氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦校ㄟ^以下反應(yīng)制得:3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)
(1)該反應(yīng)的氧化劑是 ,2molN2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 ;
(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ;
(3)若CO的生成速率為v(CO)=18mol·L-1·min-1,則N2的消耗速率為v(N2)=
(4)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、CO的量),反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖。圖中t4時引起平衡移動的條件可能是 ;圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是 。
(5)若該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K=729,則在同溫度下1L密閉容器中,足量的SiO2和C與2mol N2充分反應(yīng),則N2的轉(zhuǎn)化率是 (提示:272 = 729)
(1)氮?dú)?(1分) 12NA (1分)(2)K=[c(CO)]6/[c(N2)]2 (2分)(3)6 mol?L-1?min-1 (1分) (4)升高溫度或增大壓強(qiáng)(2分) t3~t4(2分) (5)50%(2分)
解析試題分析:(1)反應(yīng)中N元素的化合價降低,有0價降為-3價,則氧化劑為氮?dú),氧化劑對?yīng)的生成物為還原產(chǎn)物,應(yīng)為氮化硅,故答案為:氮?dú);氮化硅;?)平衡常數(shù)等于氣體生成物的濃度冪之積除以氣體反應(yīng)物的濃度冪之積,則K=[c(CO)]6/[c(N2)]2(3)反應(yīng)放熱,△H<0,升高溫度平衡移動逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則v(N2)=1/3×v(CO)=1/3×18mol?L-1?min?1="6" mol?L-1?min?1(4) t4時正逆反應(yīng)速率都較原平衡時的速率大,可升高溫度或增大壓強(qiáng),在t4時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,則t3~t4時平衡混合物中CO的含量最高,故答案為:升高溫度或增大壓強(qiáng),t3~t4;
(5)設(shè)反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為x,
3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)
起始: 2mol 0
轉(zhuǎn)化: x 3x
平衡: 2-x 3x
則平衡時N2的濃度為(2-x)mol/L,CO的濃度為3x mol/L,則有:(3x)6/(2-x)2=729,解之得x=1,則N2的轉(zhuǎn)化率是50%。
考點:化學(xué)平衡的計算;氧化還原反應(yīng);吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng);反應(yīng)速率的定量表示方法;化學(xué)平衡常數(shù)的含義;化學(xué)平衡的影響因素 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)(福建高考)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。
①高溫?zé)岱纸夥?br />已知:H2S(g)H2(g)+S2(g)
在恒容密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見右圖。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達(dá)到化學(xué)平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。據(jù)圖計算985 ℃時H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=________;說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:__________________________。
(2)(海南高考)CuBr2分解的熱化學(xué)方程式為:
2CuBr2(s)2CuBr(s)+Br2(g) ΔH=+105.4 kJ/mol
在密閉容器中將過量CuBr2于487 K下加熱分解,平衡時p(Br2)為4.66×103 Pa。
①如反應(yīng)體系的體積不變,提高反應(yīng)溫度,則p(Br2)將會_______________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
②如反應(yīng)溫度不變,將反應(yīng)體系的體積增加一倍,則p(Br2)的變化范圍為________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)已知工業(yè)上生產(chǎn)H2的過程中有如下反應(yīng): CO (g) + H2O (g)CO2(g) + H2 (g)在一定條件下的密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。請回答:
①恒容增大H2O (g)的物質(zhì)的量,則CO的轉(zhuǎn)化率 (填“增大”或“減小”)。
②若升高溫度能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)是 (填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
③在某溫度時,該反應(yīng)10 min達(dá)到平衡,且有如下數(shù)據(jù):
濃度 物質(zhì) | CO | H2O | CO2 | H2 |
起始濃度/(mol·L-1) | 2.0 | x | 0 | 0 |
平衡濃度/(mol·L-1) | 0.4 | 6.4 | 1.6 | 1.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某研究小組對一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯和水的混合體系中的溶解程度進(jìn)行研究。在25℃時,弱酸HA在水中部分電離,當(dāng)HA濃度為時,其電離度為0.20(電離度=已電離的HA分子數(shù)/起始HA的總分子數(shù));在苯中部分發(fā)生雙聚,生成(HA)2。該平衡體系中,一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯(B)和水(W)中的分配系數(shù)為K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即達(dá)到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水兩種溶劑中的比例為1:1;其他信息如下:
25℃平衡體系 | 平衡常數(shù) | 焓變 | 起始總濃度 |
在水中,HA | |||
在苯中,2HA |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)+Q
(1)能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號,下同)________。
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 | B.混合氣體的密度不變 |
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 | D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化 |
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,其研究來自正確的理論指導(dǎo),合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下:
溫 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
t℃時,將3 mol A和1 mol B氣體通人體積為2L的密閉容器中(容積不變),發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g),2min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(溫度不變),剩余了0.8 mol B,并測得C的濃度為0.4 mol/L,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為 ;
(2)x= ;
(3)若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C,在t℃時達(dá)到新的平衡,此時B的物質(zhì)的量為n(B)=
mol;
(4)如果上述反應(yīng)在相同溫度和容器中進(jìn)行,欲使反應(yīng)達(dá)到平衡時C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相等,起始加入的三種物質(zhì)的物質(zhì)的量n(A)、n(B)、n(C)之間應(yīng)該滿足的關(guān)系式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在某溫度下,體積恒定的密閉容器中加入2 molN2和4 molH2,發(fā)生如下反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=—92.4 kJ/mol。達(dá)到平衡時,放出熱量46.2 kJ。求:
(1)達(dá)到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率為_______________, NH3的體積分?jǐn)?shù)為 。
(2)若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均為正數(shù),在相同條件下達(dá)到平衡時,混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。a、b、c取值必須滿足的一般條件是 , 。
(3)科學(xué)家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法,其裝置用鉑黑作電極、加入電解質(zhì)溶液中,一個電極通入空氣,另一電極通入NH3。其電池總反應(yīng)式為:4NH3+3O2=2N2+6H2O,電解質(zhì)溶液應(yīng)顯 (填“酸性” 、“中性” 或“堿性” ),寫出正極的電極反應(yīng)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將等物質(zhì)的量的A,B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) ΔH<0經(jīng)5min后達(dá)到平衡,平衡時測得D的濃度為0.5mol/L,C(A):C(B)=1:2,C的平均反應(yīng)速率為0.05mol/(L·min)
(l)x的值為_______________;
(2)A的平衡濃度____________;
(3)若恒溫恒容,則容器中平衡時的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)比___________;
(4)下圖是某一時間段中該反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的曲線關(guān)系圖,回答下列問題:
①處于平衡狀態(tài)的時間段是____________。
②、、時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?
___________、_____________ 、_____________(填A(yù)-E)
A.升溫 B.降溫 C.加催化劑 D.加壓 E.減壓
③下列各時間段時,A的體積分?jǐn)?shù)最高的是____
A. B. C. D.
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