1998年诺贝尔化学奖授予科恩(美)和波普尔(英),以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质,引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是
A.化学不做实验,就什么都不知道 B.化学不再需要实验
C.化学不再是纯实验科学 D.未来化学的方向是经验化
(11分)恒温、恒压的条件下,将N2和H2按体积比1:3混合充入一密闭容器中,发生下列反应 N2 + 3 H2 2NH3,达平衡时,测得气体体积为起始气体体积的0.75倍,求:(1)平衡时N2的转化率;
(2)平衡时混合气体中NH3的体积分数;
(3)平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比.
(请写出计算过程)
(16分).联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。(1)已知:2NO2(g)N2O4(g),N2O4为无色气体。
① 在上述条件下反应能够自发进行,则反应的ΔH 0(填写“>”、“<”、“=”)
② 一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡,达到平衡状态的标志 。
A单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2 nmolNO2
B用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:1的状态
C混合气体的颜色不再改变的状态
D混合气体的密度不再改变的状态
E混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
③ 其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母)
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增大压强 D.升高温度
(2)25℃时,1molN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放612.5 kJ的热量。请写出该反应的热化学方程式: 。
(3) 17℃、1.01×105Pa,往10L密闭容器中充入NO2,达到平衡时,c(NO2)=0.2 mol·L-1,
c(N2O4)=0.16 mol·L-1。则反应初始时,充入NO2的物质的量为 ;NO2的转化率为 ;该温度下该反应的平衡常数K为 ;该温度下反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数K为 。
(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”)。