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T ℃时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)nC(...

T ℃时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)nC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器

反应物的投入量

3 mol A、2 mol B

6 mol A、4 mol B

2 mol C

达到平衡的时间/min

5

 

8

A的浓度/mol·L-1

c1

c2

 

C的体积分数%

w1

 

w3

混合气体的密度/g·L-1

ρ1

ρ2

 

 

下列说法正确的是(  )

A. 若n<4,则2c1<c2

B. 若n=4,则w3=w1

C. 无论n的值是多少均有2ρ1=ρ2

D. 容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短

 

C 【解析】 A. 恒温恒容下,乙等效为在甲中平衡基础上压强增大一倍,若n<4,则正反应为气体体积减小的反应,平衡正向移动,乙中反应物转化率高于A中反应物转化率,所以2c1>c2,故A错误; B. 若n=4,反应前后气体的体积不变,开始只投入C与起始投料比n(A):n(B)=3:1为等效平衡,平衡时同种物质的百分含量相等,但甲中起始投料比为3:2,所以甲和丙不是等效平衡,则w3≠w1,故B错误; C. 起始时乙中同种物质的投入量是甲的2倍,根据质量守恒定律可知,乙中气体质量为甲中2倍,容器的容积相等,则一定存在2ρ1=ρ2,故C正确; D. 乙中反应物的起始浓度大,反应速率更快,到达平衡时间更短,所以容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间长,故D错误,答案选C。  
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7000C时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的COH2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)

反应时间/min

n(CO)/mol

n(H2O)/mol

0

1.20

0.60

t1

0.80

 

t2

 

0.20

 

下列说法中正确的是

A.反应在t1min内的平均速率为υ(CO2)=mol·L-1·min-1

B.t1min时,反应未达平衡状态

C.保持7000C不变,向平衡体系中再通入0.60molCO0.30 molH2O,达到新平衡时与原平衡相比,CO转化率增大,H2的体积分数增大

D.温度升至8000C时,上述反应的平衡常数为0.64,则正反应为放热反应

 

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元素铈(Ce)是一种重要的稀土元素。

(1) 工业上用氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)制备CeO2。焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为________

(2) 已知CeCl3·7H2O在空气中易被氧化成四价铈,反应如下:

CeCl3·7H2O(s)=CeCl3(s)7H2O(g)ΔH1a kJ·mol1

4CeCl3(s)O2(g)14H2O(g)=4Ce(OH)4(s)12HCl(g)ΔH2b kJ·mol1

Ce(OH)4(s)=CeO2(s)2H2O(g)ΔH3c kJ·mol1

4CeCl3·7H2O(s)O2(g)=4CeO2(s)12HCl(g)22H2O(g)ΔH________

(3) CeO2是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂,工作原理如图1所示。写出过程1发生反应的化学方程式:________________________________

(4) 已知Ce(OH)4极易分解,用如图2所示装置电解CeCl3溶液在阴极区制得CeO2。电解过程中反应体系的pH随时间t的变化曲线如图3所示。

①电解进行1h内溶液的pH迅速下降,可能原因是________

②请解释生成CeO2的原理:________

(5) 常温下,当溶液中某离子浓度≤1.0×105时,可认为该离子沉淀完全。用Na2C2O4溶液对电解后的废液处理得到Ce2(C2O4)3固体,则应保持溶液中c(C2O42)约为________(已知25 ℃时,Ksp[Ce2(C2O4)3]1.0×1025)

 

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NOxSO2的处理转化对环境保护有着重要意义。

(1) 利用反应2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m]的关系如图1所示。

①该反应的ΔH________(“>”“<””)0

②下列说法正确的是________(填字母)

A. 当体系中CO2CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态

B. 投料比:m1m2m3

C. 当投料比m2时,NO转化率是CO转化率的2

D. 汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率

③随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为________

(2) 若反应2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为vk·c2(NO)·c2(CO)vk·c(N2c2(CO2)kk分别为正、逆反应速率常数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1 L的容器中加入2 mol NO2 mol CO发生上述反应,测得COCO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时vv________

(3) 工业生产排放的烟气中同时存在SO2NOxCO,利用它们的相互作用可将SO2NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果。图3298 K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)CO物质的量分数的关系,图4CO物质的量分数为2.0%时,各气体分压与温度的关系。

下列说法正确的是________(填字母)

A.不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种

B.温度越高脱硫脱硝的效果越好

CNOxSO2更易被CO还原

D.体系中可能发生反应:2COSS22CO4CO2S24CO2SO2

(4) NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝除技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3NO还原成N2的一种反应历程如图5所示,则总反应方程式为________

(5) 用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示,则阴极的电极反应式为________

 

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)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。

Na2SO3SO2HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:

步骤1:在右图所示装置的烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。

步骤2:将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在8090 ℃下,反应约3 h,冷却至室温,抽滤。

步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。

(1) 装置B的烧杯中应加入的溶液是________

(2) 步骤2中加入锌粉时有NaHSO2Zn(OH)2生成。

①写出加入锌粉时发生反应的化学方程式:________

②生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行,防止该现象发生的措施是________

(3) 冷凝管中回流的主要物质除H2O外,还有________(填化学式)

(4) 步骤3中次硫酸氢钠甲醛不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是________

(5) 步骤2抽滤所得滤渣的成分为ZnZn(OH)2,利用滤渣制备ZnO的实验步骤为:将滤渣置于烧杯中,________________________________________________________900 ℃煅烧。  (已知:① Zn能与NaOH发生反应Zn2NaOH===Na2ZnO2H2↑;② Zn2开始沉淀的pH5.9,沉淀完全的pH8.9pH>11时,Zn(OH)2能生成ZnO22。实验中须使用的试剂有1.0 mol·L1 NaOH溶液、1.0 mol·L1 HCl溶液、水)

 

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PCl3是制造有机磷农药和磺胺嘧啶类医药的原料,其制备方法是将熔融黄磷(P4)与干燥氯气进行氯化反应。

(1) PCl3遇水会强烈水解,写出PCl3与水反应的化学方程式:________

(2) 制得的PCl3粗产品中常含有POCl3PCl5等杂质。通过实验测定粗产品中PCl3的质量分数,实验步骤如下(不考虑杂质的反应)

a. 迅速移取20.00 g PCl3粗产品,加水完全水解后,再配成500.00 mL溶液;

b. 量取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中,加入0.500 0 mol·L1碘溶液20.00 mL1.000 mol·L1(NH4)3BO3溶液30.00 mL,振荡;

c. 加入23滴淀粉溶液,用1.000 0 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定过量的碘,滴至终点时消耗Na2S2O3标准溶液12.00 mL

已知测定过程中的部分反应为H3PO3H2OI2H3PO42HI3HI(NH4)3BO3===3NH4IH3BO3I2Na2S2O3―→Na2S4O6NaI(未配平)

①步骤b中加入(NH4)3BO3溶液的目的是________

②判断步骤c中滴定终点的方法为________

③根据上述数据,计算制得粗产品中PCl3的质量分数(写出计算过程)_________

 

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