【题目】工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。
(1)能判断反应达到平衡状态的依据是__________(填字母序号)。
A.2 ν逆(H2) = ν 正(CO)
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1:2:1
F、CO、H2、CH3OH的速率之比为1:2:1
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1,该反应△H_______0(填“>”或“<”)。
(3)一定温度下,将4a mol H2和2amol CO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,则:
①该反应的平衡常数为_______________。
②若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H2和amol CH3OH,判断平衡移动的方向是_______________(“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);
③在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的,与原平衡相比,下列有关说法正确的是_____________(填字母)。
A.H2的浓度减小; B.正反应速率加快,逆反应速率也加快;
C.甲醇的物质的量增加; D.重新平衡时, 增大;
(4)上图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A_________ C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_________ C,由状态B到状态A,可采用_____________的方法(填“升温”或“降温”)。
(5)如图是一定的温度和压强下和反应生成1 mol 过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式__________________H的数值用含字母、Q的代数式表示)。
【答案】 CD < 正向移动 BC < = 升温 N2(g) +3H2(g)2NH3(g)H=-2(Q2-Q1)kJ/mol
【解析】(1)、 A. v逆(H2)=2v正(CO)=v正(H2)时该反应达到平衡状态,所以当2v逆(H2)=v正(CO)
时该反应没有达到平衡状态,故A错误;
B. 反应前后气体总质量不变、容器体积不变,所以混合气体的密度始终不变,不能据此判断平衡状态,故B错误;
C. 反应前后气体的总质量不变但气体的总物质的量减小,其平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故C正确;
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;
E. 容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1:2:1时,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度及转化率有关,故E错误;
F.CO、H2、CH3OH的速率之比为1:2:1时该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,因为没有明确反应方向,所以不能判断平衡状态,故F错误;
故答案选CD;
(2)、相同压强下,升高温度平衡向吸热方向移动,根据图知相同压强下升高温度CO转化率降低,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,△H<0,故答案为:<;
(3)、①.在一定温度下,若将4amolH2和2amolCO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,依据平衡三段式列式计算;
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始量(mol/L) a 2a 0
变化量(mol/L) 50%×a a 0.5a
平衡量(mol/L) 0.5a a 0.5a
则该反应的平衡常数K= =,故答案为: ;
②.若此时再向该容器中投入amolCO、2amolH2和amolCH3OH,则各物质的浓度为:c(CO) = 0.5amol/L+0.5amol/L = amol/L,c(H2) = mol/L+amol/L=2amol/L,c(CH3OH)=0.5amol/L+0.5amol/L=amol/L,Q==<K,平衡正向移动,故答案为:正向移动;
③. 缩小体积压强增大,平衡正向移动,
A. 容器体积降为原来的一半,平衡正向移动,氢气的物质的量减少导致氢气浓度减小,但大于未减小容器体积时浓度,故A错误;
B. 压强增大,反应物、生成物浓度都增大,所以正逆反应速率都增大,故B正确;
C. 平衡正向移动,则甲醇的物质的量增加,故C正确;
D. 平衡正向移动,氢气的物质的量减少,甲醇的物质的量增大,所以重新平衡时减小,故D错误;故答案选C;
(4)、压强越大化学反应速率越大,压强A<C,所以反应速率A<C;化学平衡常数只与温度有关,A、C点温度相同,所以化学平衡常数相等;相同压强下,温度从T1到T2,氢气体积分数增大,平衡逆向移动,正反应是放热反应,升温平衡向吸热方向移动,说明T1<T2,则由B到A采用升温的方法,故答案为:<;=;升温;
(5)、由图可知,N2和H2反应生成1molNH3放出的热量为(Q2Q1)kJ,则该反应的热化学反应方程式为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-2(Q2-Q1)kJ/mol,
故答案为:N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-2(Q2-Q1)kJ/mol。
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【题目】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
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【题目】常温下,pH=l 的某溶液 A 中除H+外,还含有NH4+、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、 Cl-、I-、SO42-中的4种,且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L-1。现取该溶液进行有关实验,实验结果如下图所示,下列有关说法正确的是
A. 该溶液中一定有上述离子中的NO3-、Al3+、SO42-、Cl-四种离子
B. 实物消耗Cu14.4g,则生成气体丁的体积为3.36L
C. 该溶液一定没有Fe3+,但是无法确定是否含有I-
D. 沉淀乙一定有BaCO3,可能有BaSO4
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【题目】分析下列反应回答相应问题.
①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量比为 .
②S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑ 还原剂是还原产物是
③3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O 反应中若消耗3molCl2共转移mol电子.
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【题目】在细胞内含量极少,但对维持生命活动必不可少的元素有( )
A. Fe Mn Zn Mg B. Zn Cu Mg Ca
C. Zn Cu B Mn D. Mg Mn Cu Mo
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【题目】部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 离子半径的大小顺序:d
B. 与x形成简单化合物的沸点:y>z>d
C. 除去实验后试管中残留的g单质,可用热的氢氧化钠溶液
D. g、h的氧化物对应的水化物的酸性:h>g
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【题目】如图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图。进行皂化反应时的步骤如下:
(1)在圆底烧瓶中装入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g氢氧化钠、5 mL 水和10 mL酒精,加入酒精的作用是________________________。
(2)隔着石棉网给反应混合物加热约10 min,皂化反应基本完成,所得到的混合物为________(填“悬浊液”、“乳浊液”、“溶液”或“胶体”)。
(3)向所得混合物中加入________,静置一段时间后,液体分为上下两层,肥皂在________层,这个操作称为________。
(4)图中长玻璃导管的作用为________________________。
(5)写出该反应的化学方程式:________________________________。
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【题目】物质的量浓度均为0.100mol/L的下列物质的溶液中,c(NH4+)最大的是( )
A.NH4ClB.NH4HSO4C.NH3·H2OD.CH3COONH4
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【题目】氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S )随温度(T )变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)调pH时,加入MgO的原因___________。
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全?____________。
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的类型为_____________________________,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:蒸发浓缩、①______;②_____;③过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量4.00 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10 mL于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和30 .00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液30.00 mL。
①滴定时应用_____________(“酸式”或“碱式”)滴定管。步骤2中发生反应的离子方程式:_____________________________。
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为__________。
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