精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】(一)镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为

Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0

Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g) ΔH>0

完成下列填空:

1)在温度不变的情况下,要提高反应①中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有________

2)已知在一定条件下2L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示。Ni(CO)4010min的平均反应速率为_____

3)若反应②达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时___

a.平衡常数K增大 bCO的浓度减小

cNi的质量减小 dυ[Ni(CO)4]增大

(二)已知NO2N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol1,一定温度下,将1molN2O4充入一恒压密闭容器中。

1)下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是___

2)若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数____(填“增大”“不变”或“减小”),反应3sNO2的物质的量为0.6mol,则03s内的平均反应速率υ(N2O4)___mol·L1·s1

3)达到平衡后,若向该恒压容器中再充入0.5molHe,则平衡将__(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)

4)该反应在温度分别为T1T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是___(填字母序号)

a.AC两点气体的颜色:A深,C

b.AC两点NO2的转化率:AC

c.BC两点的气体的平均相对分子质量:BC

d.由状态B到状态A,可以用加热的方法

(三)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:

1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:

已知:

C4H10(g) C4H8(g)H2(g) ΔH1

C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g) ΔH2=-119kJ·mol1

H2(g)O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ·mol1

反应①的ΔH1____kJ·mol1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x___0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是___(填标号)

A.升高温度 B.降低温度

C.增大压强 D.降低压强

2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是__

【答案】增大CO浓度 加压 0.05 mol·L1·min1 bc ad 不变 0.1 向左移动 bd +123 小于 AD 氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大

【解析】

(一)

1)反应Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0是放热反应,正反应气体体积减小,依据平衡移动原理分析;

2)粗镍的纯度98.5%1~10min内粗镍质量减少100g-41g═59g;由于杂质与CO不反应,依据化学方程式计算NiCO4物质的量得到变化浓度,根据化学反应速率概念计算得到;

3)反应②为吸热反应,因此反应②达到平衡后,降温,平衡逆向进行,反应平衡常数K变小、CO的浓度与Ni的质量均减小、因温度降低,υ[NiCO4]减小;

(二)

1)根据反应的特点和化学平衡的标志分析作答;

2)平衡常数是温度的函数,只受温度影响,故平衡常数不变;先利用公式计算υNO2),再用化学反应速率之比等于化学计量数之比;

3)恒温恒压时充入稀有气体,容器容积增大,各反应成分浓度降低,反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动。

4a.相同温度下,增大压强达到新的平衡,体系中各种物质的浓度均增大,体系颜色变深,即A浅,C深,a错误;b.增大压强,平衡右移,二氧化氮的转化率增大,b正确;c. 根据图像,BC两点所处平衡状态中各组分的体积分数分别相等,即它们的平均相对分子质量相等,c错误;d. 该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO2体积分数增大,则T1<T2,可以通过加热的方法由状态B移动到状态Ad正确;

(三)

1)根据盖斯定律,②式-③式可得①式的H1;由(a)图定温度,压强由0.1MPa变化到xMPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,结合反应前后气体体积的变化分析x;要使丁烯的平衡产率增大,需通过改变温度和压强使平衡正向移动;

2)丁烷分解产生丁烯和氢气,增加氢气的量,①的逆反应速率增大,丁烯的产率下降。

(一)

1)反应①是气体体积减少的放热反应,因此在温度不变的情况下,采取增大体系压强、增大CO浓度等措施均可使反应正向进行,提高NiCO4的产率;故答案为:增大CO浓度;加压;

21~10min内粗镍质量减少100g-41g═59g;由于杂质与CO不反应,则反应的镍的物质的量为59g÷59g/mol=1mol,在010min内生成NiCO4的物质的量为1mol,故在010minυ[NiCO4]= =0.05 mol·L1·min1;故答案为:0.05 mol·L1·min1

3)反应②为吸热反应,因此反应②达到平衡后,降温,平衡逆向移动;

a. 温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向移动,平衡常数减小,a错误;

b. 温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向移动,一氧化碳浓度减小,b正确;

c. 依据反应分析,温度降低反应②逆向移动,镍质量减小,c正确;

d.温度降低,υ[NiCO4]减小,d错误;

故答案为:bc

(二)

1a.正反应是气体分子数减小的反应,在温度和压强恒定的条件下,建立平衡过程中容器体积变大,气体质量不变,则气体密度变小,达到了平衡状态时混合气的密度不变,故a正确;

b.反应热ΔH只与反应方程式有关,是一个不变量,H不变不能说明反应达到平衡状态,故b错误;

c.图示NO2N2O4表示的都是正反应速率,两者表示的正反应速率之比始终等于2:1,不能判断反应是否达到平衡状态,故c错误;

d.开始N2O4的转化率在增大,后来转化率不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故d正确;

正确答案是ad

2)平衡常数是温度的函数,只受温度影响,由于温度不变,故平衡常数不变。由题意可知,υ(NO2)=0.6mol÷1L÷3s=0.2molL-1s-1,化学反应速率之比等于化学计量数之比,故υ(N2O4)=0.1molL-1s-1

3)恒压容器中再充入He,体积增大,相当于减压,平衡向左移动;

4a. 相同温度下,增大压强虽然平衡正向移动,但体系中各种物质的浓度均增大,体系颜色变深,即A浅,C深,a错误;

b.增大压强,平衡右移,二氧化氮的转化率增大,转化率A<Cb正确;

c. 根据图像,BC两点所处平衡状态中各组分的体积分数分别相等,即它们的平均相对分子质量相等,c错误;

d. 该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO2体积分数增大,则T1<T2,可以通过加热的方法由状态B移动到状态Ad正确;

故选bd

(三)

1)②C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H22=-119kJ·mol1;③H2(g)O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ·mol1,②③得①式C4H10(g)=C4H8(g)H2(g) ΔH1= +123kJmol1;由(a)图可知温度相同时,由0.1MPa变化到xMPa,丁烷转化率增大,即平衡正向移动,该反应是气体体积增大的反应,所以x的压强更小,x<0.1;由于反应①为吸热反应,温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,反应①的正向体积增大,减压时平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,因此AD正确,故答案为:+123;小于;AD

2)丁烷分解产生丁烯和氢气,开始氢气量较少时,氢气的作用是活化催化剂,氢气是反应①的产物之一,增大氢气的量,逆反应速率增大,丁烯的产率降低,故答案为:氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】标准状况下,1.68L无色的可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水中,得到白色沉淀质量为15g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g

(1)燃烧产物中水的质量为_____g

(2)若原气体是单一气体,则其分子式为_____,若将该气体设计成碱性(KOH)燃料电池,请写出负极反应式_____

(3)若原气体是由两种等物质的量的气态烃组成的混合物,请写出它们的分子式________(请写出两组)

(4)若原气体是由两种等物质的量的气体组成的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式______(请写出两组)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列说法不正确的是( )

A.麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应

B.在酸性条件下,的水解产物是

C.用溴水即可鉴别苯酚溶液,2,4-已二烯和甲苯

D.用甘氨酸和丙氨酸缩合最多可形成4种二肽

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】化学中常借助曲线图来表示某种变化过程,有关下列四个曲线图的说法不正确的是( )

A.对反应:aA(s)2B(g) xC(g),根据图①可以求出x2

B.图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化

C.图③表示压强对可逆反应2A(g)2B(g) 3C(g)D(g)的影响,乙的压强大

D.升高温度,图④表示的反应中反应物的转化率增大

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列离子方程式正确的是(

A.强碱性溶液中NaClOFe(OH)3氧化为FeO42-3ClO+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl+4H++H2O

B.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O

C.用稀硫酸除去硫酸钠溶液中少量的硫代硫酸钠:S2O32-+2H+=SO2+S+H2O

D.NH4HCO3溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO3-+OH=CaCO3+H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】所下列化学用语的理解正确的是(

A.比例模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子

B.电子式H既可以表示羟基,也可以表示氢氧根离子

C.丙烯的最简式可表示为CH2

D.结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某化合物6.4g在氧气中完全燃烧,只生成8.8gCO27.2gH2O。下列说法正确的是(

A.该化合物仅含碳、氢两种元素

B.该化合物中碳、氢原子个数比为18

C.无法确定该化合物是否含有氧元素

D.该化合物中一定含有氧元素

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】常温下,实验测得溶液,平衡时碳的分布系数各含碳微粒的浓度占含碳各种微粒浓度之和的分数pH的关系如图所示。下列说法正确的是

A.常温下,

B.时,溶液中不存在的水解平衡

C.pH时,随着pH值的增大,增大

D.时,有

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知:25℃时,碳酸(H2CO3)的电离常数Ka1=4.5×10-7Ka2=5.0×10-11。常温下,向20mL0.1molL-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1molL-1的盐酸40mL,溶液中含碳元素各微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量分数随溶液pH的变化如图所示,下列说法错误的是(

A.随着盐酸的加入,溶液中的值增大

B.加入盐酸至溶液pH=8的过程中,水的电离程度逐渐减小

C.pH=7时,溶液中c(Na+)>c(HCO3-)>cCl-)

D.当溶液中c(HCO3-)c(CO32-)=21时,溶液的pH=10

查看答案和解析>>

同步练习册答案