某温度下,将2molA和3molB充入体积为2L的密闭容器中进行化学反应:A(g)+B(g) 2C(g) △H< 0,反应进行到10s时达到平衡,此时测得C的物质的量为2.4mol。回答下列问题:
(1)0~10s内A的平均反应速率为 。
(2)反应达平衡时B在平衡混合气体中的体积分数为 。
(3)平衡后,其他条件不变的情况下,将体积压缩到原来的1/2时,对反应产生的影响是 。
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正、逆反应速率都不变,平衡不移动,各物质物质的量不变
C.正、逆反应速率都增大,平衡不移动,B的物质的量浓度为1.8mol/L
D.正、逆反应速率都增大,平衡不移动,各物质的物质的量不变
(4)可以证明恒温恒容条件下该可逆反应已达到平衡状态的是 。
A.混合气体的密度不随时间而改变
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间而改变
C.B和C在混合气体中的体积分数之比不随时间而改变
D.在隔热条件下,体系的温度不随时间而改变
(5)若在其他条件不变的情况下,采取下列措施反应达平衡C的百分含量不变的是 。
A.通入He气 B.使用催化剂
C.升高温度 D.再充入1molA和1.5molB
(6)若保持原温度和容器容积不变再向其中充入2molA和1molB,平衡常数将 (填“增大” “减小”或“不变”),整个过程中物质B的转化率为 。
(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点64.7℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g) △H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) △H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为 。
(2)工业上可用CO和H2O (g) 来合成CO2和H2,再利用(1)中反应原理合成甲醇。某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为 。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是 。
a.升高温度 b.缩小容器的体积
c.增大H2O (g)的浓度 d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为 。
(3)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1 mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变),当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色。回答下列问题:
① a物质是 ,A电极的电极反应式为 。
② 乙装置中的总化学反应方程式为 。
③ 当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH= 。
(本题有2小题,共16分,每空2分)
(1)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,据此判断:
①铅蓄电池的负极材料是________。
②工作时,电解质溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③工作时,电解质溶液中阴离子移向________极。
④电流方向从________极流向________极。
(2)下图表示一定条件下,A、B、C三种气体物质的量浓度随时间变化的情形,回答下列问题:
①该反应的反应物是 。
②该反应的化学方程式为 。
③在0-2min,该反应用A表示的平均反应速率为 。
Ⅰ、在容积为2.0 L的密闭容器内,物质D在 T ℃ 时发生反应,其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如右图,据图回答下列问题:
(1)从反应开始到第一次达到平衡时,A物质的平均反应速率为
(2)根据上图写出该反应的化学方程式______________,该反应的平衡常数K=____________。
(3)第5 min时,升高温度,A、B、D的物质的量变化如上图,则降温该反应的平衡常数______。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若在第7 min时增加D的物质的量,A的物质的量变化正确的是_______(用图中a、b、c的编号回答)。
Ⅱ、可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)+P(g),分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,则:
(5)达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为_____________
(6)达平衡(I)时,X的转化率为_______________
(7)X(g)+2Y(g)2Z(g) 是_______热反应。
(I)向一体积不变的密闭容器中充入2 mol A,0.6 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应2A(g)+B(g)3C(g),各物质的浓度随时间变化的关系如图 1所示,其中t0~t1阶段c(B)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况且t2,t3,t4各改变一种不同的条件。
(1)若t1=15 min,则t0~t1阶段以C的浓度变化表示的反应速率v(C)=__________。
(2)t3时改变的条件为__________________,B的起始物质的量为__________________,
(3)t4~t5阶段,若A的物质的量减少了0.01 mol,而此阶段中反应体系吸收能量为a kJ,
写出此条件下该反应的热化学方程式:__________________。
(II)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g) + nB(g) pC(g) ,在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表
压强p/Pa |
2×105 |
5×105 |
1×106 |
c(A)/mol·L-1 |
0.08 |
0.20 |
0.44 |
⑴当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡 移动(填:向左, 向右 ,不)
⑵维持压强为2×105 Pa,当反应达到平衡状态时,体系中共有amol气体,再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时,体系中气体总物质的量是 mol。
⑶当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式: 。
化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题:
(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成lmol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 。
(2)反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)= 。
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为 (填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b 、c 。
③用p0表示开始时总压强,p表示平衡时总压强,α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为 。
铁是当代社会中用量最大的金属之一。磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,发生的主要反应为:Fe3O4(s)+4CO3Fe(s)+4CO2
(1)已知:①Fe3O4(s)+4C(石墨)3Fe(s)+4CO(g) ΔH=+646.0 kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol
由Fe3O4(s)与CO反应生成Fe(s)的热化学方程式是 。
(2)T℃时,在 2L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各1.0 mol ,10 min反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol /L。
①能证明该反应达到化学平衡的是 (选填字母)。
a.容器内压强不再变化
b.容器内CO、CO2物质的量比为1 : 1
c.容器内气体的质量不再变化
d.生成CO2的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率是 。
③l0 min内,反应的平均反应速率v (CO2)= 。
④欲提高该反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是 (选填字母)。
a.提高反应温度 b.移出部分CO2
c.加入合适的催化剂 d.减小容器的容积
⑤T℃时,该反应的平衡常数K= 。
工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡状态所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO2 |
|||
I |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
1.6 |
5 |
II |
900 |
2 |
1 |
0.5 |
0.5 |
3 |
①对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),下列说法正确的是
A.当容器中CO的含量保持不变时,说明该反应达到平衡状态
B.若混合气体的密度不再改变,说明该反应已达化学平衡状态
C.实验I中,反应达到平衡后,再通入4molCO和2molH2O,平衡正向移动,H2的体积分数增大
D.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的焓变不变
②实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,CO的平均反应速率(CO)= ;
③实验II条件下反应的平衡常数K= (保留小数点后二位);H2O(g)的平衡转化率为 。
④若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1.5molCO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,则平衡向 方向移动(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)
⑤若仅改变温度,纵坐标y随T变化如图所示,则纵坐标y表示的是 。
A.CO2的百分含量 B.混合气体的平均相对分子质量
C.CO的转化率 D.H2O的物质的量
自2013年3月我国北方地区出现了雾霾天气,其产生的原因说法不一,汽车的尾气排放被称为原因之一,有关氮的化合物的研究是一项重要课题。
(1).已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5KJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH= -566.0 KJ·mol-1
则加催化剂处理汽车尾气的热化学方程是
(2).反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 在容积为2.0L的密闭容器中进行,反应过程中NO2的物质的量随时间的变化如下表
时间(s) |
0 |
10 |
20 |
25 |
30 |
条件A [n(NO2)](mol) |
0.20 |
0.14 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
条件B [n(NO2)](mol) |
0.20 |
0.10 |
0.10 |
0.10 |
0.10 |
①条件A与条件B表示的是该反应在某不同条件的反应状况,该不同条件是
A.有、无催化剂 B.温度不同 C.压强不同 D.容器体积不同
②能说明该反应已达到平衡状态的是
A.V正(NO2)=V逆(NO) B.c(NO2)=c(NO) C.O2的物质的量不变
D.混合气体的密度不变 E.混合气体的平均摩尔质量
③在条件A从反应开始至10s时,氧气的平均速率为 mol·L-1·s-1
④在条件B不变保持压强不变的条件下,向平衡体系里再通入0.15molO2和0.1molNO2,则反应 (填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有 500mL0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如右的坐标曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因___________,有关反应的离子方程式为____________ ;
(2)曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因___________
有关的化学方程式__________________________;
(3)曲线由b→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因_________________________;
(4)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因_________________________。
BCl3是重要的化工原料,其沸点12℃。500℃时,向2L的密闭容器中按一定比例投入B2O3、C、Cl2,模拟工业制取三氯化硼的反应如下:B2O3(s) + 3C(s) + 3Cl2(g) 2BCl3 (g) + 3CO(g)。
(1)反应起始至3min时固体质量减少了15.9克,则氯气的平均反应速率为_____________。
(2)反应至4min时达到平衡,则下列说法正确的是____________(填序号)。
A.3min时,CO的消耗速率大于氯气的消耗速率
B.2min至4min时BCl3的生成速率比0至2min时的快
C.反应起始至平衡,气体的密度不断增大
D.达到平衡后,容器内的压强不再变化
(3)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
①A、D之间导线中电子移动方向为_______________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η=____________________。
(η=×100%,计算结果保留小数点后1位)
向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5,在温度为T时发生如下反应PCl5(g)PCl3(g)+ Cl2(g)△H=" +124" kJ•mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
回答下列问题:
(1)反应在前50s的平均速率v(PCl5)= ,该反应的△S 0(填“<”、“>”或“=”).
(2)温度为T时,该反应的化学平衡常数= 。
(3)上述反应到达平衡状态时,PCl3的体积分数为 。
要提高平衡时PCl3的体积分数,可采取的措施有 。
A.温度不变,压缩容器体积增大压强 | B.使用高效催化剂 |
C.温度和体积不变,减小PCl5的起始量 | D.体积不变,提高反应温度 |
(4)在温度为T时,若起始时向容器中充入0.5mol PCl5和a mol Cl2平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a= 。
(5)在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸(H3PO4),该反应的化学方程式是 。
某科研人员设计出将硫酸渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2等杂质)再利用的流程。流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末。
(1)为了加快反应①的反应速率,可采用的措施是 。(写出一点即可)
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+。在温度T1 、T2(T1 >T2)下进行该反应,通过检测相同时间内溶液的pH,绘制pH随时间的变化曲线如右图所示。得出结论:该反应的温度不宜过高。
①通入SO2气体“还原”时, 试解释pH下降的原因是 。
②相同时间内,T1温度下溶液的pH更高的原因是 。
(3)该流程中循环使用的物质是 。
(4)为测定反应①后溶液中Fe3+的浓度以控制加入SO2的量。实验步骤为:准确量取20.00ml的反应后溶液,稀释成100mL溶液,取10.00 mL溶液,加入足量的KI晶体和2~3滴淀粉溶液,用0.50mol/L的Na2S2O3溶液与碘反应,当反应恰好完全进行时,共消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。有关反应方程式如下:2Fe3++2I-=2Fe2++I2; 2Na2S2O3 + I2= Na2S4O6 + 2NaI
试计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程)。
(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。CO和H2O浓度变化如下图,则0~4min的平均反应速率v(CO)=______________mol/(L·min)
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如右上表。请回答:
①表中3min~4min之间反应处于____________状态;C1数值__________0.08mol/L(填大于、小于或等于)。
②反应在4min~5min问,平衡向逆方向移动,可能的原因是____________(单选),表中5min—6min之间数值发生变化,可能的原因是____________(单选)。
a、增加了水蒸气的量 b、降低温度 c、使用催化剂 d、增加氢气浓度
某温度时,在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为________________________________。
(3)4 min时,反应是否达到平衡状态?________(填“是”或“否”),8 min时,v(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。