在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0
(1)该反应450℃的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”);
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
a.3v正(H2)=2v逆(NH3) b.容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)上述反应若第5分钟时达到平衡,测得NH3的物质的量为0.2mol
计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(N2)为 mol/(L·min)
(4)保持其他条件不变,若初始投入量为amolN2、bmolH2、cmolNH3,也可得到与上述相同的平衡,则a、b、c需满足关系式: ;
(5)第5分钟末,保持其它条件不变, 若继续通入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,
则平衡 移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(本题共10分)水煤气转化反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2 (g)在一定温度下达到化学平衡。完成下列填空:
29.写出该反应的平衡常数表达式K=________________。
30.一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是(选填编号)。
A.容器中的压强不变 |
B.1 mol H―H键断裂的同时断裂2 molH―O键 |
C.v正(CO) = v逆(H2O) |
D.c(CO) = c(H2) |
31.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下实验1和实验2的数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
3 |
2 |
650 |
1 |
2 |
0.8 |
1.2 |
5 |
3 |
950 |
1 |
2 |
— |
— |
— |
(1)由实验组1的数据可知,平衡时CO的转化率为%。
(2)由实验组1和2的数据可分析,压强对该可逆反应的影响是。
(3)有了实验组1和2的数据,再设计实验3,其目的是。
(本题共12分)氰酸(化学式:HOCN)是一种有挥发性和腐蚀性的液体,在水中立刻发生如下反应形成盐X(俗名碳铵):HOCN + 2H2O → X。
23.在上述反应所涉及的各元素中,半径最大的元素原子核外电子共占据_______个轨道。
24.能说明氮元素的非金属性比碳元素强的事实是_________(选填编号)。
A.共用电子对偏向:H-N>H-CB.氧化性:NO2>CO2
C.酸性:HNO3>H2CO3 D.沸点:NH3>CH4
25.据测定,氰酸有两种结构,一种分子内含有叁键,称为正氰酸,另一种分子内不含叁键,称为异氰酸,且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构,分子中也不含环状结构。请分别写出正氰酸和异氰酸的结构式:_______________、______________。
26.下面是工业上冶炼Cr时会涉及到的反应:
CrO42-+ S+ H2O → Cr(OH)3↓+S2O32-+
(1)请将方程式补充完整并配平。
(2)上述反应中,若转移了3mol电子,得到的还原产物是mol。
27.铁和镍(Ni)位于周期表的同一周期同一族,铁和镍在周期族。
28.镍粉在CO中低温加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。150℃时,Ni(CO)4分解为Ni和CO。Ni(CO)4是晶体,Ni(CO)4易溶于下列(填序号)。
A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液
(10+2分)硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下:
已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。
(2)煅烧FeCO3生成产品Ⅰ的化学反应方程式为;实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有。
(3)为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是,洗涤干燥。
(4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,。
(16+2分)目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起全世界的关注:
(1)用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去,在反应中,杂质碳被氧化为无污染气体而除去,Mn元素转变为Mn2+,请写出对应的化学方程式并配平:;
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验2条件下的H2O 体积分数为;
②下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是;
a.单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol CO
b.容器内压强不再变化
c.混合气体密度不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.CO2的质量分数不再变化
③已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 |
lgK |
||
700K |
900K |
1200K |
|
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) |
-2.64 |
-0.39 |
1.58 |
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) |
-1.67 |
-0.03 |
1.44 |
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)=_。
(3)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g)△ H 1=-393.5kJ·mol-1
CO2(g)+C(s) =2CO(g) △ H 2=+172.5kJ·mol-1
S(s)+O2(g) =SO2(g)△ H 3=-296.0kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式。
(4)25℃时,在20 mL0.1 mol/L醋酸中加入V mL0.1 mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,
下列说法正确的是________。
A.pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH—)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(CH3COO—)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(CH3COO—)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(CH3COO—)< c(Na+)=0.1mol/L
(5)下图是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ;
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与极(填“C”或“D”)相连。
(14+2分)已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,原子序数依次增大。X基态原子的核外电子分布在3个能级,且各能级电子数相等,Z是地壳中含量最多的元素,W是电负性最大的元素,元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,外围电子层有2个未成对电子。请回答下列问题。
(1)微粒的中心原子杂化类型为,化合物YW3的空间构型为。
(2)R基态原子的电子排布式为。
(3)一种新型超导晶体的晶胞如图所示,则该晶体的化学式为,
其中一个Q原子紧邻个R原子。
(4)R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)4]2-,该反应的离子方程式是。弱酸HXY分子中存在的σ键与π键的数目之比为。