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2015-08-13
21.(6分)(2011秋?射阳县校级期末)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热.已知:0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652kJ的热量.
(1)反应的热化学方程式为 N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol ;
(2)又已知H2O(l)=H2O(g);△H=+44kJ/mol,则16g液态肼和液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 408.815kJ ;
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量的热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是 产物无污染 .
考点: 热化学方程式.版权所有 专题: 化学反应中的能量变化. 分析: (1)反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,根据0.4mol液态肼放出的热量,计算1mol液态肼放出的热量,进而写出热化学方程式;
(2)结合上述写出的热化学方程式和谁转化的热化学方程式,根据盖斯定律合并写出生成液态水时的热化学方程式进行计算;
(3)依据反应N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)的产物是氮气和水分析该反应的优点. 解答: 解:(1)反应方程式为:N2H4+2H2O2═N2+4H2O,0.4mol液态肼放出256.652KJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为=641.63kJ,
所以反应的热化学方程式为:N2H4(g)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol,
故答案为:N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol;
(2)①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol;
②H2O(g)=H2O(l)△H=﹣44kJ/mol;
依据盖斯定律①+②×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l);△H=﹣817.63kJ/mol;
热化学方程式中32g全部反应放热817.63kJ,16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量为:817.63kJ×=408.815kJ,
故答案为:408.815kJ;
(3)还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,除释放大量热量和快速产生大量气体外,还有很突出的优点是,产物为氮气和水,清洁无污染,
故答案为:产物无污染. 点评: 本题考查了热化学方程式的书写、有关反应热的计算,题目难度中等,注意盖斯定律的应用,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
22.(6分)(2015秋?江西校级月考)如图表示在密闭容器中反应:2SO2+O2?2SO3+Q达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,a b过程中改变的条件可能是 升温 ;b c过程中改变的条件可能是 减小生成物浓度 ; 若增大压强时,反应速度变化情况画在c~d处.
考点: 化学平衡的影响因素.版权所有 分析: 根据影响化学反应速率和化学平衡的条件可作判断;根据压强对化学反应速率的影响可画出相关的图. 解答: 解:根据图可知,在a时刻,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,即平衡逆向移动,因为反应的△H<0,根据影响化学反应速率和化学平衡的条件可知,a~b过程中改变的条件可能是升温;在b时刻,正反应速率不变,逆反应速率减小,且正反应速率大于逆反应速率,即平衡正向移动,根据影响化学反应速率和化学平衡的条件可知,b~c过程中改变的条件可能是减小生成物C的浓度;在b~c过程后,若增大压强,正逆反应速率都会增大,由于该反应为体积缩小的反应,所以平衡正向移动,根据压强对化学反应速率的影响可画出相关的图为:;
故答案为:升温;减小生成物的浓度; . 点评: 本题考查了根据图象判断影响反应速率和化学平衡移动的外界因素等知识,难度不大,在看图二时要注间线的起点和正逆反应速率的相对大小,进而判断平衡移动方向.
23.(10分)(2013秋?会宁县校级期中)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用 CO2,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 0.225 mol/(L?min);
(2)氢气的转化率= 75% ;
(3)该反应的平衡常数为 5.33 (保留小数点后2位);
(4)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 CD .
A.升高温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出去
D.再充入1mol H2
(5)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1 < c2的关系(填“>”、“<”或“=”).
考点: 物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算.版权所有 专题: 化学平衡专题. 分析: (1)根据v=计算;
(2)根据氢气的平衡浓度判断转化的物质的量,进而可计算转化率;
(3)根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算;
(4)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动;
(5)恒容密闭容器、反应后整个体系的压强比之前来说减小了,加入氢气虽然正向移动,但是CO2(g)浓度较小、CH3OH(g) 浓度增大、H2O(g)浓度增大,且平衡常数不变. 解答: 解:(1)利用三段式解题法计算
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)==0.225 mol?L﹣1?min﹣1,
故答案为:0.225;
(2)氢气的转化率==75%,
故答案为:75%;
(3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则k===5.33,
故答案为:5.33;
(4)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;
B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故D错误.故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;
D.再充入1mol H2,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确.
故答案为:CD;
(5)若是恒容密闭容器、反应后整个体系的压强比之前来说减小了,加入氢气虽然正向移动,平衡移动的结果是减弱这种改变,而不能消除这种改变,即虽然平衡正向移动,氢气的物质的量在增加后的基础上减小,但是CO2(g)浓度较小、CH3OH(g) 浓度增大、H2O(g)浓度增大,且平衡常数不变达到平衡时H2的物质的量浓度与加氢气之前相比一定增大,故c1
24.(10分)(2015春?中山校级期中)在一定体积的密闭容器中,进行反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g).其平衡常数K和温度T的关系如表所示:
T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
(2)该反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)
(3)能判断该反应达化学平衡状态的依据是 BC
A:容器中压强不变 B:混合气体中c(CO)不变
C:V(H2)正=V(H2O)逆 D:c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O)试判断此时的温度 830℃
(5)在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2) 为2mol/L,c(H2)为1.5mol/L,c(CO) 为1mol/L,c(H2O)为3mol/L,则此时刻反应向 逆向 (填“正向”或“逆向”)进行.
考点: 化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断.版权所有 专题: 化学平衡专题. 分析: (1)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
(2)根据温度升高,平衡常数变大来分析;
(3)利用平衡的特征“等”和“定”来分析;
(4)根据浓度和平衡常数来计算平衡常数,从而确定温度;
(5)根据800℃时,与K比较判断反应方向,如果>K,则反应向逆反应方向移动,如果=K,则反应达到平衡状态,如果
故答案为:;
(2)由温度升高,平衡常数变大可知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,
故答案为:吸热;
(3)A.该反应为气体的物质的量不变的反应,则容器中压强始终不变,不能作为判定平衡的方法,故A错误;
B.混合气体中c(CO)不变,则达到化学平衡,故B正确;
C.V(H2)正=V(H2O)逆,则对于氢气来说正逆反应速率相等,则达到平衡,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO),该反应不一定达到平衡,浓度关系取决于反应物的起始量和转化率,故D错误;
故答案为:BC;
(4)c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O)时,平衡常数K=1,则该温度为830℃,
故答案为:830.
(5)==1>K,所以化学平衡向逆反应方向移动,
故答案为:逆向. 点评: 本题考查化学平衡的计算,明确平衡常数的计算方法及平衡常数与反应方程式的关系、平衡的判定等即可解答,题目难度不大.
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