【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料,其主要成分為甲烷。
I.(1)已知:一定條件下可被甲烷還原“納米級”的金屬鐵。其反應為:
①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為______
②在容積均為VL的I、II、III三個相同密閉容器中加入足量,然后分別充入amol,三個容器的反應溫度分別為、、且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實驗測得反應均進行到tmin時的體積分數(shù)如圖1所示,此時I、II、III三個容器中一定處于化學平衡狀態(tài)的是______;上述反應的______填“大于”或“小于”,該反應在______填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”下可自發(fā)進行。
利用天然氣為原料的一種工業(yè)合成氨簡式流程圖如圖2:
(1)步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下:Ⅰ;
Ⅱ;
①對于反應Ⅰ,在一定溫度下的恒容容器中,表示其已達到最大化學反應限度的敘述正確的是______。
A.單位時間內1mol消耗,同時有3mol生成;
B.、、CO的物質的量濃度相等;
C.混合氣體的密度再改變;
D.混合氣體的壓強不再改變。
②則反應;______用含、的代數(shù)式表示。
(2)合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,反應原理為:在容積為10L的密閉容器中進行,起始時充入、反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖3所示。
①實驗a從開始至平衡時的反應速率______;實驗c中的平衡轉化率為______。
②與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件是:b______,c______。
③M點的逆反應速率______N點的正反應速率填“”、“”或“”;N點時再加入一定量,平衡后的體積分數(shù)______填“增大”、“減小”或“不變”。
【答案】 Ⅲ 大于 高溫 D 使用催化劑 增大壓強 增大
【解析】
Ⅰ固相和氣相均存在的反應,固相的濃度項不列入化學平衡常數(shù)表達式;根據(jù)圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象,百分含量隨溫度的變化解答;根據(jù)溫度對平衡的影響來判斷,升高溫度平衡正向移動,的含量增大,據(jù)此判斷大小,再由焓變和熵變判斷反應自發(fā)進行的條件;
Ⅱ在一定條件下,反應I達到最大反應限度時,說明反應達到化學平衡,各組分濃度不再改變,體系壓強不再改變,正逆反應速率相等,據(jù)此逐項分析;根據(jù)反應Ⅰ和反應Ⅱ推導所求反應,由多重平衡規(guī)則計算該反應的化學平衡常數(shù);
根據(jù)計算的消耗速率,根據(jù)轉化率計算的平衡轉化率;與實驗a相比,實驗b和實驗a的平衡狀態(tài)一致,實驗b比實驗a提前到達化學平衡,實驗c的壓強大于實驗a的壓強;實驗c的壓強大于實驗a的壓強,增大壓強有利于增大化學反應速率,N點達到化學平衡狀態(tài),再加入一定量,促使化學平衡正向移動。
Ⅰ(1) ①固相和氣相均存在的反應,固相的濃度項不列入化學平衡常數(shù)表達式,該反應的化學平衡常數(shù)表達式為:;
故答案為:;
在容積均為VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中加入足量“納米級”的金屬鐵,然后分別充入,,根據(jù)圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圖象,溫度逐漸升高,三個容器中的百分含量沒有呈整體上升的趨勢,則其中肯定有一個達到了平衡,溫度升高,反應速率加快,可知先達到平衡的是容器III前兩個容器沒有達到平衡,且隨溫度升高,百分含量下降,可知升高溫度平衡正向進行,反應的大于0,反應氣體分子數(shù)增多,熵增,即,反應放熱,,所以反應在高溫下自發(fā);
故答案為:Ⅲ;大于;高溫;
Ⅱ(1) ①單位時間內1mol消耗,必然同時有3mol生成,說明反應正向進行,并不能說明反應已經(jīng)達到化學平衡,故A錯誤;、、CO的物質的量濃度關系取決于反應物的充入量以及反應進行的程度,并不能通過三者物質的量濃度相等說明反應達到化學平衡,故B錯誤;混合氣體的密度為,反應前后質量守恒,m不變,反應在恒容容器中進行,V不變,則整個過程混合氣體密度不變,無法判斷化學反應是否達到化學平衡,故C錯誤;反應前后氣體分子數(shù)改變,體系壓強發(fā)生變化,可以通過壓強判斷化學反應是否達到平衡,故D正確;
故答案為:D;
所求反應可由ⅠⅡ得到,根據(jù)多重平衡規(guī)則,所求反應的化學平衡常數(shù)為;
故答案為:;
實驗a中,起始時體系壓強為320kPa,平衡時體系壓強為240kPa,
起始 0
轉化 x3x 2x
平衡 2x
則有,可得,
所以實驗a從開始至平衡時的反應速率,
實驗中的平衡轉化率為;
故答案為:;;
與實驗a相比,實驗b和實驗a的平衡狀態(tài)一致,實驗b比實驗a提前到達化學平衡,由此可判斷實驗b改變的條件是使用催化劑,
實驗c的壓強大于實驗a的壓強,由此可判斷實驗c改變的條件是增大壓強;
故答案為:使用催化劑;增大壓強;
實驗c的壓強大于實驗a的壓強,增大壓強有利于增大化學反應速率,所以M點的逆反應速率點的正反應速率;N點達到化學平衡狀態(tài),再加入一定量,促使化學平衡正向移動,則平衡后的體積分數(shù)增大;
故答案為:;增大。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】亞硝酰氯(NOCl,熔點:-64.5 ℃,沸點:-5.5 ℃)是一種黃色氣體,遇水易反應生成一種無氧酸和兩種氮的常見氧化物。亞硝酰氯應用廣泛,可用于合成清潔劑、觸媒劑及中間體等。實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。
(1)甲組同學擬制備原料氣NO和Cl2,制備裝置如圖所示,為制備純凈干燥的氣體,補充右表中缺少的藥品。
裝置Ⅰ | 裝置Ⅱ | ||
蒸餾燒瓶中 | A儀器中 | ||
制備純凈的Cl2 | MnO2 | ①______ | ②______ |
制備純凈的NO | Cu | ③______ | ④______ |
(2)乙組同學對甲組同學制取NO的裝置略加改良,結合甲組制得的Cl2共同制備NOCl,裝置如圖所示:
①儀器b的名稱為________________。
②組裝好實驗裝置后應先______________,然后依次裝入藥品。此實驗關鍵操作有兩點:一是將Cl2充滿D裝置的三頸瓶中;二是A中反應開始時要先關閉K2,打開K1,待NO充滿裝置后再關閉K1,打開K2。這兩步操作中充滿的目的都是__________________________________________________。
③若C裝置中壓強過大,可以觀察到的現(xiàn)象是_________________________。
④裝置D中冰鹽水的作用是__________________。
(3)亞硝酰氯(NOCl)純度的測定:將所得亞硝酰氯(NOCl)產品13.10g溶于水,配制成250mL溶液;取出25.00mL,以K2CrO4溶液為指示劑,用0.8mol·L-1AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液的體積為 22.50mL。(已知:Ag2CrO4為磚紅色固體)
①亞硝酰氯(NOCl)與水反應的化學方程式為_________________________。
②亞硝酰氯(NOCl)的質量分數(shù)為______________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】臭氧是理想的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應為:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),若反應在恒容密閉容器中進行,下列由該反應相關圖像作出的判斷正確的是
A | B | C | D |
t1時僅加入催化劑,平衡向正方向移動 | 達平衡時,僅改變x,則x為c(O2) | 從反應開始達平衡氣體濃度變化 | 升高溫度,平衡常數(shù)減小 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將氣體X與氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中,發(fā)生反應:X(g)+Y(g)2Z(g)△H<0,一段時間后達到平衡.反應過程中測定的數(shù)據(jù)如表:下列說法正確的是( 。
t∕min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)∕mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
A. 反應前4min的平均反應速率υ(Z)=0.0125molL-1min-1
B. 其他條件不變,降低溫度,反應達到新平衡前υ(逆)>υ(正)
C. 其他條件不變,再充入0.2molZ,達平衡時X的體積分數(shù)增大
D. 該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=1.44
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如圖:
(1)N元素在周期表中位置______。
(2)氮氣和氫氣通過甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合、干燥,還有______作用。
(3)用乙裝置吸收一段時間氨后,再通入空氣,同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內,能使鉑絲保持紅熱,錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是______。
(4)寫出乙裝置中氨氧化的化學方程式:______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氮及其化合物在工業(yè)生產和國防建設中有廣泛應用;卮鹣铝袉栴}:
(1)氮氣性質穩(wěn)定,可用作保護氣。請用電子式表示氮氣的形成過程:
。
(2)聯(lián)氨(N2H4)是一種還原劑。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。試結合下表數(shù)據(jù),寫出N2H4 (g)燃燒熱的熱化學方程式: 。
化學鍵 | N—H | N—N | N=N | N≡N | O=O | O—H |
鍵能(kJ/mol) | 390.8 | 193 | 418 | 946 | 497.3 | 462.8 |
(3)KCN可用于溶解難溶金屬鹵化物。將AgI溶于KCN溶液中,形成穩(wěn)定的Ag(CN)2—,該轉化的離子方程式為: 。若已知Ksp(AgI)=1.5×10—16,K穩(wěn)[Ag(CN)2—]=1.0×10-21,則上述轉化方程式的平衡常數(shù)K= 。(提示:K穩(wěn)越大,表示該化合物越穩(wěn)定)
(4)氨的催化氧化用于工業(yè)生產硝酸。該反應可設計成新型電池,試寫出堿性環(huán)境下,該電池的負極電極反應式: 。
(5)將某濃度的NO2氣體充入一恒容絕熱容器中,發(fā)生反應2NO2 N2O4其相關圖像如下。
①0~3s時v(NO2)增大的原因是 。
②5s時NO2轉化率為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在100℃時,將0.40 mol二氧化氮氣體充入一個2 L抽空的密閉容器中,發(fā)生反應:2NO2 N2O4。每隔一段時間就對該容器內的物質進行分析,得到下表數(shù)據(jù):
時間/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
(1)在上述條件下,從反應開始至20 s時,用NO2表示的平均反應速率為__________mol·L1·s1。
(2)n3________(填“>”“<”或“=”)n4;該反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值為___________(精確到0.1)。
(3)若在相同條件下最初向該容器中充入N2O4,要達到上述平衡狀態(tài),N2O4的起始濃度是______mol·L1。
(4)上述(3)達到平衡后N2O4的轉化率為______________,混合氣體的平均摩爾質量為______________。
(5)達到平衡后,如果升高溫度,氣體顏色會變深,則升高溫度后,反應2NO2N2O4的平衡常數(shù)將_______________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(6)達到平衡后,如果向該密閉容器中再充入0.32 mol He,并把容器體積擴大為4 L,則平衡將______________(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】碘化亞銅(CuI)是陽極射線管覆蓋物,不溶于水和乙醇。如圖是工業(yè)上由冰銅制取無水碘化亞銅的流程。
(1)步驟①中得到熔渣B的主要成分為黑色磁性物質,其化學式為___。
(2)步驟②中H2O2的作用是__;
(3)步驟④用乙醇洗滌的優(yōu)點是___;檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是___。
(4)溶液I中通常含少量Fe(Ⅲ)。已知該工業(yè)條件下,Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,據(jù)此分析常溫下除去Fe(Ⅲ)(即c(Fe3+)≤1.0×10-5mol/L)應調節(jié)pH不小于___。
(5)準確稱取mgCuI樣品,加入足量的Fe2(SO4)3溶液,發(fā)生反應為2CuI+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++I2,待樣品完全反應后,用amol/L酸性KMnO4溶液滴定Fe2+,消耗標準液的體積平均值為VmL。樣品中CuI的質量分數(shù)的計算表達式為___;如果滴定前,酸式滴定管沒有用標準液潤洗,CuI的質量分數(shù)___(填“偏低”、“偏高”或“無影響”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量水,pH減小, 減小
B.同濃度的下列溶液中,① NH4HSO4 ②NH4Cl ③NH3·H2O ④CH3COONH4 ⑤NH4ClO,c(NH4+)由大到小的順序是:①>②>④>⑤>③
C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(HCO3-)=2c(H2CO3)+c(H+)-c(OH-)
D.常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1L NaA和HA溶液中pH=9,則c (HA)>c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
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