(2009?上海)鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì).
(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng):
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=
[CO2]3
[CO]3
[CO2]3
[CO]3

②該溫度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體,10min后,生成了單質(zhì)鐵11.2g.則10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為
0.015mol/(L?min)
0.015mol/(L?min)

(2)請用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài):
CO(或CO2)的生成速率與消耗速率相等
CO(或CO2)的生成速率與消耗速率相等
CO(或CO2)的質(zhì)量不再改變
CO(或CO2)的質(zhì)量不再改變

(3)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng).下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是
b
b


(4)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式:
Al(OH)3?H++AlO2-+H2O
Al(OH)3?H++AlO2-+H2O
,欲使上述體系中Al3+濃度增加,可加入的物質(zhì)是
鹽酸
鹽酸
分析:(1)①平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積;
②先根據(jù)化學(xué)方程式計算出消耗的CO的物質(zhì)的量,然后根據(jù)V=
△C
△t
=
△n
V
△t
求出CO的化學(xué)反應(yīng)速率;
(2)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變;
(3)根據(jù)通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng)以及鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)以及溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快;
(4)根據(jù)Al(OH)3的酸式電離;根據(jù)Al(OH)3的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響.
解答:解:(1)①因平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積,則K=
[CO2]3
[CO]3
,故答案為:
[CO2]3
[CO]3

②生成了單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為:
11.2g
56g/mol
=0.2mol,則
         Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)
                  0.3mol     0.2mol
所以CO的反應(yīng)速率V=
△C
△t
=
△n
V
△t
=
 0.3mol
2L
10min
=0.015mol/(L?min),故答案為:0.015mol/(L?min);
(2)因當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變,所以說CO或(CO2)的生成速率與消耗速率相等、CO(或CO2)的質(zhì)量不再改變能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),故答案為:CO(或CO2)的生成速率與消耗速率相等;CO(或CO2)的質(zhì)量不再改變;
(3)因通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng),所以開始速率為零,一旦反應(yīng),反應(yīng)放熱,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故選:b;
(4)Al(OH)3的酸式電離:Al(OH)3H++AlO2-+H2O,同時還存在堿式電離:Al(OH)3Al3++3OH-,加入鹽酸,與OH-反應(yīng),堿式電離平衡正向移動,Al3+濃度增加,
故答案為:Al(OH)3H++AlO2-+H2O;鹽酸.
點(diǎn)評:本題主要考查了化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計算、化學(xué)平衡的標(biāo)志等,試題有一定的綜合性,難度不大.
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(2009?上海一模)工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程圖如圖:

請回答下列問題:
(1)寫出硝酸銨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
可做氮肥等
可做氮肥等
(任寫一條)
(2)已知N2(g)+3H2(g)═2NH3(g),△H=-92kJ?mol-1.請回答:
①在500℃、200atm和鐵催化條件下向一密閉容器中充入1molN2和3molH2,充分反應(yīng)后,放出的熱量
(填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是
在1atm和298K條件下,1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣,放出92.4kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為500℃,所以放出的熱量小于92.4kJ
在1atm和298K條件下,1mol氮?dú)夂?mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣,放出92.4kJ熱量,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能進(jìn)行完全,又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為500℃,所以放出的熱量小于92.4kJ

②為有效提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施有
CEF
CEF

A.降低溫度       B.最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫          C.增大壓強(qiáng)
D.降低壓強(qiáng)       E.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?nbsp;             F.及時移出氨
(3)已知鉑銠合金網(wǎng)未預(yù)熱也會發(fā)熱.寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式:
4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O
4NH3+5O2
 加熱 
.
 
4NO+6H2O
,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
C4(NO)?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
C4(NO)?C6(H2O)
C4(NH3)?C5(O2)
,當(dāng)溫度升高時,K值
減小
減小
(增大、減小、無影響),其原因是
因?yàn)榘钡拇呋趸磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K會減小.
因?yàn)榘钡拇呋趸磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,K會減。

(4)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中,將平均式量為8.5的H2和N2混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時,測出平衡混合氣的平均式量為10,此時N2的轉(zhuǎn)化率為
30%
30%

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