(4分)下列反应在210℃时达到平衡:
①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g); △H1>0 K1=10
②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g);△H1<0 K2= 5×103
③PCl5(g) +CO(g) COCl2(g) + PCl3(g) K3
(1)反应③的平衡常数K3 = 。
(2)要使反应①和反应②的K数值相等,可采取的措施是 (填序号)。
A.降低反应①、②体系中Cl2浓度 B.反应①、②选择不同的催化剂
C.反应①、反应②同时升高温度 D.降低反应①、反应②的体系压强
E.反应①降低温度,反应②维持210℃
【解析】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称作平衡常数。①+②即得到③,所以③的平衡常数为10×5×103= 5×104.。反应①是吸热反应,②是放热反应,所以要使反应①和反应②的K数值相等,则反应①要向正反应方向移动,反应②要向逆反应方向移动,所以答案是C。
(8分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式: ;
(2)若已知下列数据:
化学键 |
H-H |
N≡N |
键能/kJ·mol-1 |
435 |
943 |
试根据表中及图中数据计算N-H的键能 kJ·mol-1
(3)合成氨反应通常用铁触媒作催化剂。使用铁触媒后E1和E2的变化是:E1______,E2______(填“增大”、“减小、”“不变”)。
(4)用NH3催化还原NOX还可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)
;△H1= akJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g);△H2= bkJ/mol
若1mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热△H3= kJ/mol(用含a、b的式子表示)
【解析】(1)根据反应进程可判断反应物的能量高,生成物的能量低,所以热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92 kJ/mol。
(2)反应热就是断键吸收的能量和成键所放出的能量的差值,所以有943kJ/mol+3×435 kJ/mol-2×3×x=-92 kJ/mol ,解得x=390 kJ/mol。
(3)催化剂能降低反应的活化能,但不能改变反应热,所以E1和E2均减小。
(4)考查盖斯定律的应用,将已知的2个热化学方程式叠加即得到
4NH3+6NO=6H2O+5N2 △H=(a-3b)kJ/mol。所以1mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热 kJ/mol。
工业上由二氧化锰制备高锰酸钾可分二步进行,第一步:二氧化锰与氢氧化钾共熔并通入氧气2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O;第二步:电解锰酸钾溶液:2K2MnO4+H2O 2KMnO4+H2↑+2KOH下列说法叙述正确的是
A.氧化性:KMnO4>K2MnO4>O2
B.第二步电解时,KMnO4在阳极区生成
C.根据上述过程,每生成1mol KMnO4共转移6mol电子
D.第二步电解时阴极周围pH减小
【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的,所以氧化性是KMnO4>O2>K2MnO4,A不正确。在第二步反应中KMnO4是氧化产物,应该在电解池的阳极周围生成,B正确。二氧化锰中锰的化合价是+4价,而在KMnO4中锰的化合价是+7价,所以每生成1mol KMnO4共转移3mol电子,C不正确。电解时阴极氢离子放电,所以pH是增大的,因此答案是B。
相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:
2 SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) △H=-196.4 kJ/mol。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
平衡时反应中的能量变化 |
||
SO2 |
O2 |
SO3 |
||
① |
2 |
1 |
0 |
放出热量a kJ |
② |
1 |
0.5 |
1 |
放出热量b kJ |
③ |
4 |
2 |
0 |
放出热量c kJ |
下列叙述正确的是
A.放出热量关系:a = b B.三个容器内反应的平衡常数:③>②>①
C.平衡时SO3气体的体积分数:③>① D.SO2的转化率:②>①>③
【解析】平衡的建立和途径无关,所以②中相当于是2molSO2和1molO2,即①②中的平衡是等效的。但在反应过程中实际消耗的氧气是不相同的,所以a不等于b。温度相同,平衡常数就相同,B不正确。③相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以SO2的转化率增大,SO3的体积分数也增大。因此正确的答案是C。
将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为电能
C.NaOH溶液的浓度约是1.5mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【解析】温度为22℃对应的盐酸的体积是5ml,即该温度是反应后溶液的温度,因此环境温度一定低于22℃.只有当二者恰好反应时放出的热量才最多,溶液的温度才最高,根据图像可判断当盐酸的体积是30ml时温度最高,所以氢氧化钠的浓度是,该实验验证的是化学能和热能的转化,B不正确。选项D也不一定正确,所以正确的答案是C。
对苯二酚是摄影业中常用显影剂,它在水中电离出的阴离子对已曝光的AgBr有显影作用,有关变化可表示为:
则在以对苯二酚为主要成分的显影液中,能使显影速度明显加快的添加剂是
A.KBr B.Na2CO3 C.CH3COOH D.H2O
【解析】要使显影速度明显加快,则平衡必须向正反应方向移动碳酸钠能消耗氢离子,促使对苯二酚的电离向正反应方向移动,所以答案是B。