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高考化学绝杀80题高考模拟篇---大题化学反应原理
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高考化学复习策略(供参考)
复习属于冲刺阶段,这段时间复习效果的好坏很大程度上决定着高考的成败。因此,第三轮复习也是最关键的一轮。这一阶段是发挥学生主观能动性、提高综合能力的重要阶段,如何在有限的时间里让化学成绩得到最大限度的提高,我们有以下几点建议:
一、回归课本。课本一直都是高考命题的蓝本。而且,经过二轮大量的习题练习之后,同学们会发现很多习题都可以溯源到课本,但是很多同学平时忙于做题,对课本上的基础知识已经遗忘。
二、重纠错反思。在教学中遇到过这样的学生,题目做了很多但是成绩却并没有提升,甚至偶尔还有后退现象。
三、做高考模拟题和真题。在冲刺阶段,要认真研究近几年的高考真题,熟悉高考的题型规律,分析命题思路、命题走向,把握高考考点,检查自己薄弱知识点及时复习巩固。同时还要根据答案分析答题要点,力求高考中作答精准、规范、全面。
四、单科限时训练和理综整体训练相结合。采用高考题型的化学限时训练,在这一过程中有针对性地研究各类题型的解题规律、解题技巧。
五、保持良好的心态。
总之,在高考复习的冲刺阶段,要科学地安排复习时间,运用有效的复习方法,在备考的最后关头对知识有全面、完整,准确的掌握,从而在高考中取得优异的成绩,实现自己的理想。
化学反应原理模拟篇
1.“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体。
(1)捕集处理后的CO是制取新型能源二甲醚(CH3OCH3)的原料,已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),△H1=-41.0kJ•mol-1,②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1,③CH3OCH2(g)+H2O(g)2CH3OH(g)△H3=+23.5kJ•mol-1,则反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH2(g)+H2O(g)的△H=______。
(2)采用NaClO2溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323K下,向足量碱性NaClO2溶液中通入含NO的烟气,充分反应后,溶液中离子浓度的分析结果如下表,依据表中数据,写出NaClO2溶液脱硝过程中发生的总反应的离子方程式:______。
离子
NO3-
NO2-
Cl-
c/(mol•L-1)
2.0×10-4
1.0×10-4
1.75×10-4
(3)已知973K时,SO2与NO2反应生成SO3和NO,混合气体经冷凝分离出的SO3可用于制备硫酸。
①973K时测得:NO2(g)NO(g)+1/2O2(g)K1=0.018;SO2(g)1/2+O2(g)⇌SO3(g)K3=20.则反应SO2(g)+NO2(g)O3(g)+NO(g)的K3=______。
②973K时,向体积为1L的恒容密闭容器中充入SO2、NO2各aml,平衡时SO2的转化率为______。
③恒压下SO2的分压p(SO2)随温度的变化如图所示。当温度升高时,SO2(g)+NO2(g)SO2(g)+NO(g)的化学平衡常数______(填“增大”或”减小”),判断理由是______。
(4)用纳米铁可去除污水中的NO3-,反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;相同温度下,纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异,下表中Ⅰ和Ⅱ产生差异的原因可能是______;Ⅱ中0~20mim内用NO3-表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1。
反应时间/min
0
10
20
30
40
Ⅰ
c(NO3-)/10-4mol•L-1
8
3.2
1.6
0.8
0.64
Ⅱ
c(NO3-)/10-4mol•L-1(含少量Cu2+)
8
0.48
0.32
0.32
0.32
2.NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=______。
(2)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2时,发生的反应为2NO2+2OH-N+N+H2O,反应中形成的化学键是____(填化学键的类型);用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为_________。
(3)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2):n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。部分实验结果如图所示:
①当容器内____(填标号)不再随时间的变化而改变时,可以判断反应达到了化学平衡状态。
a.气体的压强 b.气体的平均摩尔质量
c.气体的密度 d.NO2的体积分数
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是___________。
③若A点对应实验中,SO2(g)的起始浓度为c0 mol·L-1,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率v(NO2)=____mol·L-1·min-1。
④图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断:TC____(填“>”、“=”或“<”)TD。
3.硒(Se)是第四周期ⅥA族元素,是人体内不可或缺的微量元素,其氢化物H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的基础原料。
(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol−1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=b kJ·mol−1
反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反应热ΔH3=___________kJ·mol−1(用含a、b的代数式表示)。
(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2和lmolSe,发生反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)。
①下列情况可判断反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.气体的密度不变 b.v(H2)=v(H2Se)
c.气体的压强不变 d.气体的平均摩尔质量不变
②当反应达到平衡后,将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释_________________________________。
③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如下图所示:
则制备H2Se的最佳温度和压强为______________________。
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10−4,K2=5.0×10−11,则NaHSe溶液呈___________(填“酸性”或“碱性”),该溶液中的物料守恒关系式为____________________。
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如下图所示:
写出Pt电极上发生反应的电极反应式:_________________________________。
(5)H2Se在一定条件下可以制备CuSe,已知常温时CuSe的Ksp=7.9×10−49,CuS的Ksp=1.3×10−36,则反应CuS(s)+Se2−(aq)CuSe(s)+S2−(aq)的化学平衡常数K=________(保留2位有效数字)。
4.羰基硫(COS)与氢气或与水在催化剂作用下的反应如下:
Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol;
Ⅱ.COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。
回答下列问题:
(1)两个反应在热力学上趋势均不大,其原因是:________________。
(2)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的△H=_______。
(3)羰基硫、氢气、水蒸气共混体系初始投料比不变,提高羰基硫与水蒸气反应的选择性的关键因素是______。
(4)在充有催化剂的恒压密闭容器中只进行反应Ⅰ设起始充入的n(H2):n(COS)=m,相同时间内测得COS转化率与m和温度(T)的关系如图所示:
①m1______m2(填“”、“”或“”。
②温度高于T0,COS转化率减小的可能原因为:i有副应发生;ii______;iii______。
(5)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应Ⅱ.COS(g)与H2O(g)投料比分别为1:3和1:1,反应物的总物质的量相同时,COS(g)的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示:
①M点对应的平衡常数______Q点填“”、“”或“”;
②M点对应的平衡混合气中COS(g)物质的量分数为______;
③M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为______。
5.氮的氧化物既是空气的重要污染物,同时也是重要的化工原料。
(1)某化学课外小组查阅资料后得知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH=__________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率的是反应②,则反应①的活化能E1,与反应②的活化能E2的大小关系为E1________(填“>”“<”或“=”)E2。
(2)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=−57.0kJ·mol−1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
φ(NO2)
1.0
0.75
0.52
0.40
0.40
①0~20min内,v(N2O4)=________mol·L−1·min−1。
②上述反应中,v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为__________。改变温度至T1时k1=k2,则T1_____373K(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气脱硝技术。已知:6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(l) ΔH,向容积为2L的恒容密闭容器中,充入NO2和NH3的混合气体0.14mol充分反应。不同投料比时,NO2的平衡转化率与温度的关系如下图中曲线所示[投料比=n(NO2)/n(NH3)]。
①ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。
②x_____3∶4(填“>”“<”或“=”)。
③400 K时,反应的平衡常数为_____(填计算式即可)。
④投料比为3∶4时,Q点v逆(NH3)_____(填“>”“<”或“=”)P点v逆(NH3)。
6.火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx: CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3。
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3_____(填“>”、“<”或“=”)0。
②在一个恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为_____mol·L-1·min-1;该温度下,反应的平衡常数的值为_____(结果保留一位小数);第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)脱硫。
①有学者想利用如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。则导线中电子移动方向为_____(用“A→C”或“C→A”表示),A极的电极反应式为_____________。
②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成的硫酸铵和硝酸铵的混合物可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH<7,其原因用离子方程式表示为____________;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+)_____c(N)+c(OH-)。(填“>”、“=”或“<”)
7.NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ•mol﹣l
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393.5kJ•mol﹣l
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=﹣221kJ•mol﹣l
若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2).c2(CO2)/[c2(NO)c2(CO)],请写出此反应的热化学方程式______________________________________________________________。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________。
(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液,溶液显酸性的原因是_________________________________(用离子方程式表示),常温下向该溶液通入标准状况下VL氨气后溶液呈中性,则通入氨气的过程中水的电离平衡将_____(填“正向”“不”“逆向”)移动,通入标准状况下氨气的体积为_______________L(设通入氨气后溶液的体积不变,用含a的代数式表示,已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数为2.0×10-5)
(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是 ____________。
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为__________mg/(m3·s)。
③曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是____________。
8.游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量“活化”,则活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。
Ⅰ.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2 和 H2 通入到体积为0.5L的恒容容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示:(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=____________。
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是_________、________(填字母)。
A.加了催化剂
B.升高温度
C.增加NH3的物质的量
D.压缩体积
E.分离出氨气
(3)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________(填字母)。
A.容器中气体密度不变
B.容器中压强不变
C.3v(H2)正=2v(NH3)逆
D.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2
Ⅱ.催化转化为惰性氮 已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。
(4)在25℃,101KPa时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H1= -92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2= -571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3= +180kJ/mol
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式______________________________。
(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化CO与NOx反应生成N2。现向某密闭容器中充入等物质的量浓度的NO2和CO气体,维持恒温恒容,在催化剂作用下发生反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H<0,相关数据如下:
0min
5min
10min
15min
20min
c(NO2) /mol·L-1
2.0
1.7
1.56
1.5
1.5[来源:]
c(N2) /mol·L-1
0
0.15
0.22
0.25
0.25
计算此温度下的化学平衡常数K=______,
②实验室模拟电解法吸收NOx装置如图,(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验(a
9.C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+247kJ/mol
②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205kJ/mol
则CO2重整的热化学方程式为______。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2,将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断______(填“减小”、“不变”或“增大)。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂,此时溶液中c(SO32-)=0.2mol/L,则溶液中c(HSO3-)=______;
(3)催化还原法去除NO.一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理:4NH3+6NO5N2+6H2O.不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图1所示。
①随温度升高NO脱除率下降的原因是______;
②曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg•m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为______mg•m-3•s-1;
③曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是______。
(4)间接电化学法除NO.其原理如图2所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)______;
吸收池中除去NO的离子方程式为______。
10.C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。
(1)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s) △H=-272KJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+138kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:______________________。
(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1mol SO2,发生反应2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s)。若反应进行到20min时达平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前20min的反应速率v(CO)=_________,该温度下反应化学平衡常数K=__________。
(3)工业上可用NaC1O碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收SO2。
①为了提高吸收效率,常用Ni2O3作为催化剂。催化过程如图所示:
a.过程2的离子方程式_______________________________。
b.Ca(C1O)2也可用于脱硫,且脱硫效果比NaC1O更好,原因是________________。
②室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO4溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示,b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(SO32-)=__________。
(4)用食盐水做电解液电解烟气脱氮的原理如图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。如下图,电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响。
①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式___________________。
②溶液的pH对NO去除率影响的原因是______________________。
11.近段时间,全国范围内的雾霾天气严重影响了人们的身体健康,环境问题越来越受到人们的重视。汽车尾气中含有较多的NO和CO,两种气体均会使人体中毒。处理大气中的污染物,打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题
请回答下列问题
(1)一氧化碳、氢气既是重要的能源,也可以催化还原NO等消除污染,还可以在一定条件下制取CH3OH。
已知:①N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1;
②2H2(g)+ O 2(g)===2H2O(1) △H=-571.6kJ·mol-1;
③H2O(g)===H2O(1) △H=-44kJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:______________________。
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO和20molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。则该反应的△H___________0(填“>”或“<”)。若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时平衡常数K=___________,此时容器的体积为___________L。
(3)工业上采用加压条件下,在含冷却装置的吸收塔中,以去离子水为吸收剂吸收NO,得到40%的硝酸。原理如下:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-114 kJ/mol
3NO2(g)+H2O(l)2 HNO3(aq)+ NO(g) △H=-69 92 kJ/molo
采用降温操作的两个原因是_________________________________。
(4)利用电解原理也可以处理工厂烟气。如图为工业生产模拟装置。其中A、B为多孔电极(外接电源未画出),则A为___________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),电极反应式为______________________。Ⅹ溶液中溶质的成分为___________(填化学式)。
12.碳及其化合物在有机合成、能源开发等方面具有十分广泛的应用。
Ⅰ.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC—CHO)
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO3)2催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,此反应的化学方程式为_____________,该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点: ___________________。
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
①已知:2H2(g)+O2(g) ⇌2H2O(g) ΔH=-484 kJ/mol,化学平衡常数为K1。
OHC—CHO(g)+2H2(g) ⇌HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78 kJ/mol,化学平衡常数为K2。
则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) ⇌OHC—CHO(g)+2H2O(g)的ΔH=______。相同温度下,该反应的化学平衡常数K=_______(用含K1、K2的代数式表示)。
②当原料气中氧醇比为4∶3时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如下图所示。反应温度在450~495 ℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是____________、___________。
Ⅱ.副产物CO2的再利用
(3)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g) ⇌2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示,则下列说法正确的是______(填字母)。
A.550℃时,若充入氢气,则v正、v逆均减小,平衡不移动
B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25%
C.T℃时,若再充入等物质的量的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
已知:计算用平衡分压代替平衡浓度,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
13.科学家寻找高效催化剂,通过如下反应实现大气污染物转化:
(1)NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
时间(min)
0
5
10
15
20
25
c(NH3)/mol·L-1
1.00
0.36
0.12
0.08
0. 0072
0.0072
c(O2)/mol·L-1
2.00
1.20
0.90
0.85
0.84
0.84
①前10分钟内的平均速率v(NO)=___________________mol·L-1·min-1
②下列有关叙述中正确的是______________
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内气体的密度不变时,说明反应已达平衡
D.若该反应的平衡常数K值变大,在平衡移动过程中正反应速率先增大后减小
(2)氨催化氧化时会发生下述两个竞争反应I、II。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。
已知:反应I 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0
反应 II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g) △H<0
为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
②反应I的活化能Ea(正)________ Ea(逆) (填“小于”“等于”或“大于”)。
③520℃时,4NH3(g)+5O24NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=________________ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
④C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因_________________________。
(3)羟胺(NH2OH)的电子式_____________,羟胺是一种还原剂,可用作显像剂还原溴化银生成银单质和氮气,该反应的化学方程式为________________________________________。现用25.00mL0.049mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用,则在上述反应中,羟胺的氧化产物是________________________。
14.能源是人类共同关注的重要问题,甲烷是一种洁净的能源。
(1)甲烷不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
C—H
H—H
C≡O
O—H
键能/kJ·mol-1
413
436
1076
463
则△H1=___________kJ·mol-1
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2,在2L恒容密闭容器中,按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,
200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示
t/min
0
1
2
3
n(H2)/mol
6.0
3.4
2.0
2.0
①△H2___________0(填“>”“<”或“=”)
②下列说法正确的是___________(填字母序号)。
a.达平衡后往容器中充入稀有气体,压强增大,平衡向正反应方向移动
b.降低温度,该反应的平衡常数变大
C.容器内气体密度不变,反应达到最大限度
d.图中压强p1>p2
③200℃时,该反应的平衡常数K=___________。
(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。则此燃料电池工作时,通入甲烷的电极为___________极,其电极反应式为______________________,通入氧气的电极反应式为:___________。
15.CO、CO2是含碳元素的常见气体,也是参与碳循环的重要物质。
(1)利用煤化工中产生的CO和H2可制取甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验室中,在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH2通入容器中,分别恒温在300℃和500℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的物质的量(单位:mol)如下表所示:
10min
20min
30min
40min
50min
60min
300℃
0.40
0.60
0.75
0.84
0.90[来
0.90
500℃
0.60
0.75
0.78
0.80
0.80
0.80
①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃(填“>”、“=”或“<”)。
②在一定条件下,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______(填标号)。
A.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
③300℃时,前10min内,该反应的平均反应速率为v(H2)=_________mol/(L·min)。
④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________(填标号)。
A.充入CO气体B.升高温度
C.使用优质催化剂D.往容器中再充入1molCO和2molH2
⑤500℃时,保持反应体系的温度不变,60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4mol,反应将向____________________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)进行。再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/mol2。
(2)二氧化碳催化加氢也可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。在密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,在不同条件下发生反应,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如下图所示.
①二氧化碳合成甲醇正反应的△H______0(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②M、N两点时化学反应速率:v(N)______v(M)。
(3)一定条件下,向容积不变的某密闭容器中加入amolCO2和bmolH2发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值,则a与b的大小关系式是_________。
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。当乙酸的生成速率主要取决于温度时,其影响范围是_______________________。
16.我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ/mol
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) △H=-825.5 kJ/mol
则,(1)反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=____________。
(2)反应 Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡,则CO的平衡转化率=____________。
II.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= _________,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=___________。
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
则下列关系正确的是 ____________。
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2a1=a3
D.a1+a2 =1 E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向____________ (填“正”、“逆”)反应方向移动。
III.在一个密闭容器中,有一个左右可滑动隔板,两边分别进行可逆反应,各物质的物质的量分别如下:M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol,B的物质的量为x mol,当x在一定范围内变化,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应均达到平衡,且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后,测得M的转化率为75%,填写空白:
(1)达到平衡后,反应器左室气体总的物质的量为____________mol。
(2)若要使右室反应开始时V正>V逆,x的取值范围______________________。
(3)若要使右室反应开始时V正
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=-1632.4kJ·mol-1
②4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H2=akJ·mol-1
当反应温度过高时,NH3会发生氧化反应:③NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)、△H3=-902.0kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)有利于提高反应①中NO转化率(脱硝率)的条件是___________(填标号)。
A.高温低压 B.低温低压 C.低温高压 D.增大氨气浓度
(2)反应②中的a=___________。温度下,实验室在2L密闭容器中加入2 molNH3、3 molNO模拟反应②,达到平衡时测得脱硝率为60%,则平衡常数Ke=___________(只列出计算式,不必求出计算结果)。
(3)反应③中,常用的催化剂有Cr2O3和Fe2O3,Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示两种催化剂在反应③催化过程中的能量变化示意图合理的是___________(填字母序号)。
(4)下图为混合气中O2含量6%时,不同温度下脱硝率的变化曲线[其中氨氮摩尔比RNS=n(NH3)/n(NO)],由图可知:
(i)氨氮摩尔比对脱硝率的影响规律是______________________。
(ⅱ)温度在800-950℃变化时,脱硝率随温度升高而___________,但高于950℃后,脱硝率反而下降,一方面是由于平衡移动的影响,另一方面是由于___________。
18.氮的固定以及利用氨合成其他含氮化合物是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应
大气固氮
N2(g)+O2(g)2NO(g)
工业固氮
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
温度/℃
27
2 000
25
400
450
K
3.8×10-31
0.1
5×108
0.507
0.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于____________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因______________________________________。
③在500 ℃、2.02×107 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是___________(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系:___________。
(3)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生工业合成氨反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol。
①达平衡时,H2的转化率α1=_____________。
②已知平衡时,容器压强为8MPa,则平衡常数Kp=_________________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有______________(填字母)。
A.降低温度 B.最适合催化剂活性的适当高温 C.适当增大压强
D.减小压强 E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨
19.合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。
(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) ΔHⅠ(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2g某合金4min内吸收氢气240mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。反应的焓变ΔHⅠ________0(填“>”“<”或“=”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“=”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应,温度为T时,该反应的热化学方程式为________________。已知温度为T时:CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
20.研究氮及其化合物的性质在人类进步过程中具有极为重要的意义。
(1)肼(N2H4)与N2O4分别是火箭发射中最常用的燃料与氧化剂。已知2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 225 kJ·mol-1。几种化学键的键能数据如下:
化学键
N—H
N—N
N≡N
O—H
键能/(kJ·mol-1)
390
190
946
460
则1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是________。
(2)N2O4与NO2转化的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ·mol-1。
①将一定量的N2O4投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是________(填字母)。
a.v正(N2O4)=2v逆(NO2) b.体系颜色不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在一密闭容器中发生该反应,达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次达到平衡时,则混合气体的颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”),判断理由______________________________________。
③平衡常数K可用反应体系中气体物质平衡分压表示,即K表达式中平衡浓度可用平衡分压代替,分压=总压×物质的量分数[例如:p(NO2)=p总×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数K的表达式________(用p总、各气体物质的量分数x表示);影响K的因素为________。
(3)氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。在773 K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,限着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间(t)的关系如表所示:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下,若向同容积的另一容器中投入N2、H2、NH3,其浓度均为3 mol·L-1,则此时v正________________(填“大于”“小于”或“等于”)。
②由表中的实验数据可得到“c—t”的关系,如图1所示,表示c(N2)—t的曲线是________。在此温度下,若起始充入4 mol N2和12 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)—t的曲线上相应的点为________。
(4)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。电池正极的电极反应式是____________________,A是_______________________________。
21.氨是一种重要的化工原料,可以用来制备氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氢氰酸(HCN)。
(1)已知:Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol-1
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol-1
3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol-1
则反应3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol-1(用a、b、c、d表示)。
(2)肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。
已知ClO-水解的方程式为:ClO-+H2 O=HClO+OH-。常温下,该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol·L-1,则1.0mol· L -1NaCIO溶液的pH=________。
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O
①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是________(填“温度”或“压强”)。
②其他条件一定,向2L密闭容器中加人 n mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min,该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为________mol·L-1·min-1;平衡常数:K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)
③工业上用电解法处理含氰电镀废水(pH=10)的装置如图所示。
阳极产生的氯气与碱性溶液反应生成ClO-,ClO-将CN-氧化的离子方程式为:_____CN-+ _____ClO-+ ________====_____CO32-+_____N2↑+________+________若电解处理2 mol CN-,则阴极产生气体的体积(标准状况下)为________L。
22.全国平板玻璃生产企业大气污染物年排放总量逐年增加,对氮氧化物(NOx)排放的控制与监测已刻不容缓。回答下列问题:
(1)平板玻璃熔窑烟气中的NOx以温度型氮氧化物为主。其中NO在空气中容易被一种三原子气体单质氧化剂和光化学作用氧化成NO2,该氧化剂的分子式为_________。
(2)用CH4催化还原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1,2NO2(g)+N2(g)4NO(g) ΔH=+293 kJ·mol-1,则反应CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________kJ·mol-1。
(3)800℃时,在刚性反应器中以投料比为1:1的NO(g)与O2(g)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,NO(g)完全反应]。
t/min
0
40
80
160
260
700
∞
p/kPa
33.2
28.6
27.1
26.3
25.9
25.2
22.3
①NO(g)与O2(g)合成的反应速率v=4.2×10-2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min-1),t=52 min时,测得体系中p(O2)=11.4 kPa,则此时的p(NO)=_________kPa,v=_________kPa·min-1(计算结果保留1位小数)。
②若升高反应温度至900℃,则NO(g)与O2(g)完全反应后体系压强p∞(900℃)_________(填“大于”“等于”或“小于”)22.3kPa,原因是___________________________________。
③800℃时,反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=_________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位小数)。
(4)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),科研工作者提出如下反应历程:
第一步:2NO(g)N2O2(g) 快速平衡
第二步:N2O2+O2(g)2NO2(g) 慢反应
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.反应的中间产物为N2O2
C.第二步中N2O2与O2的碰撞全部有效 D.第二步反应活化能较低
23.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___________________________。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________________。
(3)如图表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:________________。
24.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2 和NO过程中的能量变化示意图,请写出NO2 和CO反应的热化学方程式 _______________________________________。
(2)在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2[来源:Zxxk.Com]
0.5
[来源:]
请回答下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1_________K2(填”>”“=“或”<”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________(填序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2 b.3v正(N2)= v逆(H2)
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数K为______。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3 mol • L−1、2 mol • L−1、1 mol • L−1时,则该反应的v正(N2)____v逆(N2)(填”>”“=“或”<”)。
(3)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol−1),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图像如图。
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=______mol·L−1·min−1。
②图示的温度T1______T2(填写“>”、“<”或“=”)。
(4)以甲烷为燃料的新型电池的成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。
①B电极的反应式为_____________________________________。
②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L−1的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗甲烷的体积为_________(标准状况)。
25.Ⅰ、研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义
(1)已知:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH= —Q1 kJ·mol-1 ;2NO(g) + O2(g)2NO2(g) ΔH= —Q2kJ·mol-1则反应NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) 的ΔH= _________________kJ·mol-1。
(2)上述反应达化学平衡的标志是_________________。
A.混合气体的总质量保持不变
B.混合气体的总压强保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变[来源:ZXXK]
D.混合气体的颜色保持不变
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示,该反应ΔH _______0(填“>”或“ <”),理由__________________________________。
Ⅱ、甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
①:CH4 ( g ) + H2O ( g ) =CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ·mol-1
②:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g ) △H=—129.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为_____________。
②100℃时反应I的平衡常数为___________________。
26.【乐山市2018届第二次调查研究考试】甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2 和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
III.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-49.53kJ/mol
某些物质的标准生成热
物质
CO
CO2
H2
CH3OH(g)
标准生成热(kJ/mol)
-110.52
-393.51
0
-201.25
回答下列问题:
(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可以用来计算化学反应热。化学反应热:ΔH=生成物标准生成热总和一反应物标准生成热总和。计算 △H1=_____kJ/mol。
(2)在一容积可变的密团容器中,1molCO与2 mol H2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1,CO在不同温度下的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。
①a、b两点的反应速率:v(a)___v(b)(填“>”、“<”或“=” )
②T1____T2(填“>”、“<"或“=”),原因是___________________________。
③在c点条件下,下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_____(填代号)。
a.H2的消耗速率是CH3OH 生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
④计算图中a点的平衡常数Kp____(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)合成甲醇尾气中CO的浓度常用电化学气敏传感器进行测量,其中CO传感器可用下图简单表示,则阳极发生的电极反应为_________。
27.【2018年成都七中高考模拟考试】近几年我国大面积发生雾霾天气,2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、氮氧化物等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。
(1) 用CaSO4代替O2与燃料CO反应,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,既可提高燃烧效率,又能得到较纯的CO2,以便于被处理。反应①为主反应,反应②和③为副反应。
ⅰ.CaSO4(s)+4CO(g)==CaS(s)+4CO2(g) ΔH1=-189.2 kJ·mol-1
ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)==CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
ⅲ.CO(g)== C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)==CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=_________________
(2)已知由CO生成CO2的化学方程式为CO+O2CO2+O。其正反应速率为
v正=K正·c(CO) ·c(O2),逆反应速率为v逆=K逆·c(CO2) ·c(O),K正、K逆为速率常数。在2500 K下,K正=1.21×105 L·s-1·mol-1,K逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为________(保留小数点后一位小数)。
(3)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min)
浓度(mol·L-1)
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①0~10 min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________________________________;
②30 min后只改变某一条件,反应达新平衡,根据上表数据判断改变的条件可能是____(选填字母);
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3,则Q_____0 (填“>”、“=”或“<”)。
(4)利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极室排出的溶液吸收NO2。与电源b极连接的电极的电极反应式为____________________________________。
(5)NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下,等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,分析可能的原因________________________。
28.【西南大学附属中学校2018届高三3月考】降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,已引起了全世界的普遍重视
(1)CO2加氢合成DME(二甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。
①2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g) △H= -122.4kJ·mol-1[来源:]
某温度下,将2.0 mol CO2(g) 和6.0 mol H2(g)充入容积为2 L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中 CH3OCH3(g) 的物质分数变化情况如图所示,则P1_______P2(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、P1,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3,则K1________K3,T1、P1时H2的平衡转化率为______________。
②在恒容密闭容器里按体积比为1∶3充入二氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列能说明平衡一定向逆反应方向移动的是______(填序号)。
A.反应物的浓度增大 B.混合气体的密度减小
C.正反应速率小于逆反应速率 D.氢气的转化率减小
(2)将一定量的CO2气体通入氢氧化钠的溶液中,向所得溶液中边滴加稀盐酸边振荡至过量、产生的气体与加入盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。请回答:当加入HCl 的物质的量为1 mol时,溶液中所含溶质的化学式__________,a点溶液中各离子浓度由大到小的关系式为____________________________________。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp = 2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若混合前Na2CO3溶液的浓度为2×10-4 mol·L-1,则生成沉淀加入CaCl2溶液的最小浓度为___________ mol·L-1。
29.【云南省红河州2018届高三复习统一检测】碳及其化合物在能源和材料方面具有广泛的用途,回答下列问题:
(1)已知CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) =-607.31kJ/mol
2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) =-566.0kJ/mol
写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式________________。
(2)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 。
在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。则:
①压强P2_____P1(填 “>”或“<”);原因
________________________________________________________________________________。
②压强为P1时,在Y点:v(逆)_______v(正)(填“>”、“<”或“=”)。
③求X点对应温度下的该反应的平衡常数K=____________。(计算结果保留两位小数)
(3)CO可以合成二甲醚,CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0,二甲醚可以作为燃料电池的原料。利用此燃料电池以石墨为电极电解1L,0.5mol/L的CuSO4溶液,导线通过0.1mol电子时,假设溶液体积不变,则所得溶液pH=______________,标况下理论上产生O2_______________L(保留小数点后两位)。
30.【山东省七校联合体2018届高三第二次联考】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能符合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 =—aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2=—bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式________。
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1[来
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。
温度(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
综合选项
543
Cu/ZnO纳米棒材料
12.3
42.3
A
543
Cu/ZnO纳米片材料
11.9
72.7
B
553
Cu/ZnO纳米棒材料
15.3
39.1
C
553
Cu/ZnO纳米片材料
12.0
70.6
D
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
31.【漳州市2018届高三考前模拟】科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。
Ⅰ.CO2可用FeO 吸收获得H2。
i. 6FeO(s) +CO2(g)=2Fe3O4(s) +C(s) △Hl =-76.0 kJ·mol-1
ⅱ. C(s) +2H2O(g)=CO2(g) +2H2(g) △H2 = +113.4 kJ·mol-1
(1)3FeO(s) +H2O(g)= Fe3O4(s) +H2(g) △H3 =_________。
(2)在反应i中,每放出38.0 kJ热量,有______g FeO被氧化。
Ⅱ.CO2可用来生产燃料甲醇。
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(3)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________________ mol·(L·min) -1。
(4)氢气的转化率=________________________。
(5)该反应的平衡常数为__________________________ (保留小数点后2位)。
(6)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.再充入1 mol H2 D.将H2O(g)从体系中分离出去
(7)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“=”)。
III.CO2可用碱溶液吸收获得相应的原料。
利用100 mL 3 mol·L—1NaOH溶液吸收4.48 LCO2(标准状况),得到吸收液。
(8)该吸收液中离子浓度的大小排序为___________________。将该吸收液蒸干,灼烧至恒重,所得固体的成分是_________(填化学式)。
32.【江西师大附中2018届高三年级测试(最后一卷)】甲烷是天然气的主要成分,是一种重要的清洁能源和化工原料。
(1)用煤制天然气时会发生多个反应,通过多种途径生成CH4。
已知:C(s)+2H2(g)CH4 △H=-73kJ/mol
2CO(g)C(s)+CO2(g) △H=-171kJ/mol
CO(g)+3H(g)CH4(g)+H2O(g) △H=-203kJ/mol。
写出CO与H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式_________________。
(2)天然气中含有H2S杂质,某科研小组用氨水吸收得到NH4HS溶液,已知
T℃k(NH3·H2O)=1.74×10-5;k1(H2S)=1.07×10-7,k2(H2S)=1.74×10-13,NH4HS溶液中所含粒子浓度大小关系正确的是_______。
A. c(NH4+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+) B. c(HS-)>c(NH4+)>(S2-)>c(H+)
C. c(NH4+)>c(HS-)>c(H2S)>c(H+) D. c(HS-)>c(S2-)>c(H+)>c(OH-)
(3)工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
①一定温度时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中,加入lnmolCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应,5min后达平衡,生成0.2molCO,用H2表示该反应的速率为_________。此反应的平衡常数为_____ (结果保留到小数点后三位)。
②下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_________。
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1molCH4的同时消耗3molH2
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率V(CH4):V(H2O)v(CO):v(H2)=1:1:1:3
(4)甲醇水蒸气重整制氢反应:CH3OH(g)+H2O(g)==CO2(g)+3H2(g) △H=+49kJ/mol。某温度下,将[n(H2O):n(CH3OH)]=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为______。
(5)如图所示,直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。请写出电池工作时的负极反应式:__________________。
33.【四川省双流中学2018届高三考前第二次模拟】氮的固定意义重大,氮肥的大面积使用提高了粮食产量。
(1)目前人工固氮有效且有意义的方法是_______________(用一个化学方程式表示)。
(2)自然界发生的一个固氮反应是N2(B)+O2(g) 2NO(g),已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ·mol-1、498kJ·mol-1、 632kJ·mol-1,则该反应的△H=____kJ·mol-1。
(3)恒压100 kPa时,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1,反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。
①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率,则 ____________点对应的压强最大。
②恒压100 kPa、25 ℃时,2NO2(g) N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为
______________,列式计算平衡常数Kp=____________。(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)室温下,用往射器吸入一定量NO2气体,将针头插入胶塞密封,然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定,此时手握针筒有热感,继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察,气体颜色逐渐__________(填“变深”或“变浅”),原因是________________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]
34.【庆市綦江中学2018届高三高考适应性考试】氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H
(1)已知破坏1mol共价键需要的能量如表所示
H-H
N-H
N-N
N≡N
435.5kJ
390.8kJ
163kJ
945.8kJ
则△H=__________。
(2)在恒温、恒压容器中,按体积比1:3加入N2和H2进行合成氨反应,达到平衡后,再向容器中充入适量氨气,达到新平衡时,c(H2)将__________(填“增大”、“减小”、或“不变”,后同);若在恒温、恒容条件下c(N2)/c(NH3)将________。
(3)在不同温度、压强和使用相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol 时,平衡混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的顺序是_______,原因是___________________。
②若在250℃、p1条件下,反应达到平衡时的容器体积为1L,则该条件下合成氨的平衡常数K=____(结果保留两位小数)。
(4)H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是_____(填序号)
①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2 ②混合气体的密度保持不变
③NH3的体积分数保持不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1
(5)科学家发现,N2和H2组成的原电池合成氨与工业合成氨相比具有效率高,条件易达到等优点。其装置如图所示、写出该原电池的电极反应:________________、_____________,若N2来自于空气,当电极B到A间通过2molH+时理论上需要标况下空气的体积为_________(结果保留两位小数)。
35.【遵义航天高级中学2018届高三第十一次模拟】硝酸是一种重要的化工原料,工业上采用氨的催化氧化法制备硝酸。
(1) 已知反应N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g)为放热反应,在恒容容器中能说明该反应达到平衡状态的是(_______)
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:2:3
B. v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(2)理论上,为了增大平衡时的转化率,可采取的措施是_____________ (要求答出两点)
⑶合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下表,则400℃时,测得某时刻氮气、氢气、氨气的物质的量浓度分别为1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1时,此时刻该反应正反应速率_____ 逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)
温度/℃
200
300
400
K
1.0
0.86
0.5
(4)消除硝酸工厂尾气的一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物,已知:
① CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △ H=-890.3 kJ·mol-1
② N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △ H=-67.0 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为
___________________________________________
(5)在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成____沉淀(填化学式),当两种沉淀共存时,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_________(已知25 ℃时
Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
36.【西安市长安区2018届高三教学质量检测】氨气及含氮化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答:
(1)已知:(i)氢气的燃烧热为286.0 kJ·mol-1
(ii)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O (l) ΔH=- 1530.6 kJ·mol-1。
合成氨反应的热化学方程式为_____________________________。
(2)恒温恒容条件下,起始按物质的量之比为1∶1向密闭容器中充入N2(g)和H2(g),发生合成氨的反应。达平衡后,N2(g)的体积分数为_______________;然后只降低温度,N2(g)的体积分数会_________(填选项字母)。
A.增大 B.减小 C.不变 D.不能判断
(3)T℃时,CO2(g)和NH3(g)合成尿素的原理为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(1)。在2 L恒容密闭容器中,通入1.2 mol NH3(g)和0.6 mol CO2(g),2 min时反应恰好达到平衡,测得c(NH3)=0.2 mol·L-1。
①0~2min内,用NH3表示的反应速率υ(NH3)=___________;反应的平衡常数K=____________。
②若其他条件不变,2 min时将容器体积迅速压缩到1L,在3 min时重新达到平衡,请在图1中画出2~3 min内c(NH3)随时间(t)变化的曲线关系图。
(4)碱性氨气燃料电池的装置如图2 所示,写出负极的电极反应式____________________。当电路中每通过3.6 mol e-,则需要标况下空气的体积________________L。
37.【吉林省实验中学2018届高三下学期第十次模拟】研究NO2、NO、CO、NO2ˉ等污染物的处理,对环境保护有重要的意义。
(1)①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-234.00kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)NO(g) △H2=-89.75 kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H3=-112.30kJ·mol-1
若NO2气体和CO气体反应生成无污染气体,其热化学方程式为__________________。
(2)某温度下,向10L密闭容器中分别充入0.1 molNO2和0.2 molCO,发生反应:
2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),经10min反应达到平衡,容器的压强变为原来的
①0~10min内,CO的平均反应速率v(CO)=___________;
②若容器中观察到____________________________,可判断该反应达到平衡状态;
③为增大污染物处理效率,起始最佳投料比为________;
④平衡后,仅将CO、CO2气体浓度分别增加一倍,则平衡________(填“右移”或“左移”或“不移动”)。
(3)在高效催化剂作用下可用NH3还原NO2进行污染物处理。
①相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成氮气的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是________[用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应的活化能]。
②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图b。试说明图中曲线先增大后减小的原因____________________________________________________(假设该温度范围内催化剂的催化效率相同)。
(4)有人设想在含有NO2ˉ的酸性污水中加入填充有铝粉的多孔活性炭颗粒进行水的净化。试结合电极反应说明多孔活性炭的主要作用_________________________________。
38.【淄博市2018届高三第二次模拟】(1)在一定条件下:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),在两个均为2L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO,CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。
①R点平衡常数K=__________________。
②氢碳比X_________2.0(填“>”或“<”或“=”),判断的理由是______________。
③下列能提高CO平衡转化率的措施有_________。
A.使用高效催化剂 B.通入He气体使体系的压强增大
C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度
(2)已知:反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H<0
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H<0
氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I和Ⅱ。为分析该催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,反应关系如图,该催化剂在高温时选择反应_________(填“I”或“II”)。520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______(只需列出数字计算式)。
(3)以连二硫酸根(S2O42-)为介质,使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
①阴极区的电极反应式为___________。
②NO吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3mol e-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为___________mL。
39.【山东省师范大学附属中学2018届高三第十一次模拟】硫的氧化物是形成酸雨的罪魁祸首,含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答下列问题:
Ⅰ.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2。
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH+Ca2++2OH-+SO===CaSO3↓+2NH3·H2O。
(1)已知:25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b。该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=__________(用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:ⅰ.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
ⅱ.2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1
(2)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g) 、H2(g)的热化学方程式为_______________。
若该反应在绝热、恒容体系中进行,达到平衡的标志___________。
A.氢氧键的断裂速率等于氢氢键的断裂速率
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D. H2O(g) 与H2(g)的体积比保持不变
(3)反应ⅱ的正反应的活化能E________(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(4)在一定压强下,发生反应ⅱ。平衡时,α(SO2) (二氧化硫的转化率)与原料气投料比[]和温度(T)的关系如图所示。
①α(H2):M________(填“>”“<”或“=”)N。
②逆反应速率:M________(填“>”“<”或“=”)Q。
(5)T ℃,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol CO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g),发生反应ⅰ和反应ⅱ。5 min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应ⅱ的平衡常数K=________。
②其他条件不变,6 min时缩小容器容积。α(SO2)__________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为_____________________________________________________________。
40.【吉林省吉大附中2018届高三第四次模拟】李克强总理在《2018年国务院政府工作报告》中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”因此,研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15min) NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n (NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是___________。(填“a”或“b”)
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=_______________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将_________移动。(填“向左”、“向右”或“不”)
③15min时,若改变外界反应条件,导致n (NO)发生图中所示变化,则改变的条件可能是
_______________________________________________ (任答一条即可)。
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II. N2H4(g)+H2(g) =2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式:____________________。
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为:_____________________________。
③目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如下图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是_________________________________________。
(3)利用电解装置也可进行烟气处理,如图可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-,阳极的电极反应式为____________________________;物质A是______________ (填化学式)。
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