在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol
题型:不详难度:来源:
在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol/L、c(B)=0.200 mol/L及c(C)=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题: (1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是: ②______________________________________________; ③______________________________________________; (2)实验②平衡时B的转化率为________;实验③平衡时C的浓度为________________; (3)该反应的ΔH________0,其判断理由是_________________________________; (4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率: 实验②:vB=________; 实验③:vC=________。 |
答案
(1)②加催化剂 达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变 ③温度升高 达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小 (2)40%(或0.4) 0.060 mol/L (3)> 温度升高,平衡向正反应方向移动,故该反应是吸热反应 (4)0.014 mol/(L·min) 0.009 mol/(L·min) |
解析
本题主要考查化学平衡,意在考查考生读图、表述和计算能力。(1)分析图像可知,①和②在平衡时刻A的浓度相等,且②的曲线斜率较大,说明反应速率较大,故是改变某一条件使反应加快,但平衡没有移动,故只可能是使用了催化剂。①和③相比较,平衡时刻③中A的浓度较小,曲线斜率较大,说明③的反应速率较大且平衡向正方向移动,而起始浓度相等,故只可能是升高温度。 (2)由起始到平衡时刻Δc(A)=0.10 mol·L-1-0.060 mol·L-1=0.040 mol·L-1,故Δc(B)=0.080 mol·L-1,则B的转化率为0.080÷0.20×100%=40%;实验③平衡时刻,c(C)=0.060 mol·L-1。 (3)由(1)可知,温度升高平衡向正方向移动,那么该反应正反应方向要吸热,ΔH>0。 (4)观察图像可知,在第4.0 min时,②中c(A)=0.072 mol·L-1,③中c(A)=0.064 mol·L-1。②中v(A)=(0.10 mol·L-1-0.072 mol·L-1)/4.0 min=0.007 mol·L-1·min-1,而v(B)=2v(A)=0.014 mol·L-1·min-1。③中v(A)=(0.1 mol·L-1-0.064 mol·L-1)/4.0 min=0.009 mol·L-1·min-1,而v(C)=v(A)=0.009 mol·L-1·min-1。 |
举一反三
在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),图1表示反应过程中能量的变化,图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是
A.该反应的焓变和熵变:ΔH>0,ΔS<0 | B.温度降低,该反应的平衡常数K增大 | C.升高温度,n(CH3OH)/n(CO2)增大 | D.从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/(L·min) |
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一定温度下,在一个10 L密闭容器中发生某可逆反应,其平衡常数表达式为K=。请回答下列问题。 (1)该反应的化学方程式为__________________________________________; 若温度升高,K增大,则该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)能判断该反应一定达到平衡状态的是________(填字母序号)。A.v正(H2O)=v逆(H2) | B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间改变 | C.消耗n mol H2的同时消耗n mol CO | D.容器中物质的总物质的量不随时间改变 | (3)该反应的v正随时间变化的关系如图,在t2时改变了某种条件,改变的条件可能是________、________。
(4)实验测得t2时刻容器内有1 mol H2O(g),5 min后H2O(g)的物质的量是0.8 mol,这5 min内H2O(g)的平均反应速率为________。 |
(12分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下: 2NO+2CO 2CO2+N2 为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| c(NO)/ mol·L-1
| 1.00×10-3
| 4.50×10-4
| 2.50×10-4
| 1.50×10-4
| 1.00×10-4
| 1.00×10-4
| c(CO)/ mol·L-1
| 3.60×10-3
| 3.05×10-3
| 2.85×10-3
| 2.75×10-3
| 2.70×10-3
| 2.70×10-3
| 请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响): (1)写出该反应的平衡常数表达式K= 。 (2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。 (3)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 0(填写“>”、“<”、“=”)。 (4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。 A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度 C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积 (5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在表格中填入剩余的实验条 件数据。
实验编号
| T/℃
| NO初始浓度 mol·L-1
| CO初始浓度 mol·L-1
| 催化剂的比表面积 ㎡·g-1
| Ⅰ
| 280
| 1.2×10-3
| 5.8×10-3
| 82
| Ⅱ
|
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| 5.8×10-3
| 124
| Ⅲ
| 350
| 1.2×10-3
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(15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。 ②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。 (2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。 ②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为 。 ③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。 (3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。 ①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= 。 ②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。 |
下列有关说法正确的是A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀 | B.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0 | C.加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大 | D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 |
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