题目
题型:不详难度:来源:
(1)上述反应的平衡常数表达式K=_______。
(2) 已知:①3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H1=-1118.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.8kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.8kJ/mol
则△H=_______。
(3)在t0C时,该反应的平衡常数K=16,在2L恒温恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
①甲容器中H2O的平衡转化率为_______ (结果保留一位小数)。
②下列说法正确的是_______ (填编号)
A.若容器压强恒定,则反应达到平衡状态
B.若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态
C.甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的转化率
(4)若将(3)中装置改为恒容绝热(不与外界交换能量)装置,按下表充入起始物质,起始时与平衡后的各物质的量见表:
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
起始/mol | 3.0 | 4.0 | 0 | 0 |
平衡/mol | m | n | p | q |
若在达平衡后的装置中继续加入A、B、C三种状况下的各物质,见表:
| Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 |
A/mol | 3.0 | 4.0 | 0 | 0 |
B/mol | 0 | 0 | 1 | 4 |
C/mol | m | n | p | q |
当上述可逆反应再一次达到平衡状态后,上述各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是
________(用A、B、C表示)。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp=2.79×10-39,而FeCl3溶液总是显示较强的酸性,若某FeCl3溶液的pH为3,则该溶液中c(Fe3+)=________mol • L-1 (结果保留3位有效数字)
答案
(3)①33.3% ②BC (4)B>C>A (5)2.79×10-6
解析
试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据该反应的化学方程式可知,平衡常数表达式K=。
(2)根据盖斯定律可知,①-②×2即得到反应3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g),所以该反应的反应热△H=-1118.4kJ/mol+483.8kJ/mol×2=-150.8kJ/mol。
(3)① 3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)
起始浓度(mol/L) 0.5 0.5
转化浓度(mol/L) x x
平衡浓度(mol/L) 0.5-x 0.5+x
则根据平衡常数K=可知=16
解得x=,所以水蒸气的转化率=×100%=33.3%
②A、反应前后体积不变,压强始终不变,所以若容器压强恒定,则反应不一定达到平衡状态,A不正确;B、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容器容积不变,氮气体的质量是变化的,所以若容器内气体密度恒定,则反应达到平衡状态,B正确;C、乙容器相当于是在甲容器的基础上增加水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,但水蒸气的转化率降低,即甲容器中H2O的平衡转化率大于乙容器中H2O的平衡转化率,C正确;D、四氧化三铁是固体,所以增加Fe3O4不能提高H2O的转化率,D不正确,答案选BC。
(4)A相当于是在原平衡的基础上增大压强平衡不移动,但反应放热多。由于是绝热容器,温度升高,使平衡向逆反应方向移动,氢气含量降低;B也相当于是在原平衡的基础上增大压强平衡不移动,但反应吸热。由于是绝热容器,温度降低,使平衡向正反应方向移动,氢气含量增大;C相当于是等效平衡,氢气含量不变,所以各装置中H2的百分含量按由大到小的顺序排列的关系是B>C>A。
(5)FeCl3溶液的pH为3,则溶液中c(OH-)=10-11mol/L,所以Fe(OH)3的Ksp=2.79×10-39可知,溶液中c(Fe3+)==2.79×10-6mol/L。
核心考点
试题【铁元素是重要的金属元素,单质铁在工业和生活中使用得最为广泛。铁还有很多重要的化合物及其化学反应。如铁与水反应:3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)已知:① CH4(g)+3/2 O2(g) CO(g)+2H2O(g)△Hl;
② H2(g)+1/2 O2(g) H2O(g) △H2,
则CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)的△H=____ (用含△H1,△H2的式子表示)
(2)一定条件下反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图,且T2>T1, 则上述反应的△H____ 0(填“<”、“>”、“=”,下同),A、B处对应平衡常数(KA、KB)的大小关系为KA____ KB
(3)维持温度T2,将0.04 mol CH4和0.04mol H2O(g)通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,平衡时达到B点,测得CH4的转化率为50%,该反应在此温度下的平衡常数KB=____ ,下列现象能说明该反应已经达到平衡状态的是_ ___
a.容器内CH4、H2O、CO、H2的物质的量之比为1:1:1:3
b.容器的密度恒定
c.容器的压强恒定
d.3υ正(CO)=υ逆((H2)
(4)在上述B点平衡基础上,向容器中再通入amol CH4和a mol H2O气体,使之在C点重新达平衡,此时测得CO有0.03mol,则a=____ 。
(1)在250C 101kPa时,H2与O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的热量,其热化学方程式为
___________
又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以与H2O(g)进一步发生反应: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密闭容器中,起始时n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C时达到平衡状态,K=1.0,则平衡时,容器中CO的转化率是_____________(计算结果保留一位小数)。
(3) 工业上从煤气化后的混合物中分离出H2,进行氨的合成,已知反应反应N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容条件下进行,改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
①N2的平均反应速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________;
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向 是________,采取的措施是________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判断的理由是________________。
II.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.20kJ/mol。
在1000C时,将0.100molN2O4气体充入lL恒容抽空的密闭容器中,每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4)/mol | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2)/mol | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
(1)该反应的平衡常数表达式为______;从表中数据分析:c1______c2、c3______c4(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)在右图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
(3)在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为______。
(4)若起始时充入NO2气体0.200mol,则达到平衡时NO2气体的转化率为______;其它条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是______ (填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度
D.升高温度 E.再充入一定量的He
(5)向容积相同、温度分别为T1和T1的两个密闭容器中分别充入等量NO2,发生反应:2NO2N2O4(g)(g) △H=-57.20kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后,分别测得体系中NO2的百分含量分别为a1和a2。巳知T1<T2,则a1____a2(选择A、B、C、D填空)。
A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都有可能
(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3·H2O(aq); △H2=-35.1kJ·mol-1
(3)HCl(g)+HCl (aq); △H3=-72.3kJ·mol-1
(4)HCl (aq) NH3·H2O(aq) =NH4Cl(aq)+H2O(l); △H4=-52.3kJ·mol-1
(5)NH4Cl(s)=NH2Cl(aq); △H5=?
根据盖斯定律,则(5)方程式中的反应热△H5为
A.-335.7 kJ·mol-1 | B.-16.3 kJ·mol-1 |
C.+16.3 kJ·mol-1 | D.-83.7 kJ·mol-1 |
(2)一定条件下,0.1mol氨气与氧气反应生成两种无毒气体,放出31.67kJ热量。写出核反应的热化学方程式: 。
(3)现有固体X,可能含有Cu、SiO2、KNO3、NH4Cl中的一种或几种。为了探究其成分,某学习小组取该样品进行如下实验(部分产物已略去)。
①步骤I中发生反应的离子方程式为 。
②20.00gX中Cu的质量分数为 。
③为进一步确定固体X的组成,常温下,学习小组另取固体X加水,充分搅拌后过滤,测得滤液的pH<7。他们判断一定有NH4Cl,理由是 。
(4)工业上常用电渗析法生产HI,其模拟实验如图。写出阴极的电极反应式: 。
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