【题目】在容积为10L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0molA和2.2molB,在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1。
试回答下列问题:
(1)能判断上述反应达到化学平衡状态的依据是________________(填写字母)
A.器中压强不变
B.混合气体中c(A )不变
C.2v (B ) =v (D ) D.c(A) =c(C)
(2)利用图1中数据计算800℃时的平衡常数K=______________。
(3)700℃时,某时刻测得休系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应____________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)
(4)在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4molol CO和8molH2合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①该反应的正反应属于_________反应(填“吸热”或“放热”),图2中x_____0.1(填“大于”或“小于”)。
②在0.1 MPa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为_______mol。
③若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO、8 mol H2,与原平衡相比,达到平衡时CO的转化率_______(填“增大”,不变”或“减小”,下同),平衡常数K_____。
【答案】AB 9 向正反应方向进行 放热 大于 8 增大 不变
【解析】
(1)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明到达平衡;
(2)先利用三段式求出各物质平衡浓度,再根据计算平衡常数;
(3)将物料“一边倒”然后利用等效平衡理论进行分析;
(4)①根据图像分析温度对CO转化率的影响从而判断反应的吸放热;
②在0.1MPa、100℃的条件下,平衡时CO转化率为0.5,转化的CO为4mol×0.5=2mol,根据差量法计算气体物质的量减少量,进而计算平衡时混合气体物质的量;
③若在恒温恒容的条件下,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变。
:(1)A.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,随反应进行,容器内压强减小,当反应到达平衡状态时,容器中压强不变,所以能作为判断化学平衡的依据,故A正确;
B.反应到达平衡状态时,混合气体中c(A)不变,说明到达平衡,故B正确;
C.应是v正(B)=2v正(D)时反应处于平衡状态,2v正(B)=v逆(D)时逆反应速率较快,平衡逆向进行,故C错误;
D.当c(A)=c(C)时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物浓度及转化率有关,故D错误;
故答案为:AB;
(2)800℃平衡时生成D为0.6mol,则:
注意容器的体积为10L,所以=;
(3)700℃时,根据图表可知平衡时n(D)=0.45mol,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,等效为开始投入2molA、4.4molB到达的平衡,与原平衡时相比,压强增大,平衡正向移动,平衡时D的物质的量应大于原平衡的2倍,即平衡时D应大于0.9mol,所以平衡向正反应方向移动;
(4)①由图可知,压强一定时,随温度升高CO的转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,而升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,温度一定增大,增大压强,平衡正向进行,CO转化率增大,判断x大于 0.1MPa,
故答案为:放热;大于;
②在0.1MPa、100℃的条件下,平衡时CO转化率为0.5,转化的CO为4mol×0.5=2mol,
根据方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知消耗1molCO气体的物质的量减少2mol,所以平衡时混合气体物质的量为4mol+8mol-2mol×2=8mol;
③在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入4 molCO,8 mol H2,等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,CO的转化率增大;化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,故答案为:增大;不变。
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【题目】某同学按右图所示的装置进行实验。 A、B为两种常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。当 K 闭合时,在交换膜处 SO42-从右向左移动。下列分析正确的是
A.溶液中A2+浓度减小
B.B 的电极反应: B-2eˉ=B2+
C.y 电极上有 H2产生,发生还原反应
D.反应初期,x电极周围出现白色胶状沉淀,不久沉淀溶解
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【题目】2018年1月3日,人民日报披露一重大消息:浙江大学高分子科学与工程学系高超团队,研制出了一种新型石墨烯铝电池。经测试,它在25万次充放电循环后仍能保持的容量;同时其倍率性能优异,快速充电可秒内完满电。它的正极是石墨烯薄膜,负极是金属铝,电解质为阳离子与阴离子组成的离子液体。图为该电池放电过程示意图,为石墨烯,下列说法正确的是
A.充电时,每生成1molAl,电解质溶液中会增加
B.充电时,为阳极,电极方程式为
C.放电时,正极反应方程式为
D.放电时,电解质中的阳离子会发生反应
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【题目】重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________,滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH使之变____________(填“大”或“小”),原因是___________________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
(5)某工厂用m1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_____________。
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【题目】依据下列甲、乙、丙三图判断,下列叙述不正确的是
A.甲是原电池,乙是电镀装置
B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应
C.乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解
D.丙装置中,若粗铜中含有Au、Ag、Fe、Zn等杂质,电解后Au、Ag形成阳极泥
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【题目】盐在化学工业中有重要的应用,请回答下列问题。
(1)用离子方程式表示FeCl3可作净水剂的原因:______________________________。
(2)常温下,在pH=3的硫酸与pH =11的Na2S溶液中,水电离出来的c(OH-)之比为_______
(3)物质的量浓度相等的下列溶液①NH4Cl②NH4 HSO4③(NH4 ) 2SO4④CH3 COONH4⑤NH3 H2O,溶液中的C(NH4 +)由大到小的顺序是__________________(用序号表示)。
(4)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表:
Ka1 | Ka2 | |
H2SO3 | 1.3x10-2 | 6.3x10-8 |
H2CO3 | 4.2x10-7 | 5.6x10-11 |
①0.10 mol L-1NaHSO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________
②向NaHCO3溶液中通入少量二氧化硫时反应的离子方程式为__________________________
(5)已知 25 ℃ 时 Ksp[Mg(OH)2] =1.8×10-11, Ksp[Cu(OH)2] =2.2 ×10-20.25 ℃时,向浓度均为0.1 mol L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________(填化学式)沉淀;当体系中两种沉淀共存时,=_______。
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【题目】高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是
A.放电时负极反应为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O
C.放电时每转移3mol电子,正极有1mol K2FeO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
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【题目】工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,要进行必要的处理。
两种离子在溶液中存在如下平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
现对某工业废水进行检测并做沉降处理,请回答下列问题:
(一)取样该工业废水,检测其中铬的含量。
步骤Ⅰ: 取25.00 mL废水,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液,Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O然后滴入几滴指示剂。步骤Ⅲ:将一定体积的0.1000mol·L-1 Na2S2O3溶液装入碱式滴定管中,进行滴定操作,滴定结果如下:(I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6)
滴定次数 | Na2S2O3溶液起始读数/mL | Na2S2O3溶液终点读数/mL |
笫一次 | 1.02 | 19.03 |
第二次 | 2.00 | 19.99 |
第三次 | 0. 20 | 18.20 |
步骤Ⅳ:将上述反应后溶液进行pH调节、过滤等处理,回收沉淀,滤液倒入下水道。
(1)步骤Ⅰ加入稀硫酸酸化的目的是_____________________________;
(2)步驟Ⅱ判断滴定达到终点的现象是___________________________;
(3)以下操作会造成废水中铬含量测定值偏高的是_________________;
A. 滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B. 盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D. 清洗后未用标准液润洗碱式滴定管
(4)25.00mL废水经酸化后,含有Cr2O72- 的物质的量为___________mol.
(二)还原沉淀法除Cr2O72-和CrO42-
该方法的工艺流程为:
(5)能说明第①步反应达到平衡状态的是_____________;(填字母代号)
a. Cr2O72- 和CrO42- 的浓度相同
b. 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c. 溶液的颜色不变
(6)第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(7)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1,溶液的pH应调至___________。
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【题目】研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ.NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+196 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-554 kJ·mol-1
(1)请写出NO和CO转变为两种无毒无害的物质的热化学方程式_______________。
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO物质的量随时间变化如图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=30MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp =_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)
A.升温 B.增大CO浓度 C.加入催化剂 D.减小容器体积
(3)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=57.0kJ·mol1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①0~20min内,v(N2O4)=_________________。
②上述反应中,v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为__________。
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分別在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为2 CH3CHO+H2OCH3CH2 OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示
①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分別为4OH--4e-=O2↑+2H2O、__________________。
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分別注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇_______kg(计算结果保留2位小数)。
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