【题目】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_____________________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________ ℃。此温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为________。
(4)在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,则正、逆反应速率的比较为v正________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 吸热 830 50% <
【解析】分析:(1)根据化学反应方程式和化学平衡常数的概念书写K的表达式;
(2)根据温度对化学平衡和化学平衡常数的影响分析;
(3)根据化学平衡常数K和温度t的关系分析;
(4)根据800℃时,与K比较判断反应方向,如果>K,则反应向逆反应方向移动,如果=K,则反应达到平衡状态,如果<K,则反应向正反应方向移动。
详解:(1)已知化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=;因此,本题正确答案是:;
(2)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可以知道:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热,因此,本题正确答案是:吸热;
(3)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),即=1,由表中数据可以知道,K=1时温度为830℃;
设反应的CO2为xmol,则消耗的H2为xmol,生成CO和H2O均是xmol,用三行式分析如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始物质的量(mol) 1 1 0 0
转化物质的量(mol) x x x x
平衡物质的量(mol)1-x 1-x x x
K===1,解得x=0.5,则CO2的转化率为×100%=50%。
因此,本题正确答案是:830;50%;
(4)= =1>0.9,所以v正<v逆。
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【题目】两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变化如图所示.下列有关混合气体的说法正确的是( )
A.该混合气体中一定含有乙烯
B.该混合气体一定含有甲烷和乙炔
C.在110℃条件下,该混合气体与氧气混合,总混合气燃烧前后体积不变
D.若混合气体由CH4和C2H4组成,则其体积比为1:3
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【题目】“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”诗人在远处能闻到梅花香味,表明
A. 分子很小 B. 分子可再分
C. 分子之间有间隙 D. 分子在不停地运动
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【题目】(题文)(1)在下图的8个装置中,属于原电池的是____________。
(2)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Zn(s)===Zn2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:
①电极X的材料是______;电解质溶液Y是________;
②银电极为电池的______极,发生的电极反应为__________________;
(3)航天飞机常采用燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置,它可直接将化学能转化为电能。如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①电池的负极是____(填“a”或“b”),该极的电极反应是____________。
②消耗标准状况下5.6 L O2时,有____mol电子发生转移。
③开始放电时,正极附近溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)
④以铜为电极,用此电池作电源,电解以下溶液,开始阶段发生反应Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑的有______________。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.Na2SO4溶液
D.CuSO4溶液 E.NaCl溶液
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【题目】用石墨电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL,经一段时间电解后,两极都得到11.2L气体(标准状况),此混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.0.5mol/L
B.0.8mol/L
C.1mol/L
D.1.5mol/L
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【题目】砷元素广泛存在于自然界,砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据图1写出As2O3转化为As2O5的热化学方程式__________________________________。
(2)砷酸钠具有氧化性,298K时,在100mL烧杯中加入10mL0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20mL0.1 mol/L KI溶液和20mL0.05mol/L硫酸溶液,发生下列反应:AsO43-(无色)+12(浅黄色)+H2O △H。测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。
①升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的△H________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
②0~10min内,I的反应速率v(Iˉ)= ____________。
③下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。
a.c(AsO33-)+c(AsO42-)不再变化 b.溶液颜色保持不再变化
C.c(AsO33-)与c(AsO42-)的比值保持不再变化 d.I的生成速率等于I2的生成速率
④在该条件下,上述反应平衡常数的表达式K=______________。
(3)利用(2)中反应可测定含As2O3和As2O5的试样中的各组分含量(所含杂质对测定无影响),过程如下:
①将试样02000g溶于NaOH溶液,得到含AO33-和AsO43-的混合溶液。
②上述混合液用0.02500 mol·L-1的I2溶液滴定,用淀粉试液做指示剂,当________________,则滴定达到终点。重复滴定3次,平均消耗I2溶液40.00mL。则试样中As2O5的质量分数是_________(保留四位有效数字)。若滴定终点时,仰视读数,则所测结果_________ (填“偏低”,“偏高”,“无影响”)。
【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略
【解析】(1). 由图1可知,As2O3(s)和O2(g)反应转化为As2O5(s)的△H=-(914.6-619.2)kJ/mol=-295.4kJ/mol,则热化学方程式为:As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol,故答案为:As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s) △H=-295.4kJ/mol;
(2). ①. 升高温变,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,该反应为放热反应,则△H<0,故答案为:小于;
②. 在0~10min 内,I2的浓度从0变为0.015mol/L,由反应方程式可知,I-减少了0.03mol/L,则0~10min内,用I-表示的反应速率v(I-)=0.03mol/L÷10min=0.003mol/(L·min),故答案为:0.003mol/(L·min);
③. a. 根据物料守恒关系可知,溶液中的c(AsO33-)+c(AsO43-)始终不变,所以c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;b. 溶液颜色不再变化,说明各物质的浓度不再改变,反应达到平衡状态,故b正确;c. c(AsO33-)与c(AsO43-)的比值不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故c正确;d. I-的生成速率等于I2的生成速率,正逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故d错误;答案选:bc;
④. 由反应方程式可知,在该条件下,反应平衡常数的表达式K=,故答案为:;
(3). ①. 用0.02500mol/L的I2溶液滴定含AsO33-和AsO43-的混合溶液,当滴入最后一滴标准液时,溶液由无色变蓝色,且30s内不恢复,即为滴定终点,上述混合液用0.02500mol/L的I2溶液滴定,重复滴定3次,平均消耗I2溶液40.0mL,根据As2O5+6OH=2AsO43+3H2O、AsO33-+I2+H2O AsO43-+2I-+2H+可知:
1 1
n 0.02500mol/L×0.04L,n(AsO33-)= 0.001mol,则试样中As2O5的质量分数是×100%=50.50%,若滴定终点时仰视读数,会使读取的标准液体积偏大,n(AsO33-)偏大,则As2O5的质量分数偏小,所测结果偏低,故答案为:滴入最后一滴标准液,溶液由无色变蓝色,且30s内不恢复;50.50%;偏低。
【题型】综合题
【结束】
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【题目】元素周期表中第四周期元素有许多重要用途。
I.研究发现,钒元素的某种配合物可增强胰岛素降糖作用,它是电中性分子,结构如图1。
(1) 基态V元素的价层电子轨道表示式为___________,分子中非金属元素电负性由大到小的顺序为______________。
(2) 分子中采取sp2杂化的原子有_________,1mol 分子中含有配位键的数目是______。
(3) 该物质的晶体中除配位键外,所含微粒间作用力的类型还有______ (填序号)。
a. 金属键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力 e. 氢键
II.Fe 与C、Mn等元素可形成多种不同性能的合金。
(4) 图2-甲是Fe的一种晶胞,晶胞中Fe 的堆积方式为________,己知该晶体的密度为ρg·cm-3,用NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的边长为__________cm。
(5) 图2-乙是Fe-C-Mn 合金(晶体有缺陷)的一种晶胞,则与C原子等距紧邻Fe 的个数为___,该合金的化学式为__________。
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