用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅, 其反应如下: 3SiCl4(g)+2N
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用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅, 其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH <0 完成下列填空: (1)在一定温度下进行上述反应, 若反应容器的容积为2 L, 3 min后达到平衡, 测得固体质量增加了2. 80 g, 则转移电子的物质的量为 ,H2的平均反应速率为 mol/(L·min); 该反应的平衡常数表达式K= 。 (2)上述反应达到平衡后, 下列说法正确的是 。 a. 其他条件不变, 压强增大, 平衡常数K减小 b. 其他条件不变, 温度升高, 平衡常数K减小 c. 其他条件不变, 增大Si3N4物质的量,平衡向左移动 d. 其他条件不变, 增大HCl物质的量,平衡向左移动 (3)一定条件下, 在密闭恒容的容器中, 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 。A.3v逆(N2)=v正(H2) | B.v正(HCl)=4v正(SiCl4) | C.混合气体密度保持不变 | D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6 | (4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为, 保持其他条件不变, 降低温度后达到新的平衡时, H2和HCl的物质的量之比 (填“>”、“=”或“<”)。 |
答案
(1)0.24mol 0. 02 (2)bd (3)ac (4)< |
解析
试题分析:(1)2.80/(3*28+4*14)*3*4=0.24mol; 2.80/(3*28+4*14)*6/3/2="0.02" mol/(L·min); 平衡常数是指可逆化学反应达到平衡时,每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比; (2)a、温度不变,加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变,错误;b、因反应为放热反应,故反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,正确;c、其他条件不变,增加固体Si3N4平衡不移动,错误;d、其他条件不变,增大HCl的物质的量,平衡向消耗HCl的逆反应方向移动,d正确。) (3)利用化学反应速率之比等于化学方程式计量系数比可知a项叙述表示v正=v逆,表示反应达到平衡态,正确;b项均表示正反应,无论反应是否处于平衡态,都成立,错误;c、混合气体密度不变说明溶液中气体质量不变,而平衡移动则气体质量改变,所以c项表示达到平衡态,正确;d项表示的浓度关系与是否平衡无关,错误。 (4)降低温度,平衡正向移动,n(H2)/n(HCl)变小。 |
举一反三
在某温度下,体积恒定的密闭容器中加入2 molN2和4 molH2,发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=—92.4 kJ/mol。达到平衡时,放出热量46.2 kJ。求: (1)达到平衡时,N2的转化率为_______________, NH3的体积分数为 。 (2)若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均为正数,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。a、b、c取值必须满足的一般条件是 , 。 (3)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池总反应式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,电解质溶液应显 (填“酸性” 、“中性” 或“碱性” ),写出正极的电极反应方程式 。 |
一定温度下2L的恒容容器甲中,加入2moL碳和2moLCO2发生如下反应: C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H>0 测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。
(1)该反应的ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。在 (填“较高”或“较低”) 温度下有利于该反应自发进行。 (2)列式并计算上述温度下此反应的平衡常数K 。(结果保留一位小数) (3)向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率 (填增大、减小、不变、无法确定)。 (4)相同温度下,2L的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO2和4moLCO。开始反应时v(正) v(逆)(填>、 <、﹦)。 (5)相同温度下,2L的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO2,达到平衡。请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图。(注明平衡时CO2的物质的量) |
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
| 1000
| 1150
| 1300
| K
| 64.0
| 50.7
| 42.9
| 请回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。 (2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选项,多选不得分)。 a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变 c.υ正(CO)=υ逆(CO2) d.c(CO2)=c(CO) (4)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 υ(CO)= ,CO的平衡转化率为: 。 |
在水溶液中,重铬酸钾K2Cr2O7存在以下平衡:,下列说法正确的是A.向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,溶液呈橙红色 | B.该反应不是氧化还原反应 | C.向该溶液中滴加适量的浓硫酸,平衡向逆反应方向移动,再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大 | D.该反应的平衡常数表达式是 |
|
在一定条件下,在一容积可变的密闭容器中,将SO2和O2混合发生反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-92.3KJ/mol,反应过程中,SO2、O2、SO3的物质的量(mol)的变化如下表(0~4min时,容器气体压强为0.1MPa):
时间min
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| n(SO2)
| 2.00
| 1.92
| 1.84
| 1.76
| 1.76
| 1.64
| 1.52
| 1.40
| 1.40
| 1.40
| n(O2)
| 1.00
| 0.96
| 0.92
| 0.88
| 0.88
| 0.82
| 0.76
| 0.70
| 0.70
| 0.70
| n(SO3)
| 0
| 0.08
| 0.16
| 0.24
| 0.24
| 0.36
| 0.48
| 0.60
| 0.60
| 0.60
| 回答下列问题: (1)___________________________时段,反应处于平衡状态。 (2)第5min时,从同时提高速率和转化率两个方面分析,改变的外界条件是_____________;平衡向____________方向移动。(填“正”、“逆”或“不”) (3)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a。,Fe2O3和NiO作催化剂均能使S02的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的 主要优点是_____________。
(4)科研小组在3800C Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比n(O2):n(SO2)对S02转化率的影响,结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(O2):n(SO2)=1:2时,SO2转化率的预期变化曲线。 |
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