2.4化学反应的调控同步练习题
一、选择题
1.下列措施与化学反应速率无关的是
A.炉膛内用煤粉代替煤块 B.食物冷藏在冰箱
C.工业合成氨时,及时将氨气液化分离 D.在铁制品表面喷涂油漆
2.煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,在容积固定的密用容器中发生反应来生成水煤气。下列说法正确的是
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,平衡逆向移动
C.增大的量,可以增大活化分子百分数
D.增大碳的量,可以提高的转化率
3.容积2 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO和2 mol 发生反应 。控制两种温度(、),测定不同时刻容器中CO的物质的量(mol),如下表:
0min 10min 20min 30min 40min 50min
1.0 0.80 0.62 0.46 0.46 a
1.0 0.70 0.50 b b
以下说法正确的是
A.该反应高温时才能自发进行 B.a>b
C.40min时,在中比在中大 D.、30min时,
4.向体积为1L的密闭容器中充入一定量,发生反应:
编号 温度(℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol)
I 0.40 0.16 0.16
II 0.20 0.09 0.09
下列说法不正确的是
A.
B.℃,该反应的平衡常数K=4
C.II中存在:
D.℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2mol的3种气体,反应将逆向进行
5.℃时,在2L的恒容密闭容器中充入4molN2O3,发生反应①和②:①N2O3(g)N2O(g)+O2(g),②N2O3(g)+O2(g)N2O5(g),5分钟时达平衡。测得N2O5为0.7mol L-1,O2为0.5mol L-1,则下列说法正确的是
A.达到平衡时:c(N2O3)=0.2mol L-1
B.0~5min的平均反应速率:v(N2O3)=7.6mol L-1 min-1
C.0~5min的平均反应速率:①<②
D.t℃时,反应平衡常数:①<②
6.一定温度下,向三个体积分别为V1、V2、V3(V1<V2<V3)的密闭容器中分别加入足量活性炭和2molNO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),在相同时间内测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.bc曲线上反应均达到平衡状态
B.容器内的压强:Pa:Pb>6:7
C.a、c两点时气体的颜色相同
D.向a点平衡体系中充入一定量的NO2,达到平衡时,NO2的转化率比原平衡大
7.已知在制备高纯硅的过程中发生反应:
。一定条件下,在2L的密闭容器中充入一定量反应物进行该反应,下列有关说法正确的是
A.升温可提高SiHCl3的产率
B.平衡后加压(缩小容器体积),化学平衡逆向移动
C.向容器中加入Si,可使SiCl4的转化率增大
D.该反应的平衡常数
8.向某体积固定的密闭容器中加入0.15mol/L的A、0.05mol/L的C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均摩尔质量没有变化。下列说法错误的是
A.若,则内反应速率
B.平衡时A的转化率为60%
C.反应的化学方程式
D.压缩容器体积,可提高活化分子百分数,加快化学反应速率。
9.有平衡体系:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反应为放热反应),为了增加甲醇的产量,提高生产效益,应采取的正确措施是
A.高温、高压 B.适宜的温度、高压、催化剂
C.低温、低压 D.高温、高压、催化剂
10.2A(g) 2B(g) + C(g) △H < 0 ,现欲使正反应速率减小,C的浓度增大,可行的措施是(其它条件不变)
A.加压 B.减压 C.减少C的浓度 D.降温
11.下列有关合成氨工业的说法正确的是
A.合成氨工业的反应温度控制在400~500℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
B.合成氨厂一般采用的压强为10MPa~30MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高
C.增大压强,正反应速率和逆反应速率均增大,但对正反应的反应速率影响更大
D.的量越多,的转化率越大,因此,充入的越多越有利于的合成
12.下列说法中错误的是
A.食品袋中的抗氧化剂能延缓食品变质
B.对于同一物质在不同状态时的熵值是:气态>液态>固态
C.平衡常数K值越大,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大
D.凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
13.已知汽车尾气的无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。为研究某种催化剂的催化效果,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(×10-3mol/L) 1.00 0.45 0.25 0.15 0.1 0.1
c(CO)(×10-3mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
下列说法不正确的是
A.该反应在4s时已达到平衡状态
B.前2s内的平均反应速率v(N2)=1.875×10-4mol/(L·s)
C.NO和CO的平衡转化率相同
D.平衡状态时,c(CO2)=0.9×10-3mol/L
14.HI常用作有机反应中的还原剂,受热发生反应:。一定温度时,向1L密闭容器中充入1molHI,体系中c(HI)与反应时间t的关系如图。下列说法中不正确的是
A.20min时,有91%的HI发生分解
B.40min时,
C.120min时,反应达到了平衡状态
D.HI的还原性与-1价碘元素有关
15.一定温度下,向三个相同体积的密闭容器中充入一定量的Q和P,发生反应:Q(g)+3P(g) 2R(g)。
容器 温度/℃ 物质起始浓度/mol L-1 物质平衡浓度/mol L-1 达到平衡所需时间/min
Q P R
甲 280 1.5 3.0 1.8 20
乙 280 4.5 9.0 15
丙 360 1.5 3.0 1.2 8
下列说法错误的是
A.该反应是放热反应
B.反应到达平衡时,容器甲中的平均速率:v(Q)=0.045mol·L-1·min-1
C.反应到达平衡时,容器乙中,物质P的转化率为90%
D.反应到达平衡时,向容器丙中再充入0.1mol·L-1的Q、0.2mol·L-1的P和0.2mol·L-1的R,则反应将向正反应方向进行
二、填空题
16.工业上主要采用氨氧化法生产硝酸,如图是氨氧化率与氨—空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值;曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%时,理论上___________,实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间,原因是___________。
17.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007
(1)800 ℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是_______;升高温度,NO的浓度增大,则该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_______(填字母)。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
18.I.可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s) H,试根据图回答:
[A的转化率(%)表示为α(A)、A的含量(%)表示为φ(A)]
(1)压强P1_______P2(填“>”,“<”或“=”下同)。
(2)计量数(m+n)_______(p)。
(3)温度t1℃_______t2℃。
(4)ΔH_______0。
II.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的关系如下:
t℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(5)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
(6)反应_______反应(选填吸热、放热)。
(7)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______。
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.υ正(H2)=υ逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(8)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2) c(H2)=c(CO) c(H2O),试判断此时的温度为_______℃。
(9)800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内物质的浓度分别为:CO2为2mol L-1,H2为1.5mol L-1,CO为1mol L-1,H2O为3mol L-1,则此时反应向_______(填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行。
19.现有反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) △H﹤0,在850℃时,平衡常数K=1。现在850℃时,向2L的密闭容器中充入CO、H2O(g)各4mol,试回答下列问题(写出具体的计算过程):
(1)达平衡时,CO转化率为______;
(2)H2的体积分数为___;
(3)若温度仍为850℃,初始时CO浓度为2mol/L,H2O(g)为6mol/L,则平衡时CO转化率为_____;
20.在一定条件下,将2 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。
(1)x=_______,2min内A的平均反应速率v(A)=_______。
(2)B的转化率为_______,该温度下反应的平衡常数的值为_______(结果保留三位有效数字)。
(3)其他条件不变,若再向容器中加入0.2 mol B和0.2 mol C,此时v(正)_______v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
21.某研究性小组结合文献资料进行了比较Fe2+和C2O的还原性强弱的如下实验。
资料:
i.无水氯化铁在300℃以上升华,遇潮湿空气极易潮解。
ii.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,光照易分解;FeC2O4·2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸。
iii.配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2++4NH3[Cu(NH)4]2+,其稳定常数表达式为:K=。已知K[Fe(C2O4)]3-=1020,K[Fe(SCN)3]=2×103。
已知:实验1——用以下装置制取无水氯化铁
(1)仪器X的名称是___,装置B的作用是____。
(2)欲制得纯净的FeCl3,实验过程中点燃装置F处酒精灯的时机是___。
(3)按气流方向写出制取无水氯化铁的发生和收集装置的最佳接口顺序为___(用小写字母表示)。
实验2——通过Fe3+和C2O在溶液中的反应比较Fe2+和C2O的还原性强弱。
操作 现象
在避光处,向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中缓慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至过量。搅拌,充分反应后,冰水浴冷却,过滤 得到亮绿色溶液和亮绿色晶体
(4)取实验2中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红。其原因是___。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体含有+3价的铁元素。加入硫酸后溶液变红的原因是___。
(5)经检验,亮绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。设计实验,确认实验2中没有生成Fe2+使用的试剂____(写出试剂的化学式)。
(6)取实验2中的亮绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:___。
_____[Fe(C2O4)3]3-____FeC2O4↓+___↑+___
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.用煤粉代替煤块,反应物表面积增大,反应速率增大,A与反应速率有关;
B.冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减小食物腐败的速率,B与反应速率有关;
C.工业合成氨时,及时将氨气液化分离,是降低生成物浓度,使平衡正向进行,提高氨产率,与速率无关,C符合题意;
D.在钢铁表面喷涂油漆可减小钢铁的腐蚀速率,有利于金属制品使用寿命的延长,D与反应速率有关;
故答案选C。
2.A
解析:A.将炭块粉碎可以增大其与的接触面积,可以加快反应速率,A正确;
B.在恒温恒容时,向容器中充入惰性气体不能改变反应物浓度,平衡不移动,B错误;
C.增大的量,增大活化分子数,活化分子百分数不变,C错误;
D.碳为固体,增大碳的量,不能改变反应速率,平衡不移动,的转化率不变,D错误;
故选A。
3.D
解析:A.反应 为熵减焓减的反应,低温时△G=△H-T△S<0更容易成立,故该反应低温时才能自发进行,选项A错误;
B.温度越高反应速率越快,根据表中数据可知,改变相同时间时,温度下CO的物质的量减少更多,说明>,至30min后反应达平衡,a=0.46,升高温度平衡逆向移动,平衡时b>0.46,故aC.>,40min时,的c(CO)高于,即时温度、浓度均更大,故在中比在中小,选项C错误;
D.根据表中数据可知,、30min时,△n(CO)=1.0mol-0.46mol=0.54mol,n(CH3OH)=0.54mol, ,选项D正确;
答案选D。
4.D
解析:A.结合已知数据列温度时三段式:
该温度下平衡常数K1=
温度时三段式:
该温度下平衡常数K2=
该反应,温度升高平衡逆向移动减小, 由K2> K1可知,,故A正确;
B.由A中分析可知,℃,该反应的平衡常数K=4,故B正确;
C.II中存在的起始物质的量为0.2mol。则其起始浓度=0.2mol/L,结合物料守恒可知:存在反应,故C正确;
D.℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2mol的3种气体,则此时Qc=故选:D。
5.D
【分析】,据此分析解题。
解析:A.达到平衡时:c(N2O3)=0.1mol L-1,A错误;
B.0~5min的平均反应速率:v(N2O3)=1.9mol L-1÷5min=0.38 mol L-1 min-1,B错误;
C.以v(N2O3)为例,①v(N2O3)=1.2mol L-1÷5min=0.24 mol L-1 min-1,②v(N2O3)=0.7mol L-1÷5min=0.14 mol L-1 min-1,0~5min的平均反应速率:①>②,C错误;
D.t℃时,反应①平衡常数为,反应②平衡常数,D正确;
答案选D。
6.B
【分析】图中b点NO2的转化率最高,则温度为T℃时,b点恰好达到平衡状态,由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大,NO2的起始浓度逐渐减小,但浓度均大于b点,NO2的浓度越大,反应速率越大,达到平衡的时间越短,所以ab曲线上反应均达到平衡状态;反应正向是气体体积增大的反应,随着容器体积的增大,NO2的转化率逐渐增大,b点达到最大;b点以后,随着容器体积的增大,NO2的起始浓度减小,反应速率减慢,达到平衡的时间延长,所以bc曲线上(不包括b点)反应均未达到平衡状态,由于NO2的起始浓度低,则反应正向进行。
解析:A.通过以上分析知,c点没有达到平衡状态,故A错误;
B.a点时反应达到平衡,NO2的转化率为40%,则
b点时反应达到平衡,NO2的转化率为80%,则
由以上三段式可知,a点时容器内气体的物质的量为2.4mol,b点时容器内气体的物质的量为2.8mol,又V1<V2,则Pa:Pb>2.4:2.8=6:7,故B正确;
C.a、c两点时体积不同,气体的颜色不相同,故C错误;
D.温度相同,平衡常数不变,该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数:,故D错误;
故选B。
7.A
解析:A.该反应焓变大于0为吸热反应,升高温度平衡正向移动,可以提高SiHCl3的产率,A正确;
B.该反应前后气体系数之和相等,加压不能使平衡发生移动,B错误;
C.Si为固体,Si足量后再加入Si不能改变SiCl4的转化率,C错误;
D.根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数为,D错误;
综上所述答案为A。
8.D
【分析】根据图象可知,t1时刻反应达到平衡,消耗A和生成C的物质的量浓度之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,因为达到平衡后,混合气体平均摩尔质量没有变化,说明反应前后混合气体总物质的量不变,即B为生成物,系数为1,反应方程式为3A(g)2C(g)+B(g),据此分析;
解析:A.根据图象可知,该时间段内,物质C的变化浓度为(0.11-0.05)mol/L=0.06mol/L,根据化学反应速率的表达式,v(C)==0.004mol/(L·s),故A说法正确;
B.达到平衡后,A的物质的量浓度变化为(0.15-0.06)mol/L=0.09mol/L,则A的平衡转化率为60%,故B说法正确;
C.根据上述分析,该反应方程式为3A(g)2C(g)+B(g),故C说法正确;
D.压缩容器的体积,提高气体物质的量浓度,增加单位体积内活化分子的个数,化学反应速率加快,故D说法错误;
答案为D。
9.B
解析:由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0知,该反应为放热、气体体积缩小的可逆反应;高温会使平衡逆向移动,不利于提高甲醇的产量,但温度太低,反应速率太慢,也不利用提高单位时间内的产量,且催化剂的活性需要在适当温度下达到最大值,所以温度应适当;高压既能使平衡正向移动,从而提高甲醇的产量,也可以加快反应速率;催化剂不能改变生成物的产量,但可提高反应速率;综上所述,合理的条件为适宜的温度、高压、催化剂,故选B。
10.D
【分析】该反应的正反应是气体体积增大的放热反应。
解析:A.加压,物质的浓度增大,化学反应速率加快,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,由于平衡移动的趋势是微弱的,C的浓度总的来说是增大,不符合题意,A错误;
B.降低压强反应速率减小,平衡向正反应方向进行。由于容积增加的更多,所以C的浓度仍然减小。B错误;
C.减少C的浓度,反应正向进行,反应产生C,但是平衡移动的趋势是微弱的,总的来说C的浓度还是减少,不符合题意,C错误;
D.正反应放热,降温,反应速率减小,化学平衡向放热反应方向移动,即平衡正向移动,反应产生C,C的浓度增大,符合题意,D正确。
答案选D。
11.C
解析:A.工业合成氨是放热反应,低温有利于反应正向移动,反应温度控制在400~500℃,是为了兼顾速率和平衡,而且此温度下催化剂活性最高,故A错误;
B.工业合成氨的催化剂铁触媒的活性受温度影响比较大,400~500℃活性最高,故B错误;
C.工业合成氨,增大压强,反应物浓度和生成物浓度都增大,但反应物浓度增大的多,所以正反应速率和逆反应速率均增大,但对正反应的反应速率影响更大,故C正确;
D.N2的量越多,H2的转化率越大,但加入过多的氮气,未反应的氮气会带走较多的热量,反而不利于氨气的合成,故D错误;
故选C。
12.D
解析:A.食品袋中的抗氧化剂,与食品袋中的氧气反应,将延缓食品被氧化而变质,故A正确;
B.对于同一物质在不同状态时的熵值一般是是:气态>液态>固态,故B正确;
C.平衡常数K值越大,生成物的量越多,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大,故C正确;
D.凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞不一定是有效碰撞,发生反应的碰撞才为有效碰撞,故D错误。
综上所述,答案为D。
13.C
解析:A.该反应在4s时反应物浓度不再变化,达到平衡状态,A正确;
B.前2s内NO浓度减少了7.5×10-4mol/L,因此根据方程式可知生成氮气浓度是3.75×10-4mol/L,则氮气的平均反应速率==1.875×10-4 mol/(L·s),B正确;
C.NO和CO的起始浓度不是1:1的,而反应是按照1:1转化的,因此平衡转化率不相同,C错误;
D.平衡状态时消耗CO是9×10-4mol/L,则根据方程式可知平衡时c(CO2)=9×10-4 mol/L,D正确;
答案选C。
14.A
解析:A.20min时c(HI)=0.91mol/L,则变化量为0.09mol/L,分解了为9%,A项错误;
B.如图40min时为c(HI)=0.85mol/L,n=cV=0.85mol,B项正确;
C.120min及以后HI浓度不再变化,则达平衡了,C项正确;
D.-1价的碘为最低价具有强还原性,D项正确;
故选A。
15.C
【分析】A中根据温度对平衡的影响进行判断反应的热效应;B中利用三段式进行计算反应速率;C中利用控制变量,根据条件相同时,只改变浓度,利用等效的思想,缩小容器体积导致浓度成倍增加的特点进行判断;D中利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡的移动。
解析:A.根据甲和乙比较,反应物的起始浓度相同,从甲到乙温度升高,产物R的浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,又因升温平衡向着吸热反应方向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,故A说法正确;
B.容器甲中利用三段式:计算反应速率:,故B说法正确;
C.根据容器甲和容器乙的温度相同判断, 两个容器的体积相同,容器乙中反应物的浓度是容器甲反应物的浓度的三倍,利用等效的原理判断,容器乙相对于容器甲,等效为缩小容器体积,增大了压强,平衡向着气体体积减小的方向移动,故平衡向正反应方向移动,平衡转化率增大,根据B中的三段式计算,容器乙中物质P的转化率大于90%,故C错误;
D.容器丙达到平衡时平衡常数通过三段式计算:当向容器中再充入0.1mol·L-1的Q、0.2mol·L-1的P和0.2mol·L-1的R时,Q、P、R物质的量浓度分别为:1.3、1.4、1.4,此时的浓度商为:,故平衡向正反应方向移动,故D说法正确;
故选答案C。
【点睛】此题考查温度对平衡的影响,平衡常数的计算,转化率的计算等,利用平衡影响原理判断平衡移动,注意利用三段式进行计算转化率及平衡常数外,还需要用等效的思想进行判断平衡移动。
二、填空题
16.25 太少不利于的转化,r值为1.7~2.2之间时氧化率已接近100%
解析:由催化氧化的化学方程式:可知,氨氧化率达到100%,理论上;由题图可知,实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间,原因是太少不利于的转化,r值为1.7~2.2之间时,氧化率已接近100%。
17. (1) 0.003 5 mol·L-1 放热
(2)c
解析:(1)平衡时,n(NO)=0.007 mol,c(NO)==0.0035 mol·L-1。升高温度,c(NO)增大,则平衡左移,正反应是放热反应。
(2)分离出NO2气体,反应速率减慢,加入催化剂,平衡不移动,升高温度平衡向逆反应方向移动,所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,c正确。
18.(1)<(2)<(3)>(4)>(5)(6)吸热(7)bc(8)830(9)向逆反应方向
解析:(1)对于有气体参加的反应,压强越大,反应速率越快,先达到平衡,所以压强P1<P2。
(2)增大压强,平衡向气体系数之和小的方向移动。从图中可知,压强越大,A的转化率越小,即增大压强,平衡逆向移动,所以计量数m+n<p。
(3)温度升高,反应速率加快,先达到平衡,所以温度t1℃>t2℃。
(4)升高温度,平衡向吸热反应方向移动。从图中可以看出,升高温度,A的百分含量降低,即升高温度,平衡正向移动,所以该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0。
(5)化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示,即K=。
(6)表格中的数据表明,温度升高,K增大,即平衡正向移动,所以该反应的正反应是吸热反应。
(7)该反应前后气体系数之和相等,所以压强一直不变,不能用压强不变判断是否平衡,故a不选;当某种物质的浓度不再变化时,说明反应达到了平衡状态,故b选;正逆反应速率相等,说明反应达到了平衡状态,故c选;反应物和生成物浓度相等,不能说明各物质浓度不再变化,不能证明反应达到了平衡状态,故d不选;故选bc。
(8)某温度下,平衡浓度符合c(CO2) c(H2)=c(CO) c(H2O),说明K=1,则此时的温度为830℃。
(9)800℃时,某一时刻测得容器内物质的浓度分别为:CO2为2mol L-1,H2为1.5mol L-1,CO为1mol L-1,H2O为3mol L-1,则此时的Q==1>0.9,所以反应向逆反应方向进行。
19. 50﹪ 25﹪ 75﹪
解析:可逆反应: CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g)
起始浓度(mol/L) 2 2 0 0
转化浓度(mol/L) x x x x
平衡浓度(mol/L) 2-x 2-x x x
根据平衡常数可知[(2-x)×(2-x)]/(x×x)=1,解得x=1;
(1)达平衡时,CO转化率为×100%=50%;
(2)体积分数之比等于气体物质的量之比,所以H2的体积分数为×100%=25%;
(3)可逆反应: CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g)
起始浓度(mol/L) 2 6 0 0
转化浓度(mol/L) y y y y
平衡浓度(mol/L) 2-y 6-y y y
根据平衡常数可知=1,解得y=1.5;所以达平衡时,CO转化率为×100%=75%。
20.0.3 mol L-1 min-1 40% 1.67 <
【分析】2 min末该反应达到平衡,n(D)=0.8 mol,n(C)= 0.2 mol·L-1×2L=0.4mol,依题意,可建立如下三段式:, 由此可解答题中各问。
解析:(1)利用物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,可得出,求出x=1,2min内A的平均反应速率v(A)== 0.3 mol L-1 min-1,答案为:1;0.3 mol L-1 min-1;
(2)B的转化率为=40%,该温度下反应的平衡常数的值为≈1.67,答案为:40%;1.67;
(3)其他条件不变,若再向容器中加入0.2 mol B和0.2 mol C,此时浓度商Qc=>1.67,则平衡逆向移动,v(正)<v(逆),答案为:<。
【点睛】当往平衡体系中同时充入反应物和生成物时,可利用浓度商进行分析。
21. 圆底烧瓶 吸收尾气氯气,防止污染空气;防止空气中水蒸气使D中无水氯化铁水解 待F装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃F处酒精灯 jkgf K[Fe(C2O4)]3-}>K[Fe(SCN)3],说明[Fe(C2O4)]3-比Fe(SCN)3更稳定,[Fe(C2O4)]3-中的Fe3+不能与SCN-反应转化为Fe(SCN)3,也就不能显示血红色 加入硫酸后,H+与C2O结合可使平衡逆向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红 K3[Fe(CN)6] 2[Fe(C2O4)3]3-2FeC2O4↓+2CO2↑+3C2O
【分析】实验1中,装置A为二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气,浓盐酸易挥发,用饱和食盐水除去氯化氢杂质,氯化铁遇到潮湿的空气极易水解,则制备的氯气为干燥的,用装置C除去水蒸气,干燥的氯气与铁粉在装置F中反应,无水氯化铁在300℃以上升华,则装置D的作用是收集氯化铁;氯气有毒,未反应的氯气用碱石灰吸收,而且碱石灰还可以防止空气中水蒸气进入D,使D中无水氯化铁水解;
解析:(1)仪器X的名称是圆底烧瓶;干燥的氯气与铁粉在装置F中反应,无水氯化铁在300℃以上升华,装置D用来收集氯化铁,则装置B的作用是吸收尾气氯气,防止污染空气;防止空气中水蒸气使D中无水氯化铁水解;故答案为:圆底烧瓶;吸收尾气氯气,防止污染空气,防止空气中水蒸气使D中无水氯化铁水解;
(2)欲制得纯净的FeCl3,防止被装置中空气中的氧气氧化,则应待F装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯;故答案为:待F装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃F处酒精灯;
(3)根据分析,装置的连接顺序为A→E→C→F→D→B,制取无水氯化铁的发生是F和收集装置D的最佳接口顺序为jkgf;故答案为:jkgf;
(4)已知K[Fe(C2O4)3]3->K[Fe(SCN)3],说明[Fe(C2O4)3]3-比Fe(SCN)3更稳定,[Fe(C2O4)3]3-不能电离出Fe3+,则不能与SCN-反应转化为Fe(SCN)3,也就不能显示血红色。加入硫酸后,H+与结合可使平衡逆向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红;故答案为:K[Fe(C2O4)]3-}>K[Fe(SCN)3],说明[Fe(C2O4)]3-比Fe(SCN)3更稳定,[Fe(C2O4)]3-中的Fe3+不能与SCN-反应转化为Fe(SCN)3,也就不能显示血红色;加入硫酸后,H+与C2O结合可使平衡逆向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红;
(5)若Fe3+和发生氧化还原反应,则生成亚铁离子,亚铁离子与铁氰化钾反应显蓝色,则操作为取少量实验2中的亮绿色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀,则未发生氧化还原反应;故答案为:K3[Fe(CN)6]
(6)已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,光照易分解,Fe的化合价降低,则部分C的化合价升高,方程式为2[Fe(C2O4)3]3-2FeC2O4↓+2CO2↑+3;故答案为:2[Fe(C2O4)3]3-2FeC2O4↓+2CO2↑+3C2O;