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1、填空题 300°C时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1)300°C时,该反应的平衡常数表达式为K=________。已知K300°C<K350°C,则ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)在2 min末时,B的平衡浓度为_______,D的平均反应速率为_______。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是__________________________________________。
(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向进行,开始时若加入C、D各
mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B________mol。
参考答案:(1)
>
(2)0.8 mol·L-1 0.2 mol·L-1·min-1
(3)不变 反应前后气体的总物质的量不变,压强对平衡无影响
(4)4/3
本题解析:(1)若温度越高,K越大,则说明升温,平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。(2)生成0.8 mol D,则反应掉0.4 mol B,剩余1.6 mol B,c(B)=1.6 mol÷2 L=0.8 mol·L-1。v(B)=
=0.1 mol·L-1·min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1 mol·L-1·min-1=0.2 mol·L-1·min-1。(3)该反应为反应前后气体的总物质的量不变的反应,加压平衡不移动,故A的转化率不变。(4)将C、D折算成A、B,则相当于加入2 mol A和2/3 mol B,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故B还应加入2 mol-
?mol=
?mol。
本题难度:一般
2、填空题 硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的11/12,则N2的转化率α1____________;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为α2,则α2 _______α1(‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以5.1吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为_____________吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)
参考答案:(1)16.7%;>
(2)13.5
(3)由反应转化关系知,反应过程中钠元素守恒,设NaNO2和NaNO3的物质的量分别为4amol和amol,则4a+a=50mL×10-3mL·L-1×1.0mol·L-1×2,
解得:a=0.02mol,于是
推出NO、NO2的物质的量分别为:0.03mol、0.07mol,
即:NO所占的体积分数为30%。
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 已知可逆反应:A(g)+B(g)
C(g)+D(g) ΔH<0。请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)=1 mol/L,c(B)=2.4 mol/L,达到平衡时,A的转化率为60%,此时B的转化率为?。
(2)若反应温度降低,则B的转化率将?(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)=4 mol·L-1,c(B)=a mol·L-1,达到平衡后c(C)=2 mol·L-1,则a=?。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)=c(B)=b mol/L,达到平衡后c(D)=?。(保留两位有效数字)
参考答案:(1)25% (2)增大 (3)6 (4)0.41b mol/L
本题解析:解答该题注意以下两点:
(1)利用“三行式”进行解题。
(2)在同一温度下,平衡常数不变。
本题难度:一般
4、计算题 (7分)合成氨工厂通常测定反应前后混合气体的密度来确定氮气的转化率。某工厂测得进入合成塔的N2和H2混合气体的密度为0.553 6 g·L-1(标准状况),从合成塔出来的混合气体在相同条件下的密度为0.693 g·L-1。求该合成氨厂N2的转化率。
参考答案:设N2和H2起始时的总量为1 mol,其中N2的物质的量为x,H2有1 mol-x,则有28 g·mol-1·x+2 g·mol-1(1 mol-x)="0.5536" g·L-1×22.4 L。解之得x="0.4" L,即起始时N2有0.4 mol,H2有0.6 mol。
设0.4 mol N2中转化为NH3的物质的量为y。
N2? +? 3H2?
?2NH3
起始量? 0.4 mol? 0.6 mol? 0
变化量? y? 3y? 2y
平衡量? 0.4 mol-y? 0.6 mol-3y? 2y
平衡时,平衡混合气体总量为:
n(总)="0.4" mol-y+0.6 mol-3y+2y="1" mol-2y
根据质量守恒定律得:1 mol×0.553 6 g·L-1×22.4 L·mol-1="(1" mol-2y)×0.693 g·L-1×22.4 L·mol-1
解之得:y="0.1" mol,所以N2的转化率为
×100%=25%。
本题解析:根据混合气体的密度,可求出其平均相对分子质量,即能求出各组分的体积比,也可根据各组分的体积而求出其平均相对分子质量。
本题难度:一般
5、选择题 压强对合成氨反应具有重要的影响。下表是反应达到平衡时压强与NH3含量的一些实验数据:
压强/MPa
| 10
| 20
| 30
| 60
| 100
|
NH3含量(体积分数)/%
| 81.5
| 86.4
| 89.9
| 95.4
| 98.8
|
?
从表中数据可以推断:随着压强增大,平衡时NH3含量
A.增加
B.减少
C.先增加,后减少
D.先减少,后增加
参考答案:A
本题解析:增大压强。平衡向体积缩小的方向移动
本题难度:简单