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第4讲 化学反应速率与化学平衡
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1.(2018全国Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为 。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
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其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 (填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
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答案 (1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2 ③大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 ④13.4 (3)AC
解题要领 (1)干燥的氯气与干燥的AgNO3之间发生氧化还原反应时,氯气作氧化剂,而AgNO3中Ag、N元素都处于最高价,所以被氧化的只能为氧元素,则得到的气体为氧气。
(2)①由盖斯定律可知,(第一个已知反应÷2)-(第二个已知反应)可得反应:
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2.(2017课标Ⅰ,节选)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1= %,反应平衡常数K= 。
(2)在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2 α1,该反应的ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是 (填标号)。
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
答案 (1)2.5 2.8×10-3 (2)> > (3)B
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起始/mol 0.4 0.1
转化/mol x x x x
平衡/mol (0.4-x) (0.1-x) x x
由题意可知,平衡后水的物质的量分数为0.02,
解题要领 (1)考查转化率和平衡常数,依据“三段式”解决。
设H2S转化了x mol,
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(3)增大反应物中一种物质的百分含量,其自身的转化率降低,而另外一种反应物的转化率增大,因此选B。加入COS时,平衡逆向移动,H2S的转化率减小;加入N2,平衡不移动,H2S的转化率不变。
(2)升高温度,平衡后水的物质的量分数增大,即平衡正向移动,则H2S的转化率增大。升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则正反应为吸热反应,ΔH>0。
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3.(2017全国Ⅲ,节选)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)画出砷的原子结构示意图 。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式: 。该反应需要在加压下进行,原因是 。
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①下列可判断反应达到平衡的
是 (填标号)。
a.溶液的pH不再变化
d.c(I-)=y mol·L-1
②tm时,v(正) v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v(逆) tn时v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),理由是 。
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