二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),△H=-a kJ·mol-1(a>0), 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是__________(填编号)
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=_________。(保留两位有效数字)。若改变条件 (填选项),可使K=1。
A.增大压强
B.增大反应物浓度
C.降低温度
D.升高温度
E.加入催化剂
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在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)
所得实验数据如下表:
实验编号 | 温度/℃ | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
n(X) | n(Y) | n(M) | ||
① | 700 | 0.40 | 0.10 | 0.090 |
② | 800 | 0.10 | 0.40 | 0.080 |
③ | 800 | 0.20 | 0.30 | a |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b |
回答下列问题:
(1)实验①中,若5min时测得,n(M)=0.050mo1, 则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率为_ 。
(2)实验③平衡常数为___________,该正反应为____________反应(填“吸热”或“放热”)
(3)能说明上述反应一定达到平衡的条件是_______________________。
A.c(Y)= c(N) B.平均分子量不再变化
C.v正(X) =v逆(M) D.温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
(4)实验③中,达到平衡时,X的转化率为_____________________。
(5)实验③、④中,达到平衡时,a与b的关系为__________(填选项),请解释原因________________。
A.a>2b B.a=2b C.b<a<2b D.a<b
(6)图是实验①中c(M)随时间变化的曲线图,请在图中画出实验②中c(M)随时间变化的曲线图。
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水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。请回答下列问题:
(1)纯水在25 ℃时,pH=7,该温度下1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
(2)25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解方程式为__________,由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示,则HX的电离常数________(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离常数。理由是_______。
(4)电离常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:
化学式 | 电离常数(25 ℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三溶液的pH由大到小的顺序为____________________。
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铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:
2Fe(s)+3CO2(g)Fe2O3(s)+3CO(g)
该反应的平衡常数(K ) 随温度(T ) 升高而增大。
①该反应的平衡常数K=______。(填表达式)
②下列措施中,能使平衡时c(CO)/c(CO2) 增大的是________(填标号)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量CO D.再加一些铁粉
(2)图1装置发生反应的离子方程式为________。
(3)图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红。
① 电源的M端为________极,甲烧杯中铁电极的电极反应为________。
② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为________。
③ 停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为________mL 。
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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)判断反应达到平衡状态的依据是________(填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的总物质的量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。
①该反应△H___0(填“>”或“<”)。
②实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右,选择此压强的理由是_______。
(3)右图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”)。
(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出Q KJ的热量。写出该反应的热化学方程式________。
(5)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式________。
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在一容积为2 L的密闭容器中,加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,氢气的平均反应速率v(H2)为______________。
(2)该反应达到平衡时N2的转化率_________________。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为____________。(填序号)
a.0.20 mol·L-1 b.0.12 mol·L-1 c.0.10 mol·L-1 d.0.08 mol·L-1
(4)请写出该反应的平衡常数表达式_________,若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1________K2(填“>”、“=” 或 “<” )。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L-1),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
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(12分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。写出号元素的核外电子排布式_______________________________________;第一电离能的大小关系为________________(用元素符号表示)
(2)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如右图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为________(用对应的元素符号表示)。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是________。
A.分子中含有氢键 B.易发生加成反应
C.含有4个σ键和1个π键 D.分子中所有原子处于同一个平面
(4)某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的价电子数为________; 该元素与元素①形成的分子X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大,其主要原因是________。
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如图所示是一个电化学装置的示意图。
请回答下列问题:
(1)图中甲池是________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)。
(2)A(石墨)电极的名称是________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。
(3)写出通入CH3OH的电极的电极反应式:_________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为______________________________________。
(5)当乙池中B(Ag)极质量增加5.4 g时,甲池中理论上消耗O2的体积为________L(标准状况),此时丙池中某电极析出1.6 g某金属,则丙池中的某盐溶液可能是________(填字母)。
A. MgSO4 B.CuSO4 C. NaCl D. AgNO3
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如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
(1)B极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 ,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明 在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是 ,电镀液是 溶液。
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如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)M电极的材料是 ,其电极名称是 ,
N的电极反应式为 , 乙池的总反应是 ,
加入甲烷的铂电极的电极反应式为________ 。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32 g 时,甲池中理论上消耗氧气为 L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400 mL,则乙池中溶液的H+的浓度为 。
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