【题目】已知H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g),该反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示, 已知:ICl中氯为-1价,碘为+1价。下列有关说法正确的是
A.反应①为吸热反应
B.反应①和②均是同种元素间发生的氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能有关
D.HI(g)+ICl(g) I2(g)+HCl(g) △H=-218 kJ/mol
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【题目】用NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.常温下,0.5L 1.0 mol·L-1Na2SO4溶液中含有的氧原子数为2NA
B.标况下,11.2 L H2O所含电子数为5NA
C.2.4 g镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
D.常温常压下,32g氧气和臭氧的混合物中所含氧原子总数为2NA
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【题目】地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是Haber—Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N* ;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*NH*;NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*;
脱附:NH3*NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
请回答:
(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为______
(2)实际生产中,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中N2过量的理由________。
(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是____________。
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(4)已知反应:N2(g)+
H2(g)NH3(g)标准平衡常数
,其中
为标准压强(1×105Pa),
、
和
为各组分的平衡分压,如:
=
,p为平衡总压,
为平衡系统中NH3的物质的量分数。
若N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为,则
=_________(用含
的最简式表示)。
(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:
①阴极生成氨的电极反应式为__________。
②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:___________________。
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【题目】Persi等人以LiTi2O4作负极,LiFePO4作正极,采用LiClO4-EC-PC-PVdF凝胶作电解质溶液,组成新型锂离子二次电池,电池隔板只允许Li+通过,该锂离子二次电池的结构示意图如图,下列说法不正确的是
A.若正、负极材料质量相等,当外电路转移1 mol e-时,两极质量差为14g
B.放电时,LiFePO4电极的电势低于LiTi2O4的电势
C.放电时,电解质溶液中的Li+向LiFePO4一极移动
D.充电时,LiFePO4电极接电源的正极,发生氧化反应
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【题目】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:①2CH3OH(1)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g)ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1
③H2O(g)= H2O(1) ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl _______P2;A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的由大到小的顺序为__________。(填“<”、“>”“=”)
②100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室,如果5min达到平衡时CH4的转化率为0.5,则v(H2)=________________100℃时该反应的平衡常数K =_________。反应达到平衡的标志是:_____________。
A.容器内气体密度恒定
B.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
C.容器的压强恒定
D.3v正(CH4)= v逆(H2)
③为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有________(填编号)。
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入CH4气体 D.使用合适的催化剂
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【题目】CS2是一种常见溶剂,还可用于生产人造粘胶纤维等。回答下列问题:
(1)CS2与酸性KMnO4溶液反应,产物为CO2和硫酸盐,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为__________(MnO4-被还原为Mn2+)。
(2)甲烷硫磺法制取CS:的反应为CH4(g)+2S2(g)CS2(g)+2H2S(g) △H
①在恒温恒容密闭容器中进行该反应时,能说明该反应已达到平衡状态的是_________(填字母)。
A.v正(S2)=2v逆(CS2)
B.容器内气体的密度不再随时间变化
C.容器内气体的总压强不再随时间变化
D.单位时间内断裂C-H键数目与断裂H-S键数目相等
②已知下列键能数据:
共价键 | C-H | S=S | C=S | H-S |
键能/ | 411 | 425 | 573 | 363 |
该反应的△H=_________kJ·mol-1。
(3)在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1,发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。0.1MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:
①该反应△H_________(填“>”或“<”)0。
②M点对应温度下,H2S的平衡转化率为_________,为提高H2S的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是___________________________(列举一条)。
③N点,平衡分压p(CS2)=_________MPa,对应温度下,该反应的Kp=_________(MPa)2。(Kp为以分压表示的平衡常数)
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【题目】一定条件下,体积为5L的密闭容器中,0.5molX和0.5molY进行反应:
2X(g)+Y(g)2Z(g),经60s达到平衡,生成0.2molZ。下列说法正确的是:
A. 将容器体积变为10L,Z的平衡浓度变为原来的
B. 在该温度下,该反应的平衡常数K=0.011
C. 达到平衡时,容器内气体的压强是原来的90%
D. 若降低温度,X的体积分数增大,则该反应的△H<0
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【题目】温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
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【题目】将相同质量的镁条分别在①氧气、②空气、③氮气、④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序( )
A.③<②<①=④B.④=①=②=③
C.③<②<①<④D.③<①<②<④
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