前后都是氣體,氣體質量始終不變,容器中氣體總質量不變不能說明反應達到平衡狀態(tài);
B.c (O2)不變,說明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài);
C.υ(O2)=1.25υ(NH3),沒有說明是正反應速率還是逆反應速率,無法判斷是否達到平衡狀態(tài);
D.該反應是氣體物質的量增大的反應,反應過程中氣體的物質的量逐漸增大,壓強逐漸增大,若體系壓強不變,說明正、逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài);
E.相同時間內,消耗0.1mol NH3,同時消耗了0.1mol NO,說明正、逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài);
故答案為:BDE;
(2)根據(jù)三段式可知,
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
開始時的物質的量(mol) 4 5 0 0
改變的物質的量(mol) 4a 5a 4a 6a
平衡時的物質的量(mol) 4-4a 5-5a 4a 6a
K==;
(3)由于該反應為放熱反應,且反應在絕熱密閉系統(tǒng)中進行。所以在反應開始階段,主要受體系溫度升高的影響,反應速率增大;而隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸降低,所以在反應后階段,主要受濃度減小因素的影響,反應速率減慢;
(4)氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質應為氮氣和水,1mol氨氣燃燒放熱akJ,則熱化學方程式為4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-4a kJ·mol—1;
(5)負極是氨氣在反應,在堿性環(huán)境中反應的電極反應式為2NH3—6e-+6OH-=N2+6H2O,酸性環(huán)境中的電極反應式為2NH3—6e- =N2+6H+。
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【題目】將反應 Cu(s)+2Ag+(aq) == Cu2+(aq)+2Ag(s)設計成如圖所示原電池。下列說法中正確的是( )
A. 電極X是正極,其電極反應為Cu-2e-== Cu2+
B. 銀電極板質量逐漸減小,Y溶液中c(Ag+)增大
C. 當X電極質量變化0.64 g時,Y溶液質量變化2.16 g
D. 外電路中電流由銀極流向銅極
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【題目】CH3COOH為常見的弱酸,在工業(yè)生產和生活中有廣泛的應用。
I.(1)常溫下中和100 mL pH=3的CH3COOH溶液和1 L pH=4的CH3COOH溶液,需要等物質的量濃度的NaOH溶液的體積分別為V1和V2,則V1_______V2(填“>”、“=”或“<”) ;
(2)常溫下,用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定20.00 mL某未知濃度的CH3COOH溶液,滴定曲線如圖所示。其中A點所示溶液中c(CH3COO-)=2c(CH3COOH),C點所示溶液中存在c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)。則常溫下CH3COOH的電離常數(shù)Ka=_________,CH3COOH溶液的實際濃度為____________;
Ⅱ.1100℃時,體積為2 L的恒容容器中發(fā)生如下反應:
Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)。
(1)下列能判斷反應達到平衡狀態(tài)的是________;
A.容器中壓強不變
B.混合氣體密度不變
C.1 mol H-H鍵斷裂同時形成2 mol H-O
D.H2的體積分數(shù)不變
(2)若2 min時反應達平衡,此時氣體質量增加8 g,則用H2表示該反應的反應速率為___________;
(3)某溫度下該反應達平衡狀態(tài),測得混合氣體的平均相對分子質量為14,則該溫度下的平衡常數(shù)K為_____________;
(4)若降低溫度,K值減小,則反應的ΔH______0(填“>”或“<”) ;
(5)若反應達平衡后,加入少量的H2,再次平衡后,H2O的體積分數(shù)___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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【題目】設阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,下列說法正確的是
A. pH=3的硫酸溶液中所含H+的數(shù)目為10-3NA
B. 7.8g Na2O2與足量SO2完全反應,轉移的電子數(shù)為0. 1NA
C. 標準狀況下,11.2 L丙烷中含有的共用電子對數(shù)目為5NA
D. 0.1mol NH3與0.1 mol HC1在密閉容器中充分反應后,氣體的分子總數(shù)為0.1NA
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【題目】反應A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四種不同情況下用不同物質表示的反應速率如下,其中反應速率最大的是( )
A. v(A)=0.15 mol·L-1·min-1 B. v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C. v(C)=0.04 mol·L-1·s-1 D. v(D)=0.01 mol·L-1·s-1
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【題目】I、煤制天然氣的工藝流程簡圖如下:
⑴反應I:C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH = +135 kJ·mol-1,通入的氧氣會與部分碳發(fā)生燃燒反應。請利用能量轉化及平衡移動原理說明通入氧氣的作用:___________________________。
⑵反應II:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = 41 kJ·mol-1。如圖表示不同溫度條件下,煤氣化反應I發(fā)生后的汽氣比(水蒸氣與CO物質的量之比)與CO平衡轉化率的變化關系。
① 判斷T1、T2和T3的大小關系:______________。(從小到大的順序)
② 若煤氣化反應I發(fā)生后的汽氣比為0.8,經(jīng)煤氣化反應I和水氣變換反應II后,得到CO與H2的物質的量之比為1:3,則反應II應選擇的溫度是_______(填“T1”或“T2”或“T3”)。
⑶① 甲烷化反應IV發(fā)生之前需要進行脫酸反應III。煤經(jīng)反應I和II后的氣體中含有兩種酸性氣體,分別是H2S和_______。
② 工業(yè)上常用熱碳酸鉀溶液脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽,該反應的離子方程式是_______。
II、利用甲烷超干重整CO2技術可得到富含CO的氣體,將甲烷和二氧化碳轉化為可利用的化學品,其能源和環(huán)境上的雙重意義重大。該技術中的化學反應為:
CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) H>0
CH4超干重整CO2的催化轉化原理示意如圖:
⑷過程II,實現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學方程式是______________。
⑸假設過程I和過程II中的各步均轉化完全,下列說法正確的是_______。((填序號)
a.過程I和過程II中均含有氧化還原反應
b.過程II中使用的催化劑為Fe3O4 和CaCO3
c.若過程I投料,可導致過程II中催化劑失效
(6)一定條件下,向體積為2L的恒容密閉容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),發(fā)生反應CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) H>0,實驗測得,反應吸收的能量和甲烷的體積分數(shù)隨時間變化的曲線圖像如圖。計算該條件下,此反應的H=________________。
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【題目】LiAlH4是重要的儲氫材料,其組成類似于Na3AlF6。常見的供氫原理如下面兩個方程式所示:①2LiAlH42LiH+2Al+3H2↑,②LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑。下列說法正確的是
A. 若反應①中生成3.36L氫氣,則一定有2.7g鋁生成
B. 氫化鋰也是一種儲氫材料,供氫原理為LiH+H2O=LiOH+H2↑
C. 生成等質量的氫氣,反應①②轉移電子數(shù)之比為4:3
D. LiAlH4是共價化合物,LiH是離子化合物
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【題目】法醫(yī)常用馬氏試砷法檢驗是否砒霜(As2O3)中毒,涉及的反應如下:
Ⅰ: 6Zn+As2O3+12HCl=6ZnCl2+2AsH3(砷烷) ↑+3H2O
Ⅱ: 2AsH3=2As(黑色砷鏡)+3H2
(1)寫出砷的基態(tài)原子價電子排布式__________
(2)砷烷的空間結構為_________;砷烷中心原子雜化方式為________
(3)砷烷同族同系列物質相關性質如下表:
NH3 | PH3 | AsH3 | SbH3 | |
熔點/℃ | -77.8 | -133.5 | -116.3 | -88 |
沸點/℃ | -34.5 | -87.5 | -62.4 | -18.4 |
從PH3AsH3SbH3,熔沸點依次升高的原因是______________________,NH3分子例外的原因是__________________________________.
(4)第一電離能數(shù)據(jù)I(As)____ I(Se)
(5)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞結構與金剛石相似,如圖所示。
晶胞有兩個基本要素:原子坐標參數(shù),表示晶胞內部各原子的相對位置。如圖b所示,其中原子坐標參數(shù)X為(0,0,0),Y原子的坐標參數(shù)為(1/2,0,1/2),則Z原子的坐標參數(shù)為________。晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知立方氮化硼的密度為d gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則晶胞參數(shù)a=________nm。(列出計算式即可)
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