高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
请回答下列问题:
(1)该反应正反应是_______ 热反应(填“吸”或“放”);
(2)欲提高反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______ ;
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2 D.加入合适的催化剂 E.增大容器的容积
(3)在一个容积为1L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各2.0mol,反应经过5min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率:v(CO2)=_______ 、CO的平衡转化率=_______ 。如果此时向密闭容器中加入CO和CO2各2mol,平衡_______ (填“向正方向”、“向逆方向”、“不”)移动。
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
(1)该反应正反应是
(2)欲提高反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2 D.加入合适的催化剂 E.增大容器的容积
(3)在一个容积为1L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各2.0mol,反应经过5min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率:v(CO2)=
更新时间:2022-10-22 08:45:41
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【推荐1】碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料,海水提碘是从海藻中提取元素碘的技术。
Ⅰ.海带提碘(海带中碘元素以I-形式存在)
(1)“氧化”过程涉及到的离子方程式是________ ,请设计一种检验氧化后所得溶液含I2的方法:________ 。
(2)加入浓NaOH溶液充分振荡,发生的歧化反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为________ ;向分离得到的含I-和的水溶液中加入45%硫酸,发生归中反应的离子方程式为________ 。
Ⅱ.获取重要的还原剂-HI
(3)H2和I2反应生成HI过程能量变化如图所示,1molH2(g)、1molHI(g)分子中化学键断裂时分别要吸收能量436kJ、299kJ,则1molI2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________ kJ。
(4)Bodensteins研究了反应:。温度为T时,在体积均为10L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中氢气的物质的量与反应时间t的关系如表:
前40min的平均速率v(HI)=________ 。
Ⅲ.生命延续-心脏起搏器中的Li-I2电池
(5)优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命,它的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写P2VP)和I2的复合物,电解质是固态薄膜状的碘化锂,电池的总反应为,其工作原理如图所示:
①正极发生的电极反应式为________ ;
②放电时,转移0.6×6.02×1023个电子,负极质量减少________ g。
Ⅰ.海带提碘(海带中碘元素以I-形式存在)
(1)“氧化”过程涉及到的离子方程式是
(2)加入浓NaOH溶液充分振荡,发生的歧化反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为
Ⅱ.获取重要的还原剂-HI
(3)H2和I2反应生成HI过程能量变化如图所示,1molH2(g)、1molHI(g)分子中化学键断裂时分别要吸收能量436kJ、299kJ,则1molI2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为
(4)Bodensteins研究了反应:。温度为T时,在体积均为10L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中氢气的物质的量与反应时间t的关系如表:
起始物质 | t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
1molH2(g)、1molI2(g) | n(H2)mol | 1 | 0.5 | 0.32 | 0.24 | 0.20 |
Ⅲ.生命延续-心脏起搏器中的Li-I2电池
(5)优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命,它的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写P2VP)和I2的复合物,电解质是固态薄膜状的碘化锂,电池的总反应为,其工作原理如图所示:
①正极发生的电极反应式为
②放电时,转移0.6×6.02×1023个电子,负极质量减少
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【推荐2】Ⅰ﹒在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol,5 min末时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。
计算:
(1)5 min末A的物质的量浓度为___________ ,A的转化率为___________ 。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为___________ 。
(3)化学方程式中n=___________ 。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1
③v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(D)=8 mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是___________ (填序号)。
Ⅱ.H2O2不稳定、易分解,Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了如图甲、乙两种实验装置。
(1)若利用图甲装置,可通过观察___________ 现象,从而定性比较得出结论。
(2)有同学提出将0.1 mol·L-1 FeCl3改为___________ mol·L-1 Fe2(SO4)3更为合理,其理由是___________ 。
(3)若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是___________ 。
(4)将0.1 mol MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示
解释反应速率变化的原因:___________ 。
计算:
(1)5 min末A的物质的量浓度为
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为
(3)化学方程式中n=
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1
③v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(D)=8 mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是
Ⅱ.H2O2不稳定、易分解,Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了如图甲、乙两种实验装置。
(1)若利用图甲装置,可通过观察
(2)有同学提出将0.1 mol·L-1 FeCl3改为
(3)若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是
(4)将0.1 mol MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示
解释反应速率变化的原因:
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解题方法
【推荐3】甲烷是优质气体燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。请根据所学知识回答下列问题:
(1)某些常见化学键的键能(将气体分子断裂为中性气态原子和所需的能量或和合成气体所放出的能量)数据如下表:
完全燃烧生成和气态水放出的能量为___________ 。该反应中反应物的总能量___________ (填“>”“<”或“=”)生成物的总能量。
(2)一定条件下,通过加氢可以制备,反应方程式为。在一定温度下,将和放入恒容密闭容器中,测得反应过程中的浓度随时间的变化如表所示:
①内,___________ ,___________ 。
②平衡时的压强为起始压强的___________ 倍。
③平衡时,的转化率为___________ %。
④下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
a.
b.容器内气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.与的浓度相等
(1)某些常见化学键的键能(将气体分子断裂为中性气态原子和所需的能量或和合成气体所放出的能量)数据如下表:
化学键 | ||||
键能 | 414 | 803 | 463 | 498 |
(2)一定条件下,通过加氢可以制备,反应方程式为。在一定温度下,将和放入恒容密闭容器中,测得反应过程中的浓度随时间的变化如表所示:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0.5 | 0.3 | 0.25 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
②平衡时的压强为起始压强的
③平衡时,的转化率为
④下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.
b.容器内气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.与的浓度相等
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【推荐1】完成下列问题。
(1)合成氨是工业上的重要反应: △H<0,下列说法错误的是_______ 。
A.增大压强既加快反应速率,又有利于平衡向合成氨方向移动
B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1mol N2的同时消耗3mol H2
C.铁作催化剂既加快反应速率,又有利于平衡向合成氨方向移动
(2)合成氨工业中: △H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如表:
完成下列填空:
①试比较K1、K2的大小,K1___________ K2(填写“>”、“=”或“<”)。
②400℃时,该反应的化学平衡常数的表达式_______ 。当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时,则此时平衡___________ (填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”),此时___________ (填写“>”、“=”或“<”)
③已知 ,则该反应在温度低于___________ K时能自发,但工业上选择反应温度在400℃~500℃是为了___________ 。
(1)合成氨是工业上的重要反应: △H<0,下列说法错误的是
A.增大压强既加快反应速率,又有利于平衡向合成氨方向移动
B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1mol N2的同时消耗3mol H2
C.铁作催化剂既加快反应速率,又有利于平衡向合成氨方向移动
(2)合成氨工业中: △H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如表:
t/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
①试比较K1、K2的大小,K1
②400℃时,该反应的化学平衡常数的表达式
③已知 ,则该反应在温度低于
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【推荐2】CO可用于合成甲醇,化学方程式为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)图1是反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH___________ (填“>”“<”或“=”)0。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1___________ (填“>”“<”或“=”)K2.在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。则该条件下CO的平衡转化率为___________ 。
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是___________ (填字母)。
a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是___________ ℃;该温度下上述反应的化学平衡常数为___________ 。
(1)图1是反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是
a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图3是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是
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【推荐3】水溶液是中学化学的重点研究对象。
(1)水是极弱的电解质,常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的 mol·L,则该电解质可能是___________(填字母)。
(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的增大,可以采取的措施为___________(填字母)。
(3)强酸制弱酸是水溶液中的重要经验规律。若HA、是两种弱酸,存在以下关系:(少量),则、、结合的难易顺序为___________ 。
(4)常温下,为证明是弱电解质,某同学取出10 mL 0.10 mol⋅L氨水,用pH试纸测其pH为a;用蒸馏水稀释至1000 mL,再用pH试纸测其pH为b.只要a、b满足关系___________ (用等式或不等式表示),就可确认是弱电解质。
(5)已知:25℃时,两种常见弱酸的电离平衡常数:
①25℃时,10 mL 0.10 mol⋅L 溶液与10 mL 0.10 mol⋅L 溶液中,离子总数大小关系:溶液___________ 溶液(填“>”、“<”或“=”)。
②向溶液中通入过量反应的离子方程式为___________ 。
(1)水是极弱的电解质,常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的 mol·L,则该电解质可能是___________(填字母)。
A. | B.HCl | C. | D.NaOH |
A.再通入 | B.加碳酸钙粉末 | C.加氯酸钠溶液 | D.加NaOH |
(4)常温下,为证明是弱电解质,某同学取出10 mL 0.10 mol⋅L氨水,用pH试纸测其pH为a;用蒸馏水稀释至1000 mL,再用pH试纸测其pH为b.只要a、b满足关系
(5)已知:25℃时,两种常见弱酸的电离平衡常数:
酸 | 电离平衡常数 |
②向溶液中通入过量反应的离子方程式为
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【推荐1】(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度K1、K2值如下表:
①反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH平衡常数为K,则ΔH=________ (用ΔH1和ΔH2表示),K=________ (用K1和K2表示)。
②能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是____ (填字母)。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为________ ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为________ mol·L-1。
②下列措施中能使平衡时增大的是________ (填字母)。
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
700 ℃ | 900 ℃ | |
K1 | 1.47 | 2.15 |
K2 | 2.38 | 1.67 |
②能判断CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)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.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为
②下列措施中能使平衡时增大的是
A.升高温度 B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
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【推荐2】(1)在一定条件下,xA+yBzC的反应达到平衡。
①已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z之间的关系是________ ;
②已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,如果平衡发生移动,则平衡一定向______ (填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动;
③若加热后C的质量分数减少,则正反应是_______ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3的原理为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示。
根据图示回答下列问题:平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______ K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
①已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z之间的关系是
②已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,如果平衡发生移动,则平衡一定向
③若加热后C的质量分数减少,则正反应是
(2)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3的原理为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示。
根据图示回答下列问题:平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
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【推荐3】是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点,可溶于水,在水中易分解,产生的为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力,能杀灭新冠肺炎病毒。已知常温常压下发生的反应如下:
反应①,平衡常数为(反应进行的程度较小)
反应②,平衡常数为(反应进行的程度较大)
总反应:,平衡常数为
(1)你能比较和的大小吗?_______
(2)降低压强,总反应平衡向哪个方向移动?此时如何变化?_______
(3)升高温度,如何变化?_______
(4)与有何数量关系?_______
反应①,平衡常数为(反应进行的程度较小)
反应②,平衡常数为(反应进行的程度较大)
总反应:,平衡常数为
(1)你能比较和的大小吗?
(2)降低压强,总反应平衡向哪个方向移动?此时如何变化?
(3)升高温度,如何变化?
(4)与有何数量关系?
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解题方法
【推荐1】 已知3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,经5 min后达到化学平衡,此时测得D的浓度为0.5 mol/L,且c(A)∶c(B)=3∶5.又知5 min 内用C表示的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求:
(1)反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=______ mol;
(2)5min内用B表示的平均反应速率v(B)=______ mol/(L·min);
(3)此时A的转化率为______ ,x的值为______ 。
(1)反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
(2)5min内用B表示的平均反应速率v(B)=
(3)此时A的转化率为
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解题方法
【推荐2】在体积为1 L的恒温密闭容器中,充入1 mol 和3 mol ,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min到9 min,_______ 。
(2)第4 min时,正、逆反应速率的大小关系为_______ (填“>”“<”“=”)。
(3)平衡时的转化率为_______ 。
(4)反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为_______ 。
(1)从3 min到9 min,
(2)第4 min时,正、逆反应速率的大小关系为
(3)平衡时的转化率为
(4)反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为
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【推荐3】994 K,当H2缓慢通过过量的块状固体CoO时,部分CoO被还原为固体Co。在流出的平衡气体中H2的物质的量分数为2.50%; 在同一温度,若用CO还原固体CoO时平衡气体中CO的物质的量分数为1.92%。 如果994 K时物质的量比为1:2的一氧化碳和水蒸气的混合物在一定条件下反应,问:
(1)一氧化碳的平衡转化率大约是多少___________ ?
(2)欲获得较纯的H2,请简要说明在生产工艺上应采取的措施___________ 。
(3)994 K,当H2缓慢通过过量的纳米CoO固体粉末时,部分CoO被还原为固体Co。在相同的反应时间内,与块状固体CoO相比,采用纳米固体CoO时流出的平衡气体中H2的物质的量分数将怎样变化___________ ?为什么___________ ?
(1)一氧化碳的平衡转化率大约是多少
(2)欲获得较纯的H2,请简要说明在生产工艺上应采取的措施
(3)994 K,当H2缓慢通过过量的纳米CoO固体粉末时,部分CoO被还原为固体Co。在相同的反应时间内,与块状固体CoO相比,采用纳米固体CoO时流出的平衡气体中H2的物质的量分数将怎样变化
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