FeCl3与KSCN混合时存在下列平衡:Fe3++SCN﹣⇌[Fe( SCN)]2+.已知平衡时,物质的量浓度c[Fe( SCN)]2+与温度T的关系如图,则下列说法正确的是
A.FeCl3与KSCN反应的热化学反应方程式为:Fe3++SCN﹣⇌ [Fe( SCN)]2+△H>0 |
B.温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2 |
C.反应处于D点时,一定有V正>V逆 |
D.T2温度下,向B点溶液中加入FeCl3固体,平衡状态会从 B点变到A点 |
Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂,其主要制备方法是碳酸锰热分解,反应原理为2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)。经研究发现该反应过程为:① MnCO3(s) MnO(s) + CO2(g) ②2MnO(s) + O2(g) 2MnO2(s)
(1)反应①达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是 。(填字母序号)
A.平衡常数减小 | B.MnCO3质量不变 | C.CO2压强不变 | D.MnCO3物质的量增加 |
(2)反应②在低温下能自发进行,则其△H 0(填“>”、“<”、“=”)。
(3)某温度下,该平衡体系的总压强为P,CO2、O2的物质的量分别为n1和n2,用平衡分压代替平衡浓度,则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp= (提示:用含P、n1、n2 的字母表达, 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O。
(4)已知:Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =3×10‾39,pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀,pH =9.4时Mg(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+( 欲使其浓度小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为_______________________。
(5)由右图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为 Ⅰ. 。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
(6)碱性锌锰电池的总反应是:Zn + 2MnO2 + 2H2O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)2,该电池正极的电极反应为 。
向2L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭,发生反应:
2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH=﹣213.5 kJ/mol,达到平衡时数据如下:
温度/℃ |
n(活性炭)/mol |
n(CO2)/mol |
T1 |
0. 70 |
_______ |
T2 |
_______ |
0.25 |
下列说法不正确的是
A.上述信息可推知:T1<T2
B.T1℃时,该反应的平衡常数K=9/16
C.T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡后NO的转化率减小
D.T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,c(N2)/c(NO)不变
如图所示,隔板K1固定不动,活塞K2可自由移动。T℃时,M、N两个容器中均发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),向容器M、N中各充入l mol N2和3 mol H2,初始M、N的容积和温度相同,并保持温度不变。下列说法中不正确的是
A.反应达到平衡时N2的转化率:M<N |
B.H2的体积分数:M<N |
C.NH3的浓度:M<N |
D.该反应在T℃时的平衡常数K:M=N |
氨气是一种重要的化工产品,是生产铵盐、尿素等的原料.工业合成氨的反应如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。
(1)实验室中常用来制备氨气的化学方程式为 。
(2)已知H2(g)的燃烧热为285.8kJ•mol-1,写出NH3(g)在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式 _。
(3)25℃时,将a mol (NH4)2SO4溶于水,向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加稀氨水的物质的量浓度为_____________mol•L-1(25℃时,NH3•H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5)。
(4)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2 ]:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0,t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3,70min开始达到平衡。反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min |
0 |
30 |
70 |
80 |
100 |
n(CO2)/mol |
0.10 |
0.060 |
0.040 |
0.040 |
0.040 |
①20min时v正(CO2)_________80min时v逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。在t℃时,该反应的平衡常数K= 。
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象;保持其它条件不变,则(t+10)℃下正确的图象可能是 (填图甲中的“A”或“B”)。
④图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为______ ,若两极共收集到气体22.4L(标况),则消耗的尿素为______g(忽略气体的溶解)。
已知某可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g);△H 在密闭容器器中进行,如图所示,反应在不同时间t,温度T和压强P与反应混合物在混合气体中的百分含量(B%)的关系曲线,由曲线分析下列判断正确的是
A.T1<T2,P1>P2,m+n>p,△H>0 |
B.T1>T2,P1<P2,m+n<p,△H>0 |
C.T1>T2,P1<P2,m+n<p,△H<0 |
D.T1>T2,P1>P2,m+n>p,△H<0 |
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H= 。
(2)为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验: 在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=" -" 49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率
v(H2)= mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数的数值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 |
B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 |
D.再充入1molCO2和3molH2 |
④在25℃、101kPa下,1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________。
⑤我们常用的一种甲醇燃料电池,是以甲醇与氧气的反应为原理设计的,其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。
温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2,反应2NO2(g) N2O4(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s |
0 |
50 |
150 |
250 |
350 |
n(N2O4)/mol |
0 |
0.12 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率为v(NO2)=0.0012 mol·L-1·s-1
B. 保持温度不变,向平衡后的容器中充入1.0 mol N2O4时,v(正)>v(逆)
C. 保持其他条件不变,升高温度达到新平衡时K=0.125,则反应的ΔH<0
D. T温度时,若起始向容器中充入2.0 mol N2O4,则平衡时N2O4的转化率大于80%
下列四个图像的有关说法正确的是
A.①表示反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化,则该反应的△H="183" kJ·mol-1 |
B.②表示其它条件不变时,反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B%(B的体积分数)随时间的变化,则D一定是气体 |
C.③表示体积和pH均相同的HCl、CH3COOH两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H2的体积随时间的变化,则a表示的是HCl溶液 |
D.④表示10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3和NaHCO3两种溶液中,分别滴加0.l mol/L HCl溶液时,CO2的体积随盐酸体积的变化,则b表示的是NaHCO3溶液 |
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ•mol﹣1。一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。下列叙述中正确的是
A.升高温度能使增大 |
B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75% |
C.3 min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率 |
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率υ(H2)="0.075" mol•L-1•min-1 |
研究发现,含pm2.5的雾霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入颗粒等。
(1)雾霾中能形成酸雨的物质是_____________。
(2)为消除NOx对环境的污染,可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。
已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =" -905.48" kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g) △H =" +180.50" kJ·mol-1
①下列表示NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应,生成无污染气体的能量转化关系示意图正确的是:___________(填字母)
② 右图是反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)过程中NH3的体积分数随X变化的示意图,X代表的物理量可能是_________,原因是_________。
(3)右图电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4,
① 阴极的电极反应式是 。
② 物质A是_____________(填化学式),理由是_________________________。
(4)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量, 研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示,请解释:
① 随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是 。
② 当空/燃比达到15后,NOx减少的原因可能是_____________。
工业上以乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应如下:
(g)(g) + H2(g)
现将x mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中反应,维持体系总压强p总恒定。在某催化剂作用下,乙苯的平衡转化率随温度变化如图所示。已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)× 体积分数。
不考虑副反应,下列说法正确的是
A.400℃时,向体系中通入水蒸气,v(正)、v(逆) 均减小,且乙苯转化率降低 |
B.500℃时,向体系中通入乙苯、苯乙烯、氢气各0.1x mol,平衡不移动 |
C.550℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=× p总 |
D.550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是450℃时的3倍 |
在温度相同,压强分别为P1和P2的条件下,A(g)+2B(g)nC(g)的反应体系中,C的百分含量(c%)与时间t的曲线如右图所示,下面结论正确的是( )
A.P1>P2,n<3 | B.P1<P2,n>3 |
C.P1>P2,n>3 | D.P1<P2,n<3 |
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) ΔH>0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=________,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为________。
(2)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2的晶体,则温度T1______T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为______________,滴定反应的离子方程式为___________________。
(4)25 ℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=________,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。