在一固定容積為2 L的密閉容器中加入2 molA和3 molB,保持溫度為30℃,在
催化劑存在的條件下進行下列反應:2A(g)+3B(g) 3C(g),2分鐘達到平衡,生成1.5 mol
C,此時,平衡混合氣中C的體積分數為ω1;若將溫度升高到70℃后,其他條件均不變,當
反應重新達到平衡時,C的物質的量為2.1 mol,體積分數為ω2,請回答下列問題,
(1)該反應在30℃時平衡常數K1= ,焓變△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)該反應在30℃時平衡混合氣中C的體積分數為ω1= ;從反應開始到達到化學平衡狀態(tài)時v(A)=____________mol/(L·min)
(3)該反應在70℃時平衡常數為K2,則 K1 K2(填“>”、“=”或“<”)
(4)70℃時,若保持溫度不變,在2 L的密閉容器中加入4 molA和6 molB,當反應重新達到平衡時,C的體積分數為ω3,則ω3 ω2 (填“>”、“<”或“="”" )。
(5)可以判斷2A(g)+3B(g) 3C(g) 反應已經達到平衡的是( )
A.2v(B)=3v(A)
B.密閉容器中總壓強不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變
D.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
E.n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶3∶3
(共14分每空二分)(1)4 > (2)37.5% 0.25 (3)< (4)> (5)BD
解析試題分析:(1)2min達平衡,平衡時C為1.5mol,濃度為1.5mol÷2L=0.75mol/L,則:
2A(g)+3B(g)3C(g)
起始濃度(mol/L) 1 1.5 0
轉化濃度(mol/L) 0.5 0.75 0.75
平衡濃度(mol/L) 0.5 0.75 0.75
所以30℃平衡常數k==4
由題意可知,升高溫度平衡時C的物質的量增大,說明升高溫度平衡向正反應移動,故正反應為吸熱反應,即△H>0
(2)30℃時平衡時C的物質的量為1.5mol,則:
2A(g)+3B(g)3C(g)物質的量減少△n
3 2
1.5mol 1mol
因此平衡時反應混合物總的物質的量為2mol+3mol-1mol=4mol
則C的體積分數ω1==37.5%
v(C)=0.75mol/L÷2min=0.375mol/(L?min)
由于率之比等于化學計量數之比
所以v(A)=2/3v(C)=2/3×0.375mol/(L?min)=0.25mol/(L?min)。
(3)升高溫度平衡向正反應方向移動,說明溫度越高平衡常數越大,故K1<K2。
(4)該平衡相當于是在原平衡在70℃到達平衡的基礎上壓強增大一倍,平衡向正反應方向移動,C的體積分數增大,故ω3>ω2。
(5)在一定條件下,當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時(但不為0),反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài)。A中未指明正逆速率,不能說明到達平衡,故A錯誤;隨反應進行,反應混合物的物質的量減小,壓強降低,密閉容器中總壓強不變,說明到達平衡,故B正確;密度是混合氣的質量和容器容積的比值,在反應過程中質量和容積始終是不變的,C不正確;混合氣體的總質量不變,隨反應進行,反應混合物的物質的量減小,混合氣體的平均相對分子質量減小,當混合氣體的平均相對分子質量不再改變,說明到達平衡,故D正確;平衡時各組分的物質的量之比不一定等于化學計量數之比,與開始的物質的量及轉化率有關,當n(A):n(B):n(C)=2:3:3,不能說明到達平衡,故E錯誤,因此正確的答案選BD。
考點:考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數、平衡狀態(tài)的判斷、反應速率的計算等
點評:該題是高考中的常見題型,屬于中等難度的試題。題目綜合性較大,對學生的要求較高,有利于調動學生的學習興趣、激發(fā)學生的學習積極性。答題時注意基礎知識的理解掌握,難點是等效平衡的應用和平衡狀態(tài)的判斷。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
在2L密閉容器內,800℃時反應:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下:
溫度/℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常數 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
物 質 | M | N | P | Q |
起始投料/mol | 2 | 1 | 2 | 0 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
將 4 mol A 氣體和 2 mol B 氣體在 2 L 的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)2C(g),若經 2 s(秒)后測得C 的濃度為 0.6 mol·L-1 ,則:① 用物質 A 表示的反應的平均速率 ② 2 s 時物質 B 的濃度為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮及其化合物在工農業(yè)生產中具有重要作用。
(1)某小組進行工業(yè)合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0的模擬研究,在1L密閉容器中,分別加入0.1mol N2和0.3mol H2。實驗①、②、③中c(N2)隨時間(t)的變化如圖所示。
實驗②從開始到達到平衡狀態(tài)的過程中,用H2表示的平均反應速率為 。與實驗①相比,.實驗②所采用的實驗條件可能為 (填字母),實驗③所采用的實驗條件可能為 (填字母)。
a.增大壓強b.減小壓強c.升高溫度d.降低溫度e.使用催化劑
(2)NH3可用于處理廢氣中的氮氧化物,其反應原理為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) △H<0欲提高廢氣中氮氧化物的轉化率,可采取的措施是 (填字母)
a.升高溫度 b.增大壓強 c,增大NH3的濃度
(3)NCl3遇水發(fā)生水解反應,生成NH3的同時得到 (填化學式)。ClO2是廣譜高效消毒劑,制備原理為NCl3+6ClO2-+3H2O=NH3↑+6ClO2+3OH-+3Cl-。若轉移1mol電子,則制取ClO2的質量為 。
(4)25℃時,將amol·L-1的氨水與bmol·L-1鹽酸等體積混合,反應后溶液恰好顯中性,則a b(填“>”、“<”或“=”)。用a、b表示NH3·H2O的電離平衡常數為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
在一體積為10 L的容器中,通過一定量的CO和H2O,850 ℃時發(fā)生反應:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
(1)CO和H2O濃度變化如圖,則0~4 min的平均反應速率v(CO)=______mol·L-1·min-1。
(2)如圖中4~5min之間該反應________(填“是”或“否”)處于平衡狀態(tài),判斷理由________________________________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
在一個容積固定的反應器中,有一可左右滑動的密封隔板,左、右兩側分別進行如下可逆反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);
3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(g)+4H2(g)。左側中加入SO2、O2、SO3的物質的量分別為x mol、3.25mol、1mol;右側中加入9 mol的水蒸氣和適量的鐵粉(忽略鐵粉對容器體積的影響)。
當x在一定范圍內變化時,均可以通過調節(jié)反應器的溫度,使兩側反應都達到平衡,并且隔板恰好處于反應器位置2處。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />(1)若x=1.5,則左側反應在起始時向__________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。欲使反應維持向該方向進行,則x的取值范圍是________________。
(2)若x=2,則左側反應在起始時向__________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行,平衡時混合氣中SO2所占的體積分數為_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(19分)釩有金屬“維生素”之稱,研究發(fā)現(xiàn)釩的某些化合物對治療糖尿病有很好的療效。
工業(yè)上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO雜質除去并回收得到V2O5的流程如下:
請回答下列問題:
(1)步驟②、③的變化過程可表示為(HM為有機萃取劑):
VOSO4 (水層)+ 2HM(有機層) VOM2(有機層) + H2SO4 (水層)
步驟②中萃取時必須加入適量堿,其原因是 。
步驟③中X試劑為 。
(2)步驟④的離子方程式為
(3)該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質有 和 。
(4)操作Ⅰ得到的廢渣,用 溶解,充分反應后, ,(填寫系列操作名稱)稱量得到mg氧化銅。
(5)為了制得氨水,甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣,請將實驗裝置的字母編號和制備原理填寫在下表空格中。
| 實驗裝置 | 實驗藥品 | 制備原理 |
甲小組 | A | 氫氧化鈣、氯化銨 | 反應的化學方程式為① |
乙小組 | ② | 濃氨水、氫氧化鈉固體 | 分析產生氨氣的原因③ |
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
某課外興趣小組對H2O2的分解速率做了如下實驗探究。
⑴ 下表是該小組研究影響過氧化氫(H2O2)分解速率的因素時采集的一組數據:
用10mL H2O2制取150mLO2所需的時間(秒)
① 該小組在設計方案時,考慮了濃度、a: 、b: 等因素對過氧化氫分解速率的影響。
② 從上述影響H2O2分解速率的因素a和b中任選一個,說明該因素對該反應速率的影響:
。
⑵ 將質量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO2分別加入到5mL 5%的雙氧水中,并用帶火星的木
條測試。測定結果如下:
催化劑(MnO2) | 操作情況 | 觀察結果 | 反應完成所需的時間 |
粉末狀 | 混合不振蕩 | 劇烈反應,帶火星的木條復燃 | 3.5分鐘 |
塊狀 | 反應較慢,火星紅亮但木條未復燃 | 30分鐘 |
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