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【题目】焦炭是重要的工业原材料。

(1)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1;C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常数K2 ;CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 平衡常数K。则K、K1、K2,之间的关系是__________

(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+ C(s)N2(g) + CO2(g) ΔH,向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒温(反应温度分别为400T 、400℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min

0

40

80

120

160

n(NO)(甲容器)/mol

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

n(NO)(乙容器)/mol

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

n(NO)(丙容器)/mol

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

①甲容器中,0~40 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_____________

②该反应的平衡常数表达式为__________________;400℃,该反应的平衡常数为_______

③乙容器的反应温度T____400 “>”“<”“=”)

④丙容器达到平衡时,NO的转化率为___________;平衡时CO2的浓度为________

⑤在恒容密闭容器中加入焦炭并充入NO气体,下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是___

【答案】K=K2/K1 0.0125molL-1min-1 c(N2)c(CO2)/c(NO)2 0.5625 > 60% 0.3mol·L-1 A

【解析】

(1)根据三个反应的平衡常数表达式可判断平衡常数之间的关系;

(2)①根据数据,计算040 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率;

②依据反应式2NO(g)+ C(s)N2(g) + CO2(g),平衡常数表达式为c(N2)c(CO2)/c(NO)2

列出三行式,求该反应的平衡常数为;

③根据数据,在400℃时,甲丙容器,丙的充入量为甲的一半,随着反应的进行,在各个时间段内NO的浓度比甲的一半还要大,说明该反应为放热反应。再比较甲和乙,开始充入量相同,乙容器达到平衡时间短,反应快,且平衡时NO含量乙比甲多,说明温度比甲容器的高,升温平衡向逆反应方向移动,所以乙容器的反应温度T>400 ℃,

④由反应式2NO(g)+ C(s)N2(g) +CO2(g)可知,

该反应为气体分子数不变的反应,改变压强不能使平衡发生移动,甲丙两容器建立等温等容条件下的等效平衡,NO的转化率和甲容器平衡时转化率相同;平衡时CO2的浓度为甲容器的一半。

⑤可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变以此分析。

(1)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)K1=

反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)K2=

反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)中K=,所以K= K=K2/K1
故答案为K=K2/K1

(2)①根据数据,甲容器中,040 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)==0.0125molL-1min-1

故答案为0.0125molL-1min-1

②依据反应式2NO(g)+ C(s)N2(g) + CO2(g),平衡常数表达式为c(N2)c(CO2)/c(NO)2400℃,甲容器120min时达到平衡,

2NO(g)+ C(s)N2(g) + CO2(g)

起始量(mol) 2.00 0 0

转化量(mol) 1.20 0.60 0.60

平衡量(mol) 0.80 0.60 0.60

则该反应的平衡常数为=0.5625

故答案为0.5625。

③根据数据,在400℃时,甲丙容器,丙的充入量为甲的一半,随着反应的进行,在各个时间段内NO的浓度比甲的一半还要大,说明该反应为放热反应。再比较甲和乙,开始充入量相同,乙容器达到平衡时间短,反应快,且平衡时NO含量乙比甲多,说明温度比甲容器的高,升温平衡向逆反应方向移动,所以乙容器的反应温度T>400 ℃,

故答案为:>。

④由反应式2NO(g)+ C(s)N2(g) +CO2(g)可知,

该反应为气体分子数不变的反应,改变压强不能使平衡发生移动,甲丙两容器建立等温等容条件下的等效平衡,NO的转化率和甲容器平衡时转化率相同,为100%=60%;平衡时CO2的浓度为甲容器的一半,为=0.3mol/L。

故答案为60%0.3mol·L-1

⑤可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变

A.N2的百分含量不变说明达到平衡状态,故A

B.焓变对于确定的反应是恒定量,不能作为达到平衡的标志,故B不选

C. 根据反应式2NO(g)+ C(s)N2(g) + CO2(g),平均摩尔质量M=,气体总物质的量不变,气体质量增加,所以气体平均摩尔质量应增大。故C不选

D.CO2的浓度开始应为0,后来增加,故图像不正确,故D不选

故答案为:A。

练习册系列答案
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【题目】氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。

(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________

A.3v(H2)=2v(NH3)

B.单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2

C.容器内的总压强不再随时间而变化

D.混合气体的密度不再随时间变化

(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理,在一定温度下,体积为2 L的恒容密闭容器中,测得如下表所示数据。

时间/min

CH4(mol)

H2O(mol)

CO(mol)

H2(mol)

0

0.40

1.00

0

0

5

a

0.80

c

0.60

7

0.20

b

0.20

d

10

0.21

0.81

0.19

0.64

请回答下列问题:

①该温度下,上述反应的平衡常数K=________

②反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。

A.减少CH4的物质的量    B.降低温度

C.升高温度    D.充入H2

③若保持相同的温度,向2 L的恒容密闭容器中同时充入0.2 mol CH4、0.6 mol H2O、a mol CO0.5 mol H2,当a=0.2时,上述反应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行,则a的取值范围为________(已知:0.253=0.0156)

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【题目】H2R是一种二元弱酸。25℃时,向H2R溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgX[X为]与pH的变化关系如图所示。下列说法一定正确的是

A. Ⅱ表示lg与pH的变化关系

B. pH=1.22的溶液中:2c(R2-)+c(HR-)<c(Na)

C. NaHR溶液中c(H+)>c(OH-)

D. 当溶液呈中性时:c(Na)>c(HR-)>c(R2-)>c(H+)=c(OH-)

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【题目】室温时,CH3COOH的电离平衡常数为K,向20mL 0.1mol/L CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol/L NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中正确的是( )

A. b点表示的溶液中c(Na+)>c(CH3COO)

B. c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全

C. d点表示的溶液中c(CH3COO) c(H+)/c(CH3COOH)大于K

D. b、c、d三点表示的溶液中一定都存在:c(Na+)+c(H+)═c(CH3COO)+c(OH)

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【题目】某学生用0.200 0 mol·L1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:

①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上;

②固定好滴定管并使滴定管尖嘴处充满液体;

③调节液面至“0”“0”刻度线以下,并记下读数;

④移取20.00 mL待测液注入洁净的还存有少量蒸馏水的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;

⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。

请回答下列问题:

(1)以上步骤有错误的是______(填编号)。若测定结果偏高,其原因可能是________(填字母)。

A.配制标准溶液的固体NaOH中混有KOH杂质

B.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确

C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗

D.所配的标准NaOH溶液物质的量浓度偏大

(2)判断滴定终点的现象是_____________________________________

(3)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为________mL。

(4)根据下列数据,请计算待测盐酸的浓度:________mol·L1

滴定次数

待测体积(mL)

标准烧碱溶液体积(mL)

滴定前读数

滴定后读数

第一次

20.00

0.40

20.40

第二次

20.00

2.00

24.10

第三次

20.00

4.00

24.00

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【题目】关于下图所示原电池装置的叙述,正确的是

A. 铜是正极,铜片上有气泡产生

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【题目】汽车尾气中的NO与CO发生如下反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,下列说法中错误的是

A. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B. 升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢

C. 升高温度,NO转化率减小

D. 使用合适的催化剂,能增大反应速率

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A. HCOONa HCOOH的混合溶液的pH=3,则c( HCOOH)/c(HCOO)=10

B. 相同pH HCOONaNaClO溶液中离子总浓度前者大

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【题目】铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题:

1Fe原子的核外电子排布式为_____

2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由FeMn组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性能。第一电离能I1(Fe)____(填大于小于I1(Mn),原因是___

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4FeCl3可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。

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②苯酚()分子中氧原子的杂化形式为___。苯酚分子中的大π键可用符号πmn表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则m=____n=___

5Fe(CO)3NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为____(列出计算式)g·cm-3

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