Ⅰ.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其-优题课

题文

Ⅰ.苯乙烷(C₈H₁₀)可生产塑料单体苯乙烯(C₈H₈)，其反应原理是C₈H₁₀(g) C₈H₈(g)＋H₂(g)ΔH＝120 kJ·mol^－1。某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，
测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：

时间/min	0	10	20	30	40
n(C₈H₁₀)/mol	0.40	0.30	0.24	n₂	n₃
n(C₈H₈)/mol	0.00	0.10	n₁	0.20	0.20

（1）当反应进行到20 min时，该段时间内H₂的平均反应速率是_____    ___。
（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是________    ________。
（3）若保持其他条件不变，用0.50 mol H₂(g)和0.50 mol C₈H₈(g)合成C₈H₁₀(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H₂的转化率是________________。此时，该合成反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)，且正反应速率     逆反应速率（填大于、小于或等于）
（4）对于反应C₈H₁₀(g) C₈H₈(g)＋H₂(g)，下列说法正确的是
A、恒温恒容条件下C₈H₁₀(g)和C₈H₈(g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态
B、压强增大该反应的平衡常数也增大
C、在恒温恒压条件下，有2 mol C₈H₁₀(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH₁，另有4 mol C₈H₁₀(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH₂，则ΔH₂=2ΔH₁
Ⅱ.在一容积为2 L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) ΔH＜0，反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图：

（1）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________。
①0.20 mol·L^－1 ②0.12 mol·L^－1 ③0.10 mol·L^－1 ④0.08 mol·L^－1
（2）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分钟末达到此平衡时NH₃浓度的变化曲线。

科目化学题型填空题难度较难

知识点：探究温度、压强对化学平衡的影响

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氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：
27．写出电解饱和食盐水的离子方程式。
28．离子交换膜的作用为：、。
29．精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出（选填"a"、"b"、"c"或"d"）。
30． $K C l O_{3}$ 可以和草酸（ $H_{2} C_{2} O_{4}$ ）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂 $C l O_{2}$ ，还生成 $C O_{2}$ 和 $K H S O_{4}$ 等物质。
写出该反应的化学方程式。
31．室温下，0.1 mol/L $N a C l O$ 溶液的pH0.1 mol/L $N a_{2} S O_{3}$ 溶液的pH（选填"大于"、"小于"或"等于"）。浓度均为0.1 mol/L 的 $N a_{2} S O_{3}$ 和 $N a_{2} C O_{3}$ 的混合溶液中， $S {O_{3}}^{2 -}$ 、 $C {O_{3}}^{2 -}$ 、 $H S {O_{3}}^{-}$ 、 $H C {O_{3}}^{-}$ 浓度从大到小的顺序为。
已知： $H_{2} S O_{3}$ K_i1=1.54×10^-2 K_i2=1.02×10^-7
$H C l O$ K_i1=2.95×10^-8
$H_{2} C O_{3}$ K_i1=4.3×10^-7 K_i2=5.6×10^-11

白云石的主要成份是 $C a C O_{3} \cdot M g C O_{3}$ ，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现 $C a^{2 +}$ 、 $M g^{2 +}$ 的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下： $C a (O H)_{2} + M g (O H)_{2} + 3 C O_{2} ⇌ C a C O_{3} + M g (H C O_{3})_{2} + H_{2} O$ 完成下列填空
23． $C a (O H)_{2}$ 的碱性比 $M g (O H)_{2}$ 的碱性（选填"强"或"弱"）
$C a (O H)_{2}$ 的溶解度比 $M g (O H)_{2}$ 的溶解度（选填"大"或"小"）
24．碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是、。温度偏低也不利于碳化反应，原因是。
25．已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10 $m i n$ 到13 $m i n$ 之内钙离子的反应速率为。15 $m i n$ 之后钙离子浓度增大，原因是（用化学方程式表示）。

26． $M g$ 原子核外电子排布式为； $C a$ 原子最外层电子的能量 $M g$ 原子最外层电子的能量（选填"低于"、"高于"或"等于"）。

氟在自然界中常以 $C a F_{2}$ 的形式存在。
（1）下列关于 $C a F_{2}$ 的表述正确的是。
a． $C a^{2 ＋}$ 与 $F^{－}$ 间仅存在静电吸引作用
b． $F^{－}$ 的离子半径小于 $C l^{－}$ ，则 $C a F_{2}$ 的熔点高于 $C a C l_{2}$
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与 $C a F_{2}$ 晶体构型相同
d． $C a F_{2}$ 中的化学键为离子键，因此 $C a F_{2}$ 在熔融状态下能导电
（2） $C a F_{2}$ 难溶于水，但可溶于含 $A l^{3 ＋}$ 的溶液中，原因是(用离子方程式表示)。
已知 $A l {F_{6}}^{3 -}$ 在溶液中可稳定存在。
（3） $F_{2}$ 通入稀NaOH溶液中可生成 $O F_{2}$ ， $O F_{2}$ 分子构型为，其中氧原子的杂化方式为。
（4） $F_{2}$ 与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如 $C l F_{3}$ 、 $B r F_{3}$ 等。已知反应 $C l_{2} (g) ＋ 3 F_{2} (g) = 2 C l F_{3} (g)$ $△ H = － 313 k J \cdot m o l^{－ 1}$ ， $F － F$ 键的键能为 $159 k J \cdot m o l^{－ 1}$ ， $C l － C l$ 键的键能为 $242 k J \cdot m o l^{－ 1}$ ，则 $C l F_{3}$ 中 $C l － F$ 键的平均键能为 $k J \cdot m o l^{－ 1}$ 。 $C l F_{3}$ 的熔、沸点比 $B r F_{3}$ 的(填"高"或"低")。

合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（ $M$ ）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（ $H / M$ ）。

在 $O A$ 段，氢溶解于 $M$ 中形成固溶体 $M H x$ ，随着氢气压强的增大， $H / M$ 逐惭增大；在 $A B$ 段， $M H x$ 与氢气发生氢化反应生成氢化物 $M H y$ ，氢化反应方程式为： $z M H x (s) + H_{2} (g) = z M H y (s) △ H (Ⅰ)$ ；在 $B$ 点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强， $H / M$ 几乎不变。反应（Ⅰ）中 $z$ =（用含x和y的代数式表示）。温度为T₁时，2 $g$ 某合金4 $m i n$ 内吸收氢气240 $m L$ ，吸氢速率 $v$ =mL• $g^{- 1}$ min。反应的焓变△H_Ⅰ0（填">""<"或"="）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T₁）η（T₂）（填">""<"或"="）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的点（填"b""c"或"d"），该贮氢合金可通过或的方式释放氢气。
（3）贮氢合金 $T h N i_{5}$ 可催化由 $C O$ 、 $H_{2}$ 合成 $C H_{4}$ 的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为。已知温度为T时： $C H_{4} (g) + 2 H_{2} O = C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) △ H = + 165 K J • m o l$

$C O (g) + H_{2} O (g) = C O_{2} (g) + H_{2} (g) △ H = - 41 K J • m o l$

利用 $L i O H$ 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。 $L i O H$ 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为 $L i O H$ 和 $L i C l$ 溶液。 $B$ 极区电解液为溶液（填化学式），阳极电极反应式为，电解过程中 $L i^{+}$ 向电极迁移（填"A"或"B"）。

（2）利用钴渣[含 $C o (O H)_{3}$ 、 $F e (O H)_{3}$ 等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

$C o (O H)_{3}$ 溶解还原反应的离子方程式为，铁渣中铁元素的化合价为，在空气中煅烧 $C o C_{2} O_{4}$ 生成钴氧化物和 $C O_{2}$ ，测得充分煅烧后固体质量为 $2.41 g$ ， $C O_{2}$ 的体积为 $1.344 L$ （标准状况），则钴氧化物的化学式为。

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