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1、填空题 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: 。
参考答案:(1)k=c(CO2)3/c(CO)3;(2)放热反应 (3)b、c (4)0.006 mol?L-1?min-1 60%
本题解析:(1)可逆反应Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)的化学平衡常数表达式k=c(CO2)3/c(CO)3;(2)由表中数据可知,温度越高化学平衡常数越小,升高温度平衡向逆反应移动,正反应是放热反应;(3)a.无论反应是否达到平衡,该反应的压强均不变 ,故不能说明到达平衡状态,故a错误;
b.反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,混合气体中c(CO)不变说明到达平衡状态,故b正确;
c.v (H2)正="v" (H2O)逆不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡状态,故c正确;d.反应始终按CO与CO2物质的量之比为1:1进行,c(H2)=c(CO)不能说明到达平衡,故d错误;令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:
Fe2O3(s)+3CO(g)?2 Fe(s)+3CO2(g)
开始(mol):1 1
变化(mol):n 1+n
平衡(mol):1-n 1+n
所以[(1+n)/V]/[(1?n )V]=4,解得n=0.6,所以n(CO2)="0.6mol/10L/10min=0.006" mol?L-1?min-1,CO的平衡转化率为0.6mol 1mol×100%=60%。
考点:化学平衡常数及其计算,反应热,化学平衡移动判断,转化率计算。
本题难度:困难
2、选择题 把HI气体充入密闭容器中在一定条件下发生反应.2HI(g)
H2(g)+I2(g),在反应趋向化学反应限度的过程中,下列说法正确的是
[? ]
A.HI的生成速率等于其分解速率
B.HI的生成速率小于其分解速率
C.HI的生成速率大于其分解速率
D.无法判断
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 (13分)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应
| 大气固氮 N2 (g)+O2 (g) 2NO(g)
| 工业固氮 N2 (g)+3H2 (g) 2NH3(g)
|
温度/℃
| 27
| 2000
| 25
| 400
| 450
|
K
| 3.84×10-31
| 0.1
| 5×108
| 0.507
| 0.152
|
①分析数据可知:大气固氮反应属于__________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系_________。

(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是_____________。
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g),则其反应热ΔH=___________________。
(已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1
2H2(g) +O2(g)
2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1 )
参考答案:(1)①吸热(1分)
②K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产
③从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适
(2)A р2>р1
(3)N2+6e-+6H+
2NH3
(4)+1530 kJ·mol-1
本题解析:本题以氮的固定为背景考查原理性知识,通过K随温度的变化判断,大气固氮为吸热反应,而且270C时K值太小,化学反应进行的程度小,不适合大规模生产;人工固氮选择5000C左右,因为考虑到催化剂的活性;分析工业固氮的K随温度变化,确定为放热过程,所以A图正确,正反应为气体体积减小的反应,所以压强大N2的转化率高,所以р2>р1;利用电化学反应制取氨气,通入的氮气发生还原反应,且介质为酸性,从而写出电极反应式:N2+6e-+6H+
2NH3;2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g)可以由反应[(1)×2-(2)×3]得到,根据盖斯定律确定其ΔH=+1530kJ/mol.
考点:平衡常数的应用、化学平衡图像、原电池电极反应式的书写、盖斯定律。
本题难度:困难
4、选择题 下列解释实际应用的原理表达式中,不正确的是
A.用排饱和食盐水法收集
:


B.热的纯碱溶液碱性增强:


C.向
悬浊液中加入
溶液:
D.配制FeCl3溶液时为防止溶液浑浊常加入少量稀盐酸Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+,