(15分) 用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下: 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)( △H<0) 完成下列填空:
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加 了2.80 g,则H2的平均反应速率 mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是________。
a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
c.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动
d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动
(3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是 。
a.3v逆(N2)=v正(H2) b.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变 d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为 ,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比 (填“>”、“=”或“<”)。
(10分)两种气态单质X和Y能直接化合生成Z(可逆反应),如将X和Y按一定比例混合并压入密闭容器中,在不同温度下经过一段时间后,反应混合物中X的含量变化如下图所示,回答下列问题:
(1)上述X与Y化合生成Z的反应是__________反应(填“放热”或“吸热”);
(2)温度低于T℃时,反应混合物中X的含量 (填“逐渐增大”,“不变”,“逐渐减小”),原因是______________________________;温度高于T℃时,反应混合物中X的含量__________(填“逐渐增大”,“不变”,“逐渐减小”),原因是________________。
Ⅰ(8分)为了研究化学反应A+B===C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题:
(1)该反应为____________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量____________(填
“高”或“低”)。
(3)物质中的化学能通过化学反应转化成______释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式:_____________________________________
Ⅱ.同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知:
P4(白磷,s)+5O2(g) ====P4O10(s) ΔH=-2 983.2 kJ·mol-1 ①
P(红磷,s)+ O2(g)==== P4O10(s) ΔH=-738.5 kJ·mol-1 ②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为____________。相同状况下,能量状态较低的是____________;白磷的稳定性比红磷____________(填“高”或“低”)。
一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:下列描述正确的是 ( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率0.158mol/(L·s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g) Z(g)
1g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H2(g)+ O 2(g) = 2H2O (1), ΔH = —142.9 kJ·mol-1
B.2H2(g)+ O 2(g) = 2H2O (1), ΔH = —571.6 kJ·mol-1
C.2H2+O2 = 2H2O, ΔH = —571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+ O 2(g) = H2O (1), ΔH = +285.8 kJ·mol-1
100 g碳燃烧所得气体中,CO占1/3 体积,CO2占 2/3 体积,且C(s)+ 1/2 O2(g)====CO(g) ΔH=-110.35 kJ·mol-1,CO(g)+ O2(g)====CO2(g) ΔH=-282.57 kJ·mol-1。与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是( )
A.392.92 kJ B.2 489.44 kJ C.784.92 kJ D.3 274.3 kJ