【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.CO可用于高炉炼铁,已知
Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol
则反应Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___________kJ/mol(用含a、b的代数式表示)
Ⅱ.光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。工业上常利用废气CO2通过反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) △H>0,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(pa)密闭容器中充入1 mol CO2与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
(1)①T℃时,在容器中若充入稀有气体,平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”,下同);若充入等体积的CO2和CO,平衡___________移动。
②CO体积分数为80%时,CO2的转化率为___________。
③已知:气体分压(p分)=气体总压×体积分数。T℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数Kp=___________(用含p总的代数式表示)。
(2)研究表明,温度、压强对反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H”中乙苯的平衡转化率影响如下图所示:
则△H___________0(填“>”“<”或“=”),压强p1、p2、p3从大到小的顺序是___________。
【答案】 正向 不 67% 0.5p总 > p1>p2>p3
【解析】
Ⅰ.根据盖斯定律△H3=(2△H1+△H2)/3;
Ⅱ. (1)①该反应正向气体分子数增大,恒温恒压时充入稀有气体相当于减压,平衡正向移动;T℃反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同,即浓度相等,恒压时充入等体积的CO2、CO,平衡不移动;
②列三行式计算平衡常数;
③类比K计算Kp;
(2)温度升高,乙苯的平衡转化率增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应;压强增大,乙苯的平衡转化率减小,则p1>p2>p3。
Ⅰ. ①Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol
②3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol
由盖斯定律[①×2+②]3得到Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g) △H3=
kJ/mol,
故答案为:;
Ⅱ. (1)①该反应正向气体分子数增大,恒温恒压时充入稀有气体相当于减压,平衡正向移动;由图像可知,T℃反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同(均为50%),即浓度相等,恒压时充入等体积的CO2、CO,平衡不移动;
故答案为:正向;不;
②设CO2的转化率为α,由已知列三段式得:
化学反应方程式:C(s)+CO2(g) 2CO(g)
起始量(mol) 1 0
转化量(mol) α 2α
平衡量(mol) 1-α 2α
根据题意列关系式:×100%=80%,解得:α=67%;
故答案为:67%;
③用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的表达式为Kp=,由图可得,T ℃时 CO 体积分数为 50%,分压为 50%×p总,CO2 体积分数为 1-50%=50%,分压为50%×p总,所以
=
=0.5p总;
故答案为:0.5p总;
(2)温度升高,乙苯的平衡转化率增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,该反应的△H >0;该反应的△n(气)>0,压强增大,乙苯的平衡转化率减小,则p1>p2>p3。
故答案为:>;p1>p2>p3。
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【题目】已知在25℃时,下列反应的平衡常数如下:
①N2(g)+O2(g)2NO(g) K1=1×10-30
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) K2=2×1081
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
下列说法正确的是
A.NO分解反应NO(g) N2(g)+
O2(g)的平衡常数为1×10-30
B.根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C.常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D.温度升高,上述三个反应的平衡常数均增大
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【题目】按下图所示装置进行实验,并回答下列问题:
(1)装置的名称:A池为_____________,B池为__________(填电解池、原电池)。
(2)石墨棒C1为________极,电极反应式为________________________________。石墨棒C2附近发生的实验现象_________________________________________________________。反应结束后,B池溶液的pH值________。(增大、减小、不变,忽略气体溶于水) 。
(3)当C2极析出2.24L气体(标准状况下),锌的质量________(增加或减少)________g。
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【题目】某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应的前后压强之比为5:4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( )
A. 该反应的化学平衡常数表达式是
B. 此时,B的平衡转化率是35%
C. 增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D. 增大C,B的平衡转化率不变
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【题目】Ⅰ某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下实验,实验装置如图所示。实验步骤如下:
①先连接如图所示的装置,检查好气密性,再加入试剂;
②加热A试管,待B试管中品红溶液褪色后,熄灭酒精灯;
③将Cu丝向上抽动离开液面。
(1)A试管中发生反应的化学方程式为__________。
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的实验现象是_____。
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将实验后的溶液分成两份,分别滴加氯水和氨水,均产生白色沉淀。写出其中SO2表现还原性的离子反应方程式为_____。
(4)下列对导管E作用的分析中正确的是__________。
A 加热过程中,可上下移动导管E,起搅拌作用
B 停止加热,试管内的压强减少,从导管E进入的空气可增大试管A内的压强,防止倒吸
C 停止反应,撤装置之前往导管E中通入空气,可排出装置内的SO2气体,防止其污染环境
II ClO2与Cl2的氧化性相近,可用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对ClO2的制备、除杂、吸收和释放等进行了研究。
(1)仪器B的名称是________。打开B的活塞,A中发生反应为:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加B中稀盐酸的速度宜______(填“快”或“慢”)。
(2)关闭B的活塞,ClO2在D中被某种稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液颜色不变,则装置C的作用是____。
(3)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为_____;在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则此时装置F的作用是_____。安装F中导管时,应选用图2中的____(填“a”或“b”)
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【题目】某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率):
分析图象,回答下列问题:
(1)在图象反应Ⅰ中,此正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,若p1>p2,则此反应的△S________0(填“>”或“<”),由此判断,此逆反应自发进行,必须满足的条件是____________.
(2)在图象反应Ⅱ中,T1_____T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应.
(3)在图象反应Ⅲ中,若T1<T2,则该反应_______(填“能”或“不能”)自发进行.
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【题目】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列判断正确的是
A. 原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B. Y元素的单质只能跟酸反应,不能跟碱反应
C. 最简单气态氢化物的热稳定性:W>Z
D. W元素的各种氧化物对应的水化物均为强酸
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【题目】在生产生活中氮及其化合物的应用和处理已引起广泛关注。
(1)合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ/mol,如下图所示,将6 mol N2和14 mol H2充入一容积可变的密闭容器中发生反应,反应开始时活塞的位置如图1所示,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示,下列表述能用来判断图2所示状态已达平衡的是________,则该条件下反应的平衡常数为________。
A.活塞不再移动 B.容器内气体压强不再改变
C.容器内气体密度不再改变 D.容器内气体的平均分子质量不再改变
(2)研究者通过探索,发现利用反向燃料电池可以在温和的条件下将电解水制氢与氮、氢反应制氨合并(即将电解产生的活性氢作为中间产物直接还原氮气),其工作原理示意图如下:写出阴极电极方程式________。
(3)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g),
①已知4NH3(g)+ 3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1 = -1269.0 kJ/mol;
N2(g)+ O2(g)2NO(g) ΔH2 = +180.8 kJ/mol
则反应4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g)的ΔH = ________。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应容器中反应10时测得NOx的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,请解释当反应温度高于380℃时NOx的去除率随温度升高先迅速下降后缓慢下降的原因________。
③请在下图中画出反应8min时NOx的去除率随温度变化的曲线。___
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