如圖所示,甲、乙均為容積1L的恒容容器,丙為恒壓容器。
向甲、丙中分別充入相應(yīng)氣體,使丙起始體積為1L,維持500℃發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反應(yīng)10min后達(dá)到平衡時(shí),容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%,則反應(yīng)從開始至平衡的平均反應(yīng)速率v(O2)= mol·L-1·min-1,平衡常數(shù)表達(dá)式為 。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率= 。丙中達(dá)到平衡所需的時(shí)間 10min(填“>”、“=”、“<”),SO3的體積分?jǐn)?shù) 91%(填“>”、“=”、“<”)。若上述已達(dá)平衡的甲、丙容器中分別充入0.5molAr氣體,容器中SO3的物質(zhì)的量:甲 丙 (填“增大”、“不變”、“減小”)。
(2)若在乙容器中充入x molSO2 0.2molO2 ymolSO3維持500℃反應(yīng)至平衡時(shí),容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)亦為91%,則x= ,y= 。
(1)0.0938 ; 93.8% < > 不變 減;(2)x=0.4 y=1.6
解析試題分析:(1)根據(jù)反應(yīng)方程式2SO2+O2 2SO3,假如氧氣反應(yīng)消耗xmol.則消耗SO2 2xmol. 產(chǎn)生SO32xmol。由于容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%,所以2x÷{(1-x)+(2-2x)+2x}=91%.解得x=0.938.所以v(O2)= 0.938mol÷1L÷10min=0.0938mol/(L·min). 由方程式可知消耗SO2的量與產(chǎn)生的SO3相等。所以平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率=(2×0.938)÷2×100%=93.8%.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)為由于甲為恒容的密閉容器。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系的壓強(qiáng)減;而丙是恒壓的密閉容器。增大壓強(qiáng),物質(zhì)的濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時(shí)間縮短。所以達(dá)到平衡所需的時(shí)間<10min。增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,所以SO3的體積分?jǐn)?shù)>91%;若上述已達(dá)平衡的甲、丙容器中分別充入0.5molAr氣體,甲因?yàn)槿萜鞯娜莘e不變,所以對平衡無影響,容器中SO3的物質(zhì)的量不變;而丙容器中由于是恒壓,所以容器的容積擴(kuò)大,各組分氣體的氣體分壓減小,所以平衡逆向移動。因此達(dá)到平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量減小。(2)若在乙容器中充入x molSO2 0.2molO2 ymolSO3維持500℃反應(yīng)至平衡時(shí),容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)亦為91%,可以認(rèn)為ymolSO3不是加入的,而是通過反應(yīng)消耗SO2 和O2產(chǎn)生的。根據(jù)方程式中的物質(zhì)間的關(guān)系可知消耗SO2ymol;消耗O2y/2mol;則開始時(shí)加入的SO2為(x+y)mol;加入的O2為(0.2+y/2)mol.由于平衡時(shí)容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)亦為91%,所以是同一平衡狀態(tài)。因此(x+y)=2;0.2+y/2=1。解得x=0.4 y=1.6。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響、等效平衡的判斷及應(yīng)用的知識。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
據(jù)圖回答下列問題:
Ⅰ、(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是______________________
負(fù)極反應(yīng)式為:_________________________________________________。
(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負(fù)極為________(填Mg或Al),總反應(yīng)化學(xué)方程式為
______________________________________________________________。
Ⅱ、由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其正極的電極反應(yīng)式為
Ⅲ、(1)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
分析該反應(yīng)并回答下列問題:下列各項(xiàng)中,不能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________(填序號)。
a.恒溫、恒容條件下,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
b.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
d.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗2 mol H2,同時(shí)生成1 mol CH3OH
(2)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示。
①該電池工作時(shí),b口通入的物質(zhì)為________________,
c口通入的物質(zhì)為________________。
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:_______
③工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4 g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),
有______________NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)某溫度時(shí),在一個(gè)2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),試填寫下列空白:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ __ 。
(2)該反應(yīng)是由 開始的。(①正反應(yīng) ②逆反應(yīng) ③正逆反應(yīng)同時(shí)。)
(3)該反應(yīng)第 ______ 分鐘到達(dá)平衡狀態(tài)。
(4)反應(yīng)開始至3 min,氣體X的平均反應(yīng)速率為 _______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)已知CO2、SO2、NOx是對環(huán)境影響較大的氣體,請你運(yùn)用所學(xué)知識參與環(huán)境治理,使我們周圍的空氣更好。
(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3,反應(yīng)混合體系
中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如右圖所示(曲線上
點(diǎn)均為平衡狀態(tài))。由圖可知:
①2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的△H____0(填“>”或“<”),若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡 移動(填“向左”、“向右”或“不移動”);
②若溫度為T1時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
③硫酸廠的SO2尾氣用過量的氨水吸收,對SO2可進(jìn)行回收及重新利用,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 、 ;
④新型氨法煙氣脫硫技術(shù)是采用氨水吸收煙氣中的SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO2外,還能得到一種復(fù)合肥料,該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為:________(只要求寫一種);
(2)汽車尾氣(含有烴類、CO、NOx等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。其前半部反應(yīng)方程式為:
2CO+2NO 2CO2+N2。它的優(yōu)點(diǎn)是 ;
(3)有人設(shè)想用圖所示裝置,運(yùn)用電化學(xué)原理將CO2、SO2轉(zhuǎn)
化為重要化工原料。
①若A為CO2,B為H2,C為CH3OH,則正極電極反應(yīng)式為
;
②若A為SO2,B為O2,C為H2SO4?蒲腥藛T希望每分鐘
從C處獲得100 mL 10 mol/L H2SO4,則A處通入煙氣(SO2
的體積分?jǐn)?shù)為1%)的速率為 L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)。
(1)實(shí)驗(yàn)室采用如下圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1(加熱儀器和夾持裝置已略去)。
① 儀器A的名稱是 。
② 裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
③如果濃鹽酸不能順利滴下,可能的原因是 。
④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是 ,其作用是 。
(2)在CuCl2溶液轉(zhuǎn)化為CuCl2·2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色。小組同學(xué)欲探究其原因。
已知:在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
(aq) +4Cl-(aq)(aq) +4H2O(l)
藍(lán)色 黃色
①上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K= 。
②現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍(lán)色,請寫出兩種可采用的方法
a. b 。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
溴及其化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、纖維、塑料組燃劑等,回答下列問題:
(1)海水提溴過程中,向濃縮的海水中通入 ,將其中的Br - 氧化,再用空氣吹出溴;然后用碳酸鈉溶液吸收溴,溴歧化為Br-和BrO3-,其離子方程式為 。
(2)溴與氯能以共價(jià)鍵結(jié)合形成BrCl。BrCl分子中, 顯正電性。BrCl與水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)CuBr2分解的熱化學(xué)方程式為:
2CuBr2(s)="2CuBr(s)+" Br2(g) △H=+105.4kJ/mol-1
在密閉容器中將過量CuBr2于487K下加熱分解,平衡時(shí)p(Br2)為4.66×103Pa。
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
一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3:N2+3H2O2NH3+O2
進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時(shí)間3 h):
T/℃ | 30 | 40 | 50 |
生成NH3量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-130.9 kJ·mol-1
(1)現(xiàn)將0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容積為20 L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列說法正確的是__________(填字母序號)。
A.該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行 |
B.當(dāng)容器內(nèi)CO2氣體體積分?jǐn)?shù)恒定時(shí),該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài) |
C.若其他條件不變,實(shí)驗(yàn)測得平衡常數(shù):K(T1)>K(T2),則T1<T2 |
D.現(xiàn)有該反應(yīng)的X、Y兩種催化劑,X能使正反應(yīng)速率加快約5×105倍、Y能使逆反應(yīng)速率加快約8×106倍(其他條件相同),故在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇X為催化劑更合適 |
實(shí)驗(yàn) 編號 | CO2起始 濃度/mol·L-1 | 反應(yīng)溫 度/℃ | 反應(yīng)壓 強(qiáng)/kPa | 是否加入 催化劑 |
A | 0.030 | 150 | 101 | 否 |
B | 0.040 | 150 | 101 | 否 |
C | 0.040 | 250 | 101 | 是 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100 L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
①已知100°C時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5 min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為________。
②圖中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C時(shí)平衡常數(shù)為________。
③在其他條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下,a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④該反應(yīng)的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是________。
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。請?jiān)谙卤砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)編號 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | 150 | ½ | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
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