在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通如图所示。容器中发生以下反应:N2+3H22NH3(正反应为放热反应)。若反应达平衡后,测得混合气体的体积为7体积,据此回答下列问题:
(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积仍与上述平衡时完全相同,那么:
①若a=1,c=2,则b=____。在此情况下,反应起始时将向______(填“正”或“逆”)反应方向进行。
②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c的范围是______。
(2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是______,原因是_____。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1)可通过观察图一的现象:_______________,而定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是_____________,你认为还可以作何改进?____________________。
图一 图二
(2)检查图二装置气密性的方法是_______________________。图二所示实验中需测量的数据是________________________。
高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气:N2(g)+O2(g)=2NO(g)。试通过计算说明在1 200 ℃的条件下,此反应能否正向自发进行?估算自发进行的最低温度是多少______?[已知该反应:ΔH=+180.50 kJ·mol-1,ΔS=247.7 J·mol-1·K-1]
(要求写出计算过程)现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g),已知c(SO2)始=0.4mol/L,c(O2)始=1mol/L,经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19,试判断:
(1)当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态?________,若未达到,哪个方向进行?__________
(2)达平衡状态时, SO2的转化率应为________?
在一定条件下,将N2、H2混合气体100 mL通入密闭容器内,达到平衡时,容器内的压强比反应前减小 ,测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求:
(1)原混合气中N2、H2各多少毫升______?
(2)H2的转化率是多少______?
氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是_________________________________。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________(填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______或______来比较。
(2)0.1 g 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。请解释化学反应速率变化的原因:_____________。请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无 需写出具体操作):a._________________;b.___________________。