27.[14分]某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定. (1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变.固体试样体积忽略不计).在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g). 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表: 温度(℃) 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强(kPa) 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度(×10-3mol/L) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 ①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 . A. B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②根据表中数据.列式计算25.0℃时的分解平衡常数: . ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中.在25℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积.氨基甲酸铵固体的质量 (填“增加 .“减小 或“不变 ). ④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H 0.熵变△S 0. (2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O.该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率.得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示. ⑤计算25℃时.0-6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率 . ⑥根据图中信息.如何说明水解反应速率随温度升高而增大: . 解析:本题是一道考查化学反应速率概念及其计算.化学平衡.化学平衡常数的概念及其计算. 以及判断反应的焓变.熵变等相关知识的试题.试题设置的情景是学生并不熟悉的实验室探究 氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定,且测定的数据以图表形式 呈现.要求考生利用图表.进行数据分析判断.吸收.提取有效信息.突出了化学信息运用能 力的考查.同时.对于作为化学的基本技能之一的化学计算.渗透在相关的知识块之中.强调 计算的实用性以及认识.解决问题的综合性. ⑴ ①根据“同边异.异边同.量相当 原则.A.不能表示正逆反应速率相等.所以不能依据A判断该分解反应已经达到化学平衡状态,(NH2COONH4)为固体物质.(NH2COONH4)分解反应为一扩大气体体积的反应.由此可以判断.随着反应的进行密闭容器中总压强增大.所以.依据“B.达到平衡时密闭容器中总压强不变 .可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态,同理.恒容条件下.随着反应的进行.则密度增大.依据“C.密闭容器中混合气体的密度不变 .可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态,由于反应物(NH2COONH4)是固体物质.所以密闭容器中NH3的体积分数始终不变.为2/3.因此不能依据D判断该分解反应已经达到化学平衡状态. ②可将25℃的平衡总浓度4.8×10-3mol·L-1转化为NH3和CO2的平衡浓度,根据反应 NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g).可知平衡时NH3的体积分数为1/3,CO2 的体积分数为1/3. 所以.25.0℃时的平衡浓度:c(NH3) = 4.8×10-3mol·L-1, c(CO2) = ×4.8×10-3mol·L-1 , 则 ③恒温下压缩容器体积.平衡会向逆反应方向移动.氨基甲酸铵固体的质量增加. ④由于氨基甲酸铵固体分解反应是扩大气体体积的反应.根据表中实验测得不同温度下的 平衡数据分析可知.升高温度时.平衡总压强(kPa)增大.平衡气体总浓度(×10-3mol/L)增大.反应是正向移动.正反应为吸热反应.焓变△H>0 .氨基甲酸铵固体分解为气体.体系混乱度增大.熵变△S>0. ⑵ ⑤根据图中25℃曲线.可查得0-6min氨基甲酸铵的变化浓度数值 .由此可计出此时段的平均反应速率: ⑥将图中25℃曲线和15℃曲线进行比较.由比较可以看到25.0℃时反应物的起始浓度较 小.但0-6 min时的曲线斜率比15.0℃时的曲线斜率大.可以说明25.0℃时反应物氨基甲酸铵的平均速率比15.0℃时的平均速率大.由此可以推断氨基甲酸铵水解反应速率随温度升高而增大 答案: (1)①BC, ② ③ 增加, ④ > >. (2)⑤ , ⑥ 25.0℃时反应物的起始浓度较小.但0-6 min的平均反应速率仍比15.0℃时大. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(10分)
I.(4分)某温度下的溶液中,c(H)=10x mol/L,c(OH)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:

(1)该温度下,中性溶液的pH=       
(2)该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=       
II. (6分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度
(×103mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是         (填字母)。
A.2v(NH3)=v(CO2)                                 B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变        D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为                        
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。

③计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为                
④根据图中信息,如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大:              
                                                                          

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(10分)

I.(4分)某温度下的溶液中,c(H)=10x mol/L,c(OH)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:

(1)该温度下,中性溶液的pH=       

(2)该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=       

II. (6分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度(℃)

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强(kPa)

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度

(×103mol/L)

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是          (填字母)。

A.2v(NH3)=v(CO2)                                      B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变           D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为                        

(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。

③计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为                

④根据图中信息,如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大:              

                                                                          

 

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I.(4分)某温度下的溶液中,c(H)=10x mol/L,c(OH)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:

(1)该温度下,中性溶液的pH=        

(2)该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH=        

II. (6分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度(℃)

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强(kPa)

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度

(×10-3mol/L)

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是          (填字母)。

A.2v(NH3)=v(CO2)                     B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变      D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为                        

(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO)随时间变化趋势如图所示。

③计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为                

④根据图中信息,如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大:               

                                                                           

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(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)  △H=—256.1kJ·mol—1

已知:H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ·mol—1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=—41.2kJ·mol—1

⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:

2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l)  △H=     

⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:

温度/℃

800

1000

1200

1400

平衡常数

0.45

1.92

276.5

1771.5

①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);

T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=     

⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。

①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为      ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在      左右。

②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式:     

⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为     

 

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某研究小组在实验室中以铜粉(含铁粉5%以上)为原料制取胆矾(CuSO4?5H2O)并检测其纯度.本题限选试剂:3mol?L-1 H2SO4、浓硝酸、3%H2O2、0.2mol?L-1 NaOH、20% KSCN.有关物质溶解度如下表(单位:g/100gH2O).
温度/℃ 0 20 40 60 80 100
CuSO4 14.3 20.7 28.5 40.0 55.0 75.4
Cu(NO32 81.8 124.8 163.1 181.8 207.8 247.3
(1)在答题卡上补充完成制取胆矾的实验方案.
实验步骤 预期现象
步骤1:除铁.将铜粉置于烧杯中,
 
 
步骤2:溶解.将步骤1得到的铜粉置于烧杯中,
 
 
步骤3:结晶.将步骤2所得溶液蒸发浓缩至液面有晶膜出现,冷却至室温,过滤得粗产品. /
(2)完成步骤1后,检验铜粉中的铁是否除净的实验操作是
 

(3)若胆矾中若含有少量Cu(NO32?3H2O,测定其中CuSO4?5H2O的含量,实验步骤如下:称量胆矾样品的质量为m1,加水溶解,滴加足量BaCl2溶液,充分反应后过滤,将滤渣烘干、冷却,称得其质量为m2.样品中CuSO4?5H2O的质量分数为
 
(列出算式.化学式量:CuSO4-160;CuSO4?5H2O-250;Cu(NO32?3H2O-242;BaSO4-233)

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同步练习册答案