在2L密閉容器中,800℃時反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:
時間/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)寫出該反應的平衡常數(shù)表達式:K=
c2(NO2)
c2(NO)?c(O2)
c2(NO2)
c2(NO)?c(O2)
,已知:K(300℃)>K(350℃),該反應是
放熱
放熱
反應(填“放熱”或“吸熱”).

(2)圖中表示NO2的變化的曲線是
b
b
,用O2的濃度變化表示從0~2s內該反應的平均速率v=
0.0015mol/(L?s)
0.0015mol/(L?s)

(3)能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是
bc
bc

a.v(NO2)=2v(O2)                b.容器內壓強保持不變
c.v(NO)=2v(O2)             d.容器內物質的密度保持不變
(4)能使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的是
c
c

a.及時分離出NO2氣體                b.適當升高溫度
c.增大O2的濃度                     d.選擇高效的催化劑.
分析:(1)化學平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應都達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫;
K(300℃)>K(350℃),說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應是放熱反應;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時c(NO)=
0.007mol
2L
=0.0035mol/L,由方程式2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)可知,平衡時△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,據(jù)此判斷表示NO2的濃度變化的曲線,
由圖中數(shù)據(jù)可知2s內,NO的濃度變化量為0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,根據(jù)v=
△c
△t
計算v(NO),再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(O2);
(3)根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答,當反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應的進行發(fā)生變化,當該物理量由變化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態(tài);
(4)根據(jù)外界條件對反應速率與平衡的移動分析解答.
解答:解(1)可逆反應2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)k=
c2(NO2)
c2(NO)?c(O2)

K(300℃)>K(350℃),說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應是放熱反應,
故答案為:
c2(NO2)
c2(NO)?c(O2)
,放熱;
(2)由方程式2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)可知,平衡時△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時c(NO)=
0.007mol
2L
=0.0035mol/L,曲線b平衡時的濃度為0.0035mol/L,故曲線b表示NO2的濃度變化,
由圖中數(shù)據(jù)可知2s內,NO的濃度變化量為0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,故v(NO)=
0.006mol/L
2s
=0.003mol/(L?s),根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(O2)=
1
2
v(NO)=
1
2
×0.003mol/(L?s)=0.0015mol/(L?s),
故答案為:b,0.0015mol/(L?s);
(3)a.始終都存在v(NO2)=2v(O2)關系,故不能說明到達平衡,故a錯誤;
b.隨反應進行氣體的物質的量減小,壓強增減小,容器內壓強保持不變,說明到達平衡,故b正確;
c.不同物質表示的正逆速率之比等于化學計量數(shù)之比,反應到達平衡,故v(NO)=2v(O2),說明到達平衡,故c正確;
d.反應混合氣體的質量不變,容器的體積不變,密度始終不變,故容器內物質的密度保持不變,不能說明到達平衡,故d錯誤;
故選bc;
(4)a.及時分離出NO2氣體,平衡向正反應移動,但反應速率降低,故a錯誤;
b.適當升高溫度,反應速率增大,平衡向逆反應移動,故b錯誤;
c.增大O2的濃度,反應速率增大,平衡向正反應移動,故c正確;
d.選擇高效的催化劑,增大反應速率,不影響平衡移動,故d錯誤;
故選c.
點評:考查平衡常數(shù)即影響因素、化學反應速率、影響化學平衡的元素與平衡狀態(tài)的判斷等,難度中等,注意平衡狀態(tài)判斷選擇判斷的物理量,應隨著反應的進行發(fā)生變化,當該物理量由變化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態(tài).
練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

“神七”登天譜寫了我國航天事業(yè)的新篇章.火箭升空需要高能燃料,經常是用肼(N2H4)作為燃料,N2O4做氧化劑.
(1)已知:N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ?mol-1
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
2NO2(g)═N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
請寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式:
2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1 083.0 kJ?mol-1
2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1 083.0 kJ?mol-1

(2)工業(yè)上可用次氯酸鈉與過量的氨反應制備肼,該反應的化學方程式為
NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O
NaClO+2NH3═N2H4+NaCl+H2O

(3)一定條件下,在2L密閉容器中起始時投入2mol NH3和4mol O2,發(fā)生反應:
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H<0,測得平衡時的數(shù)據(jù)如下表:
有關物質的物質的量/mol n(NO) n(H2O)
溫度T1 1.6 2.4
溫度T2 1.2 1.8
①在T1時,若經過10min反應達到平衡,則10min內反應的平均速率v(NH3)=
0.08 mol?L-1?min-1
0.08 mol?L-1?min-1

②T1和T2的大小關系是T1
T2(填“>”“<”或“=”).
(4)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學裝置可實現(xiàn)如下轉化:2CO2═2CO+O2,CO可用作燃料.已知該裝置的陽極反應為:4OH--4e-═O2↑+2H2O,則陰極反應為
2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-
2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-

有人提出,可以設計反應2CO═2C+O2(△H>0)來消除CO的污染,請你判斷該反應是否能自發(fā)進行并說明理由?答:
不能,因為該反應的△S<0
不能,因為該反應的△S<0

(5)某空間站能量轉化系統(tǒng)的局部如圖所示,其中的燃料電池采用KOH溶液作電解液.

如果某段時間內,氫氧儲罐中共收集到33.6L氣體(已折算成標準狀況),則該段時間內水電解系統(tǒng)中轉移電子的物質的量為
2
2
mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)醋酸可用于除去水壺中的水垢,成份主要是CaCO3和Mg(OH)2.寫出醋酸與Mg(OH)2反應的離子方程式
Mg(OH)2+2CHCOOH=2CH3COO-+Mg2++2H2O
Mg(OH)2+2CHCOOH=2CH3COO-+Mg2++2H2O

(2)將11.2L(標準狀況)乙烯和乙烷的混合氣體通入足量的溴的四氯化碳溶液中,充分反應后,溴的四氯化碳溶液質量增加了8.4克,則原混合氣體中烯和乙烷的質量之比為:
7:5
7:5

(3)在2L密閉容器中,一定條件下發(fā)生反應A(g)+3B (g)   2C(g),在10秒內反應物A的濃度由1mol/L降到0.6mol/L,則用C濃度的變化表示的該反應在這段時間內的平均反應速率為
0.08mol/(L?s)
0.08mol/(L?s)

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2013?棗莊二模)某實驗小組敷衍工業(yè)廢棄固體(主要成分為Cu2SFe2SO3)制備有關物質,整個流程如下圖所示.請回答:
(1)氣體a的化學式為
SO2
SO2

(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入適宜氧化劑X得到溶液C,寫出該反應的離子方程式
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

(3)制備硫酸銅溶液.常溫下,O2、銅粉和稀硫酸三者在一起,幾乎不反應,當加入溶液D后,隨即生成硫酸銅.經理閱資料發(fā)現(xiàn)FeSO4對銅的氧化起催化作用.
A.第一步反應的離子方程式為:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,則第二步反應的郭子方程式為
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

B.⑦操作中,配制Fe2(SO43溶液時應注意
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或將硫酸鐵溶解在稀硫酸中,再加水稀釋
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或將硫酸鐵溶解在稀硫酸中,再加水稀釋

(4)操作⑧的目的是得到較純的硫酸銅溶液.加入適宜試劑Y調節(jié)pH至鐵元素全部沉淀(離子濃度小于10-5mol.L-1),然后再過濾,濃縮、結晶等,則pH至少調節(jié)為
3
3

已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×1022,Ksp[Fe(OH)2]≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3]≈1×10-38
(5)科學家發(fā)現(xiàn)納米級的Cu2O在太陽光照射下可以催化分解水.
A.一定溫度下,在2L密閉容器中加入納米級Cu2O,通入2mol水蒸氣,發(fā)生如下反應:2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ?mol-1
20min末測得n(O2)=0.16mol,則這段時間的反應速率v(H2)=
8×10-3mol?L-1?min-1
8×10-3mol?L-1?min-1
;該溫度下,此反應的平衡常數(shù)表達式K=
[O2][H2]2
[H2O]2
[O2][H2]2
[H2O]2

B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)═4Cu2O(s)△H=-292kJ?mol-1 2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ?mol-1
請寫出炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學方程式
2CuO(s)+C(s)═Cu2O(s)+CO(s)△H=+35.5kJ?mol-1
2CuO(s)+C(s)═Cu2O(s)+CO(s)△H=+35.5kJ?mol-1

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科目:高中化學 來源: 題型:

氮氣與氫氣反應生成氨氣的平衡常數(shù)見表:
N2+3H2?2NH3
溫度 25℃ 200℃ 400℃ 600℃
平衡常數(shù)K 5×108 650 0.507 0.01
(1)工業(yè)上合成氨的溫度一般控制在500℃,原因是
 

(2)在2L密閉容器中加入1mol氮氣和3mol氫氣,進行工業(yè)合成氨的模擬實驗,若2分鐘后,容器內壓強為原來的0.8倍,則0到2分鐘,氨氣的反應速率為
 
mol/(L?min).
(3)下列說法能表明該反應達到平衡的是
 

A.氣體的平均分子量不再變化
B.密閉容器內的壓強不再變化
C.v(N2)=2v(NH3)                    
D.氣體的密度不再變化
(4)下列措施,既能加快該反應的反應速率,又能增大轉化率的是
 

A.使用催化劑   B.縮小容器體積   C.提高反應溫度   D.移走NH3
(5)常溫下,在氨水中加入一定量的氯化銨晶體,下列說法錯誤的是
 

A.溶液的pH增大    B.氨水的電離度減小    C.(OH-)減小    D.(NH4+)減小
(6)將氨水與鹽酸等濃度等體積混合,下列做法能使(NH4+)與(Cl-)比值變大的是
 

A.加入固體氯化銨    B.通入少量氯化氫    C.降低溶液溫度    D.加入少量固體氫氧化鈉.

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科目:高中化學 來源: 題型:

一定條件下,使X(g)與Y(g)在2L密閉容器中發(fā)生反應生成z(g).溫度為TK時,反應過程中X,Y,Z的物質的量變化如圖1所示;若保持其他條件不變,溫度分別為T,K和T2,K時,Y的體積分數(shù)與時間的關系如圖2所示.則下列結論正確的是( 。
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A、反應進行的前3min內,用X表示的反應速率V(X)=0.1mol/(L?min)B、平衡時容器內的壓強為反應前的0.8倍C、保持其他條件不變,升高溫度,反應的化學平衡常數(shù)K減小D、若改變反應條件,使反應進程如圖3所示,則改變的條件是增大壓強

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