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2.在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为0.003mol/(L.min),反应达平衡时,c(H2)=0.03mol/L.
(2)判断该反应达到平衡的依据是①③(填序号).
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化.

分析 (1)由图可知,10min到达平衡,平衡时△c(CO2)=0.03mol/L,由方程式可知△c(CO)=△c(H2)=△c(CO2),根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(CO);
(2)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.

解答 解:(1)由图可知,10min到达平衡,平衡时△c(CO2)=0.03mol/L,由方程式可知△c(CO)=△c(H2)=△c(CO2)=0.03mol/L,即平衡时c(H2)=0.03mol/L,则v(CO)=$\frac{0.03mol/L}{10min}$=0.003mol/(L.min),故答案为:0.003mol/(L.min);0.03mol/L;
(2)①CO减少的速率和CO2减少的速率相等,而减少1molCO同时生成1mol二氧化碳,二氧化碳的生成速率与消耗速率相等,反应到达平衡,故①正确;
②反应各组分浓度与起始浓度及转化率有关,平衡时不一定相等,故②错误;
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化,说明反应到达平衡,故③正确,
故选:①③.

点评 本题考查化学平衡计算、平衡状态判断,比较基础,注意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.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.72号元素所在周期和族是(  )
A.第六周期ⅣB族B.第六周期ⅢB族C.第六周期0族D.第六周期ⅢA族

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.锂电池以锂离子非水溶剂为电解质,锂为负极,Li2FeS2为正极.电池反应为2Li+FeS2═Li2FeS2.下列推断正确的是(  )
A.放电时.将电能转化成化学能
B.充电时,阳极反应为Li++e-═Li
C.正极的电极反应式为FeS2+2e-+2Li+═Li2FeS2
D.每转移0.1mol电子,正极材料消耗12.0g

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.回答下列关于氮元素的氢化物和氧化物的问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为5,写出N2的电子式
(2)在一定温度和压强及催化剂的条件下,在2L密闭容器中,通入一定量的氮气和氢气,发生如下反应:
N2+3H2?2NH3,开始时N2的物质的量浓度为4mol•L-1,2min后N2的物质的量浓度为2mol•L-1,则用N2表示的反应速率为1mol/(L•min); 2min时,NH3物质的量为8mol.
(3)已知各破坏1mol N≡N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ.理论计算
1mol N2(g)和3mol H2(g)完全转化为2mol NH3(g)的反应热△H=-92kJ•mol-1
(4)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(5)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(1)△H1=-20.0kJ•mol-1
②N2H4 (1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ•mol-1
写出肼和N2O4 反应的热化学方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-873.4kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.在2L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)?pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数.在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
     物质
时间
XYZQ
起始/mol0.71
2min末/mol0.82.70.82.7
3min末/mol0.8
已知2min内v(Q)=0.075mol/(L•min),v(Z):v(Y)=1:2
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=2.3mol,平衡常数K=0.3(保留一位有效数字).
(2)写出反应的化学方程式X(g)+4Y(g)?2Z(g)+3Q(g).
(3)用Z表示2min内的反应速率0.05mol/(L.min).
(4)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定.现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H=-218.0kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为3NO2+H2O=NO+2HNO3.利用反应6NO2+8NH3$?_{加热}^{催化剂}$7N5+12H2O也可处理NO2.当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是6.72L.
(2)已知:
2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-1
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是b.
a.体系压强保持不变                 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变        d.每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.该反应△H<0(填“>”或“<”).实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

14.用98%的浓硫酸(其密度为1.84g/cm3)配制100mL 1.0mol•L-1稀硫酸,
(1)需量取浓硫酸的体积为5.4mL.
(2)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:①量取 ②计算 ③溶解 ④倒转摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却,其正确的操作顺序为②①③⑧⑤⑥⑦④,本实验必须用到的仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、还有100mL容量瓶.
(3)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是④⑤,无影响的是③(填序号).
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线.
(4)若在滴加蒸馏水时,不慎超过了刻度线,应如何处理?实验失败,洗净容量瓶重新配制.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一,该反应的化学方程式为:2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3.请回答下列问题:
(1)已知1mol SO2(g)生成1mol SO3(g)的能量变化如下图所示(E1、E2均为正值)
①图中A、C分别表示1mol SO2和0.5mol氧气的能量、1mol SO3能量.
②2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-2(E2-E1)kJ/mol(用含“E1”、“E2”的代数式表示).
③已知:在一定条件下,64g SO2气体氧化为SO3气体时放出99kJ的热量,请写出SO2氧化为SO3的热化学方程式2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198KJ•mol-1
(2)判断该反应在恒温、恒容时达到平衡状态的标志是BC(填字母).
A.SO2和SO3浓度相等            B.SO2百分含量保持不变
C.容器中气体的压强不变         D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
(3)当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的是A(填字母).
A.向装置中再充入O2           B.向装置中再充入SO2
C.改变反应的催化剂           D.升高温度
(4)将0.060mol SO2(g)和0.040mol O2(g)放入容积为1L的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L.计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的转化率(不必写出计算过程).
①平衡常数K=200(mol?L-1-1
②平衡时,SO2的转化率 α(SO2)=66.7%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.有关热化学方程式书写与对应关系表述均正确的是(  )
A.稀醋酸与0.1mol•L-1NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=+57.3 kJ•mol-1
B.在101KPa下氢气的燃烧热△H=-285.5 kJ•mol-1,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+285.5 kJ•mol-1
C.密闭容器中,9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时,放出19.12 kJ热量.则Fe(s)+S(s)═FeS(s)△H=-95.6 kJ•mol-1
D.已知2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221 kJ•mol-1,则可知C的燃烧热为110.5 kJ•mol-1

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