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某温度下,反应 CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g) 在 2.0 L 恒容密闭容器中进行。起始投入 1.0 mol CO 和 1.0 mol H₂O,达平衡时测得 H₂ 为 0.60 mol。求该温度下此反应的平衡常数 K。
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298 K 时,用氧化还原反应 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 组成原电池,已知标准电极电势 E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 V,E°(Zn²⁺/Zn) = −0.76 V,两电极均在标准态下工作。(1) 写出负极和正极的电极反应式;(2) 按规范书写该原电池的电池符号(注明电极电对及状态,注意负极在左);(3) 计算该电池的标准电动势 E°,并根据 E° 代数值大小判断 Cu²⁺ 与 Zn²⁺ 两种氧化型物质在标准态下氧化性的相对强弱。
298 K 时,水溶液中 Cu²⁺ 与配体 L 生成单核配合物,测得逐级累计稳定常数:[Cu(NH₃)₄]²⁺ 的 lgβ₁ = 13.32,[Cu(en)₂]²⁺(en = 乙二胺)的 lgβ₂ = 18.32。已知 2.303RT = 5.706 kJ/mol。(1)分别计算两种配合物的标准生成吉布斯自由能变 ΔG°;(2)计算由 [Cu(NH₃)₄]²⁺ 转化为 [Cu(en)₂]²⁺ 的 ΔG° 变化量;(3)指出该转化更易自发进行的主要原因(热力学因素),并说明其来源。
用氧化数法配平酸性介质中的氧化还原反应:MnO₄⁻ + C₂O₄²⁻ + H⁺ → Mn²⁺ + CO₂ + H₂O。请先确定锰和碳的氧化数变化,配平后写出完整离子方程式,并求出该方程式中所有物质化学计量数(含生成的 H₂O)之和。
在温度 T 下,密闭容器容积 1.0 L 中发生反应 N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g),达平衡时测得 c(N₂O₄)=0.40 mol/L,c(NO₂)=0.40 mol/L。(1) 求该温度下的平衡常数 Kc;(2) 保持温度不变,将容器体积压缩至 0.5 L,用勒夏特列原理判断平衡移动方向(指出向哪一方向移动);(3) 计算重新达平衡后 NO₂ 与 N₂O₄ 的浓度,并说明此时 Kc 是否改变。
常温下,某混合溶液中 c(Cl⁻)=0.010 mol/L,c(CrO₄²⁻)=0.0010 mol/L。已知 Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰,Ksp(Ag₂CrO₄)=1.1×10⁻¹²,Ksp(AgI)=8.5×10⁻¹⁷。向该混合溶液中逐滴加入 AgNO₃ 溶液(忽略体积变化)。(1)通过计算判断哪种沉淀先析出;(2)计算 Ag₂CrO₄ 开始沉淀时溶液中 c(Ag⁺);(3)计算此时溶液中残留的 c(Cl⁻);(4)向所得 AgCl 沉淀中加入足量 KI 溶液,能否使 AgCl 转化为 AgI?简述依据。
在某密闭容器中进行的反应 CO(g)+Cl₂(g)⇌COCl₂(g),温度恒为 500 K,达到平衡时各物质浓度分别为:c(CO)=0.2 mol/L,c(Cl₂)=0.1 mol/L,c(COCl₂)=0.4 mol/L(容器中还含少量不参与反应的固体催化剂)。求:(1) 该温度下的浓度平衡常数 Kc;(2) 用 Kp=Kc(RT)^Δn 计算 Kp,其中 R=8.314 kPa·L·mol⁻¹·K⁻¹,Kp 以 kPa⁻¹ 表示。
在某2.0 L刚性容器中,发生反应 N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)。某温度下达平衡时,测得容器内含 N₂O₄ 0.4 mol、NO₂ 0.8 mol。请:(1) 写出该反应的浓度平衡常数 Kc 的表达式并计算其值(注明单位);(2) 若此时温度为 373 K,利用 Kp=Kc(RT)^Δn 计算压力平衡常数 Kp(R=8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹,结果保留三位有效数字)。
某气体分子间相互作用可分解为取向力、诱导力和色散力三种贡献。实验测得某温度下 A、B 两种分子间范德华作用能中:取向力贡献为 6.0 kJ/mol,诱导力贡献为 2.0 kJ/mol,色散力贡献为 12.0 kJ/mol。(1)计算该分子间范德华作用能的总量;(2)求色散力占总作用能的分数,并以最简分数表示;(3)判断三种成分中贡献最大者,并说明范德华力属于短程力还是长程力(定性)。
某分子间相互作用的范德华力由色散力、诱导力和取向力三部分组成。已知某对分子间:色散力贡献为 8.6 kJ/mol,诱导力贡献为 1.2 kJ/mol,取向力贡献为 2.4 kJ/mol。(1)计算该分子间范德华作用能的总值;(2)计算色散力所占的百分比,并据此判断该分子间以哪种作用为主。
已知配离子 [Ni(CN)₄]²⁻ 与 [Ni(CO)₄] 的实测磁矩均约为 0 B.M.(即无未成对电子)。Ni 为 28 号元素。请依据配合物价键理论回答:(1) 写出 Ni²⁺(3d⁸)在 [Ni(CN)₄]²⁻ 中的中心离子杂化方式、杂化轨道类型(内轨或外轨)及该配离子的空间构型;(2) 写出 Ni 原子在 [Ni(CO)₄] 中的杂化方式、配合物的空间构型,并说明该配合物是否满足 18 电子规则。
在某恒定温度下,密闭容器中发生反应 N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g),平衡常数 Kc=0.16。2.0 L 容器中反应已达平衡,此时 c(NO₂)=0.20 mol/L,c(N₂O₄)=0.25 mol/L。现将体积瞬间压缩至 1.0 L(温度不变),请计算压缩后瞬间的浓度商 Qc,将其与 Kc 比较并判断平衡移动方向;同时说明此时平衡常数是否改变。
某温度 T 时,密闭容器中反应 PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g)+Cl₂(g) 达到平衡,各组分分压为:p(PCl₅)=100 kPa,p(PCl₃)=200 kPa,p(Cl₂)=200 kPa。回答下列问题:(1) 求该温度下的 Kp;(2) 保持温度不变,将容器体积压缩为原来的一半,通过计算 Qp 并与 Kp 比较,判断平衡移动方向;(3) 压缩后(重新达到平衡前)Kp 是否改变?(4) 若升高温度后测得 Kp 增大,判断正反应是吸热还是放热反应。
向含 Cl⁻ 和 CrO₄²⁻ 浓度均为 0.010 mol/L 的混合溶液中逐滴加入 AgNO₃ 溶液(忽略体积变化)。已知 Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰,Ksp(Ag₂CrO₄)=1.1×10⁻¹²。判断哪种离子先沉淀,并计算当 Ag₂CrO₄ 恰好开始生成时溶液中的 c(Ag⁺) 及此时残留的 c(Cl⁻),说明 Cl⁻ 是否已沉淀完全(一般认为 c<1.0×10⁻⁵ mol/L 为沉淀完全)。
恒温恒容密闭容器中发生反应 N₂(g)+3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g),达到平衡。分别单独进行如下操作,判断平衡移动方向,并说明标准平衡常数 K 是否改变:(1) 向容器中再充入一定量 H₂;(2) 将容器体积压缩为原来的一半;(3) 升高温度(已知正反应为放热反应);(4) 加入高效催化剂。
某杯芳烃主体分子M在水溶液中识别结合疏水性客体分子G,形成1:1包合物。实验测得在298 K、标准态下,结合过程的焓变ΔH=+6.0 kJ/mol,熵变ΔS=+60 J·mol⁻¹·K⁻¹。(1) 计算该结合过程的标准摩尔吉布斯自由能变ΔG°;(2) 结合ΔH与ΔS的符号,判断该分子识别过程的驱动力主要是焓驱动还是熵驱动,并说明该结果与疏水效应的何种典型特征相符。
氢键具有一定方向性:其静电吸引作用能可近似表示为 E = -C·cos²θ,其中 θ 为 X—H···Y 中 X—H 键与 X···Y 连线的夹角,C 为与具体分子对有关的正的常数。已知某体系中 C = 24 kJ/mol。(1)计算当水分子间氢键取线性构型(θ = 0°)时的作用能 E₁;(2)计算当 θ = 60° 时的作用能 E₂;(3)由 E₁ 与 E₂ 的大小关系,结合氢键的本质(静电吸引作用),说明氢键为何表现出方向性。
某金属离子在八面体配合物中测得其分裂能 Δo = 9000 cm⁻¹。已知同一金属离子与同一配体形成四面体配合物时,四面体场分裂能满足 Δt = (4/9)Δo。设未分裂时 d 轨道能级(重心)为零,四面体场中 e 轨道能量为 -0.6Δt,t₂ 轨道能量为 +0.4Δt。求:(1) 该四面体配合物的分裂能 Δt;(2) 四面体场中 e 轨道和 t₂ 轨道相对重心的能量(单位 cm⁻¹)。
在某恒定温度 500 K 下,于密闭容器中进行反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)。测得平衡时各物质浓度分别为:c(NH₃)=0.4 mol/L,c(N₂)=0.1 mol/L,c(H₂)=0.2 mol/L。(1)写出该反应的浓度平衡常数表达式并求 Kc;(2)已知 Kp=Kc(RT)^(Δn),其中 Δn 为气体生成物与反应物计量系数之差,R=8.314 J/(mol·K),求该温度下的压力平衡常数 Kp(保留三位有效数字)。
第二周期同核双原子分子中,由于 2s 与 2p 轨道能量差的不同,分子轨道能级顺序出现两种排布。请依据分子轨道理论回答:(1) 写出 N₂ 和 O₂ 基态的电子组态(价层,按能级从低到高列出各轨道电子数);(2) 指出两者成键轨道与反键轨道的占据情况有何差异;(3) 据此判断两者键级大小关系,并说明哪种分子具有顺磁性、其磁性来源是什么。