【题目】节能和减排建设友好型社会的必然选择。回答下列问题:
(1)已知在一定温度下,①C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1 平衡常数K2。
某反应的平衡常数表达式K3= ,请写出此反应的热化学方程式______________,K1、K2、K3之间的关系是_____________。
(2)将原料气按n(CO2)∶n(H2)=1∶4置于密闭容器中发生CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如下图所示:
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,达到平衡状态的是________。
a.混合气体密度不再改变 b.混合气体压强不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变 d.n(CO2)∶n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为P,该反应平衡常数Kp的计算表达式为______(不必化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)500℃时,CO与水反应生成CO2和H2,将其分离得到H2的过程示意图如下:
①阳极反应式是_______________________________________________。
②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理___________________。
【答案】C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH= (a+b) kJ·mol-1 K3= K1·K2 增大 bc 2H2O-4e-=O2+4H+ 阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使K2CO3溶液得以再生
【解析】
(1) 平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,平衡常数中,分子为生成物,分母为反应物和质量恒定律分析解题;根据平衡常数的表达式推断;
(2)①根据平衡线分析,温度降低,H2O的物质的量分数增大,则温度降低有利于反应正向进行;
②根据平衡状态的特征逐一分析判断,特别注意混合气体的密度为ρ=,混合气体的平均相对分子质量大小为;
③根据方程式计算平衡时各组分的分压,代入分压平衡常数表达式计算;
(3) CO2和H2用K2CO3溶液洗涤后,逸出H2,同时得到KHCO3溶液,再用惰性电极电解KHCO3溶液,阳极有H2生成,阴极有CO2和O2生成。
(1)某反应的平衡常数表达式K3=,则生成物为CO和H2,反应物有H2O,结合原子守恒可知,另一种反应物是C,且为固态,则此反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);已知:①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1平衡常数K1=,②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1平衡常数K2=,根据盖斯定律:①+②可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),则△H= (a+b) kJ·mol-1,故该反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH= (a+b) kJ·mol-1;K3==×=K1×K2;
(2)①根据平衡线分析,温度降低,H2O的物质的量分数增大,则温度降低有利于反应正向进行,所以该反应的平衡常数K随温度降低而增大;
②a.混合气体的密度为ρ=,反应前后,质量守恒,气体质量m不变,容器容积V不变,所以混合气体的密度始终不变,不能说明反应是否达到化学平衡,故错误;
b.反应前后气体分子数改变,压强变化,可以通过压强判断化学反应是否达到化学平衡,故b正确;
c.混合气体的平均相对分子质量大小为,反应前后m不变,n改变,可以通过混合气体的平均相对分子质量变化判断化学反应是否达到化学平衡,故c正确;
d.CO2和H2的物质的量之比取决于二者的出入量和化学反应计量,不能通过n(CO2):n(H2)=1:2说明化学反应是否达到化学平衡,故d错误;
故答案为bc;
③将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)反应,不妨取1molCO2和4molH2;
200℃达到平衡时H2O的物质的量分数为0.6,即=0.6,可得x=,所以平衡体系中,p(CO2)=0.6p,p(CH4)=0.3p,p(CO2)=0.02p,p(H2)=0.08p,则该反应平衡常数Kp的计算表达式为Kp==;
(3)①阳极发生氧化反应,电极反应式是2H2O-4e-=O2+4H+;
②将吸收池中的溶液电解,重新生成CO2,并产生O2,可以再生K2CO3,电解时H2O放电产生OH-,OH-与HCO3-反应生成CO32-,达到再生的目的,可以解释为:阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使K2CO3溶液得以再生。
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【题目】下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是:
A. 氮元素均被氧化
B. 工业合成氨属于人工固氮
C. 含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D. 碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
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【题目】双功能手性催化剂在药物合成中起到重要的作用。其中一种催化剂I的合成路线如下:
已知:R-NH2+
(1)A可与Na反应可生成H2,则A中的官能团名称是_________。
(2)下列关于A的说法中,正确的是_________。
a.与乙醇互为同系物
b.与B在一定条件下可发生缩聚反应
c.发生消去反应的试剂和条件是:NaOH的醇溶液、加热
(3)写出B→C的化学方程式:___________。
(4)D的结构简式是__________。
(5)E→F的反应类型是___________。
(6)已知:NH3+→H2N-CH2CH2OH,NH3和物质K发生反应可以制备试剂a,K的结构简式是__________。
(7)F与对苯二胺()在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品,该反应的化学方程式是___________。
(8)H的结构简式是___________。
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【题目】下列化学用语正确的是
A.(NH4)2 Fe(SO4)2 溶解于水:(NH4)2 Fe(SO4)2 2NH4+ + Fe2 + + 2SO42-
B.Al(OH)3在水中的电离:H+ + H2O+ AlO2-Al(OH)3 Al3 ++3OH-
C.H3PO4溶解于水:H3PO4 3H+ + PO43-
D.NaHSO3在水中的电离:HSO3- + H2O SO32-+ H3O+
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【题目】下列描述违背化学原理的是
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰,水的能量高
B.反应A(g)+3B(g) 2C(g)达平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移动,平衡常数K值增大
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,升高温度,反应速率加快
D.多元弱酸各步电离常数相互关系为K1K2K3
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【题目】在2 L恒容密闭容器中充入、,在一定条件下发生如下反应: ;CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.工业上,利用上述反应合成甲醇,温度越高越好
B.图象中X代表温度,
C.图象中P点代表的平衡常数K为
D.温度和容积不变,再充入、1 mol CO,达到平衡时CO的转化率减小
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【题目】香港城市大学支春义团队研发的Zn/富Co(Ⅲ)Co3O4电池(如图采用ZnSO4和CoSO4为电解质溶液,充放电过程中a极发生CoO与Co3O4之间的转化,从而很好地克服了之前碱性锌一钴电池的缺陷。下列说法错误的是
A.放电时,溶液中Co2+浓度不变
B.充电时,溶液中SO42-移向a极
C.充电时,外电路通过2moleˉ,理论上电解质溶液质量减少6g
D.若为碱性介质,会降低电极的可逆性
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【题目】(1)现有下列物质 ①NaCl晶体②液态SO2③冰醋酸④硫酸钡⑤铜⑥酒精(C2H5OH)⑦熔化的KCl⑧NaOH溶液⑨氯水⑩纯盐酸,请用以上物质回答下列问题。
属于强电解质且在上述状态下能导电的是____________;属于弱电解质的是_____________; 属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是______________。
(2)在密闭容器中,使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应:N2 (g)+3H2 (g)2NH3 (g) ΔH <0。
①达到平衡时, 充入N2并保持体积不变,平衡将______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
②达到平衡时,充入氩气(Ar)并保持体积不变,平衡将______移动(同上)。
③达到平衡时,充入氩气(Ar),并保持压强不变,平衡将______移动(同上)。
④达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡______移动(同上)。
⑤保持体积不变,升高温度时,混和气体的平均相对分子质量______,密度_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
⑥当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是______;N2和H2的转化率比是______。
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【题目】与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数,叫做电离常数(用K表示)。下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数:
酸 | 电离方程式 | 电离平衡常数K |
CH3COOH | CH3COOHCH3COO﹣+H+ | 2×10﹣5 |
HClO | HClOClO﹣+H+ | 3.0×10﹣8 |
H2CO3 | H2CO3H++HCO3﹣ HCO3﹣H++CO32﹣ | K1=4.4×10﹣7 K2=5.61×10﹣11 |
H3PO4 | H3PO4H++H2PO4﹣ H2PO4﹣H++HPO42﹣ HPO42﹣H++HPO43﹣ | K1=7.1×10﹣3 K2=6.3×10﹣8 K3=4.2×10﹣13 |
回答下列问题:
(1)若把CH3COOH、HClO、H2CO3、HCO3﹣、H3PO4、H2PO4﹣、HPO42﹣都看作是酸,则它们酸性最强的是_______(填化学式,下同),最弱的是________。
(2)向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳,发生的离子方程式为_______。
(3)求出该温度下,0.10molL﹣
(4)该温度下0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定增大的是____。
A.c(H+) B.c(H+)c(CH3COO﹣) C.c(H+)c(OH﹣) D.c(OH﹣)/c(H+)
(5)取等体积的pH均为a的醋酸和次氯酸两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液恰好中和,消耗的NaOH溶液的体积分别为V1,V2,则大小关系为:V1_____V2( 填“>”、“<”或“=”)。
(6)下列四种离子结合H+能力最强的是_______。
A.HCO3﹣ B.CO32﹣ C.ClO﹣ D.CH3COO﹣
(7)等物质的量的苛性钠分别用pH为2和3的醋酸溶液中和,设消耗醋酸溶液的体积依次为Va、Vb,则两者的关系正确的是(_________)
A.Va>10Vb B.Va<10Vb C.Vb <10 Va D.Vb>10Va
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