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【题目】(1)在密闭容器中,使2 mol N26 mol H2混合发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0

①当反应达到平衡时, N2H2的转化率之比为________

②保持体积不变升高平衡体系的温度,混合气体的平均相对分子质量__________ (变大”、“变小不变”) 。

③若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度________(大于”、“小于等于”)原来的2倍。

(2)在一定条件下,可逆反应A+BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数,p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况

①温度T1________T2(大于”“等于小于”)。

②正反应是________反应(吸热放热”)。

③如果A、B、C均为气体,则m________2(大于”“等于小于”)。

④当温度和容积不变时,如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则平衡________移动(向正反应方向”“向逆反应方向”)。

(3)工业上用净化后的水煤气在催化剂作用下制取氢气:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。一定条件下,将4 mol CO2 mol H2O(g)充入2 L密闭容器中,体系中各物质的浓度随时间的变化如图所

0~4 min时段,反应速率v(H2O)_________

该反应到4 min时,CO的转化率为________

6 min时改变的外部条件为升温,则该反应的ΔH__________0(填“>”“=”“<”)。

判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______

a.混合气体的密度不变

b.混合气体中c(CO)不变

c.v(H2O)=v(H2)

d.断裂2 mol H—O键的同时生成1 mol H—H

【答案】1∶1变小小于大于放热大于不0.2 mol·L1·min140%<bc

【解析】

(1)①依据起始量氮气和氢气物质的量之比等于反应之比分析判断,在密闭容器中,使2molN26molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应物起始量之比等于化学方程式中的反应之比,所以平衡浓度为1:3,N2H2的转化率比是为1:1;

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),反应是放热反应,升温平衡逆向进行,气体质量不变,物气体质的量增大,M=可知,混和气体的平均相对分子质量减小;;

③恒容时升高温度至原来的2倍,平衡向吸热反应的方向移动,即向左移动,根据勒夏特列原理,达新平衡后,容器内温度大于原来的温度,但小于原来温度的2倍;

(2)①由图可知,温度为T1 先到达平衡,温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短,故T1>T2

②温度越高C%越小,故升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应;

③由图可知,T2温度时达到平衡后向容器加压,C%减小,故增大压强平衡向逆反应移动,增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动,故m>2;

④当温度和容积不变时,在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,体系压强增大,但反应混合物的浓度不变,平衡不移动;

(3)图象分析可知4min反应达到平衡状态,物质浓度为c(CO)=1.2mol/L,c(H2)=0.8mol/L,c(H2O)=0.2mol/L,结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度,

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始量(mol/L) 2 1 0 0

变化量(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡量(mol/L) 1.2 0.2 0.8 0.8

①在0~4min时段,反应速率v(H2O)===0.2mol/(Lmin),

平衡常数K= ==2.7;

②该反应到4min时,CO的转化率=×100%=40%;

③若6min时改变的外部条件为升温,图象可知氢气浓度减小,一氧化碳和水的浓度增大,说明平衡逆向进行,逆向为吸热反应,正反应为放热反应,则该反应的H<0,此时平衡逆向进行,平衡常数减小;

④上述分析可知,反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)是气体体积不变的放热反应。a.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故a错误; b.混合气体中c(CO)不变是平衡的标志,故b正确;c.v(H2O)=v(H2=v(H2正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故c正确;d.断裂2molH-O键的同时生成1molH-H键,说明反应正向进行,不能这么说明正逆反应速率相同,故d错误;故答案为:bc。

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编号

实验操作

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分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液,各滴入21 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。

试管A中不再产生气泡;

试管B中产生的气泡量增大。

另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液

试管A、B中均未明显见到有气泡产生。

(1)实验①的目的是___________________________________________实验中滴加FeCl3溶液的目的是________________________________

(2)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是________________________________________________________(用实验中所提供的几种试剂)。

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(4)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+Cu2+H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图乙、丙所示的实验。请回答相关问题:

①定性如图乙可通过观察_________________________________,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是_______________________________________

②定量用图丙所示装置做对照实验,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是______________________________

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