【题目】(I)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于 ______________________。(不需要写表达式)
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)___________ K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)此反应在恒温密闭的装置中进行,能充分说明此反应已达到平衡的标志是______。
A.接触室中气体的平均相对分子质量不再改变
B.接触室中SO2、O2、SO3的浓度相同
C.接触室中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2
D.接触室中压强不随时间变化而变化
(II)已知工业制氢气的反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应过程中能量变化如下图所示。在500 ℃时的平衡常数K=9。若在2 L的密闭容器中CO和水蒸气的起始浓度都是0.1 mol/L,10 min时达到平衡状态。
(4)增加H2O(g)的浓度,CO的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)平衡常数的表达式K=_______。400 ℃时平衡常数K________9(填“>”、“<” 或“=”)。
(6)已知2H2(g)+O2(g) 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol。结合上图写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式:_____________________________________________。
【答案】800 = AD 增大 > 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H=566kJ/mol
【解析】
(I)(1)反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa,由图可知,SO2的平衡转化率α=0.80,利用三段式表示出平衡时反应混合物各组分的物质的量,再计算平衡时反应混合物各组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算;
(2)平衡状态由A变到B时,改变的是压强,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变;
(3)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,据此判断;
(II)(4)增大反应物H2O(g)的浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大;
(5)化学平衡常数是用生成物浓度的幂次方除以反应物浓度的幂次方,从图上可见反应放热,降温平衡正向移动,K增大;
(6)利用盖斯定律,从待求反应出发,分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置,通过相互加减可得。
(I)(1)反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa,由图可知,此时SO2的平衡转化率α=0.80,则参加反应的二氧化硫为2mol×80%=1.6mol,可列三段式:
所以平衡时浓度:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,故平衡常数;
故答案为:800;
(2)平衡状态由A变到B时,改变的是压强,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故平衡常数K(A)=K(B);
故答案为:=;
(3)A. 气体的总质量不变,随反应进行,气体的物质的量减小,平均相对分子质量增大,平均相对分子质量不变,说明到达平衡状态,故A正确;
B. 平衡时接触室中SO2、O2的浓度一定不相同,开始物质的量为2:1,按2:1反应,平衡时二者的物质的量之比为2:1,浓度之比为2:1,故B错误;
C. 平衡时接触室中SO2、O2、SO3物质的量之比可能为2:1:2,可能不是2:1:2,与二氧化硫的转化率有关,故C错误;
D. 随反应进行,气体的物质的量减小,接触室中压强减小,压强不随时间变化而变化,说明到达平衡状态,故D正确.
故答案为:AD;
(II)(4)增大反应物H2O(g)的浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大;
故答案为:增大;
(5)化学平衡常数是用生成物浓度的幂次方除以反应物浓度的幂次方,则;从图上可见反应放热,降温平衡正向移动,K增大;
故答案为:;>;
(6)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=41kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H= 484kJ/mol;
根据盖斯定律①×2+②得:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=566kJ/mol;
故答案为:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=566kJ/mol。
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【题目】(2013·北江中学月考)将下列物质分别装入有水的锥形瓶里,立即塞紧带U形管的塞子,发现U形管内滴有红墨水的水面呈现如图所示状态。加入的物质不可能是(不考虑加入物质引起的溶液体积的变化)
A.固体NaOH B.浓H2SO4
C.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl糊状物 D.CaO固体
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【题目】通过血液中的钙离子的检测能够帮助判断多种疾病。某研究小组为测定血液样品中Ca2+的含量(100mL血液中含Ca2+的质量),实验步骤如下:
①准确量取5.00mL血液样品,处理后配制成50.00mL溶液;
②准确量取溶液10.00mL,加入过量(NH4)2C2O4溶液,使Ca2+完全转化成CaC2O4沉淀;
③过滤并洗净所得CaC2O4沉淀,用过量稀硫酸溶解,生成H2C2O4和CaSO4稀溶液;
④加入12.00mL0.0010mol·L-1的KMnO4溶液,使H2C2O4完全被氧化,离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
⑤用0.0020mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的KMnO4溶液,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00mL。
(1)已知室温下CaC2O4的Ksp=2.0×10-9,欲使步骤②中c(Ca2+)≤1.0×10-5mol·L-1,应保持溶液中c(C2O42-)≥_____mol·L-1。
(2)步骤⑤中有Mn2+生成,发生反应的离子方程式为_____。
(3)若步骤⑤滴定管在使用前未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤,测得血液中Ca2+的含量将____(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)计算血样中Ca2+的含量_____(写出计算过程)。
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【题目】在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,△H<0达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是 (填选项)。
A.t0~t1
B.t1~t2
C.t2~t3
D.t3~t4
E.t4~t5
F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是_____(填选项)。
A.增大压强
B.减小压强
C.升高温度
D.降低温度
E.加催化剂
F.充入氮气
t1时刻 ;t3时刻 ;t4时刻 。
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是 (填选项)。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为 。
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【题目】次硫酸钠甲醛(xNaHSO2yHCHOzH2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。它的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.5400g样品,完全溶于水配成100mL溶液。②取25.00mL所配溶液经AHMT分光光度法测得甲醛物质的量浓度为0.10mol×L-1。③另取25.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.5825g。次硫酸氢钠和碘反应的方程式如下:xNaHSO2yHCHOzH2O+I2→NaHSO4+HI+HCHO+H2O(未配平)
(1)生成0.5825g白色固体时,需要消耗碘的质量为_____。
(2)若向吊白块溶液中加入氢氧化钠,甲醛会发生自身氧化还原反应,生成两种含氧有机物,写出该反应的离子方程式_____。
(3)通过计算确定次硫酸氢钠甲醛的组成______(写出计算过程)。
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【题目】电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示,电极为惰性电极。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42—等离子。下列叙述中正确的是( )
A. A膜是阳离子交换膜
B. 通电后,海水中阴离子往b电极处移动
C. 通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
D. 通电后,a电极的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
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【题目】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[]和水碳比[]投料时二氧化碳转化率的情况。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值范围分别为0.6~0.7、1~1.1和1.5~1.61,则生产中应选用水碳比的数值范围为_________________。
②请推测生产中氨碳比控制在4.0左右还是控制在4.5左右比较适宜,并简述你的理由__________________。
(2)CO2与H2也可用于合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在体积可变的恒压密闭容器中,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图2所示。
①该反应的化学平衡常数的表达式为_______________________。
②该反应的ΔS___0
③已知: ① CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -90.1 kJ·mol-1 ②CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH= -41.1 kJ·mol-1,则CO2与H2反应合成CH3OH(g)的热化学方程式为___________________。
④700K投料比[]=2时,H2的平衡转化率为______________。
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【题目】下列说法正确的是
A. FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板的制作,该反应是置换反应
B. 向纯碱溶液中滴加醋酸,将生成的气体通入澄清的苯酚钠溶液中,观察是否出现沉淀,由此证明醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
C. 反应A(g)B(g) △H,若正反应的活化能为EakJ/mol,逆反应的活化能为EbkJ/mol,则△H=-(Ea-Eb)kJ/mol
D. 3x%的A物质的溶液与x%的A物质的溶液等体积混合后,溶液的质量分数小于2x%,则A物质可能为乙醇
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