【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(g) △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.一定条件下,CO2和CO可以互相转化
(1)某温度下,在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
甲容器15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。此条件下该反应的平衡常数K=___。
(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图所示:
则△H___0(填“>”“<”或“=”),压强力p1、p2、p3从大到小的顺序是___。
【答案】 1.8 > p1>p2>p3
【解析】
Ⅰ. 根据盖斯定律进行计算;
Ⅱ(1)根据达到平衡时的转化率为,计算出平衡时、、CO、的物质的量浓度,进而计算出平衡常数K= ;
(2)根据定一议二的方法,根据平衡移动规律进行分析。
ⅠFe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=akJ/mol ①;3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2= bkJ/mol;根据盖斯定律可知:可得目标反应,故△H3= ;
故答案为:;
Ⅱ由于达到平衡时的转化率为,因此平衡时、、CO、的物质的量浓度分别为、、、,故平衡常数为K==;
故答案为:;
相同压强时,乙苯的转化率随着温度的升高而增大,因此正反应为吸热反应;又因正反应为气体分子数增大的反应,相同温度下,压强越大乙苯的平衡转化率越低因此,故压强关系为:;
故答案为:;。
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【题目】25℃时,向一定浓度的Na2X溶液中滴入盐酸,溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示。
已知:H2X是二元弱酸,Y表示 或 ,pY=﹣lgY.下列叙述不正确的是( )
A. 曲线n表示pH与p的变化关系
B. Ka2(H2X)=1.0×10﹣10.3
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH﹣)
D. 当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HX﹣)+2c(X2﹣)+c(Cl﹣)
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【题目】一定条件下,aL密闭容器中加入1molN2和3molH2发生N2+3H22NH3的反应,下列叙述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A.v(N2正)=2v(NH3正)
B.3v(H2正)=v(N2逆)
C.单位时间内有0.3molH2消耗的同时,生成0.2molNH3
D.单位时间内有1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂
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【题目】下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向0.1molL-1CH3COOH 溶液中加入少量水,溶液中减小
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【题目】G是一种治疗急慢性呼吸道感染的特效药中间体,其制备路线如图:
(1)化合物C中的含氧官能团是_____。
(2)A→B的反应类型是______。
(3)化合物F的分子式为C14H21NO3,写出F的结构简式______。
(4)从整个制备路线可知,反应B→C的目的是______。
(5)同时满足下列条件的B的同分异构体共有_______种。
①分子中含有苯环,能与NaHCO3溶液反应;
②能使FeCl3溶液显紫色
(6)根据已有知识并结合相关信息,完成以、CH3NO2为原料制备的合成路线图____(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
,其中第二步反应的方程式为_____。
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【题目】尿素[CO(NH2)2]是含氮量最高的氮肥。
(1)已知工业上合成尿素的反应分为 如下两步:
第1步:2NH3(1)+CO2(g)H2NCOONH4(1) ΔH1=-330.0kJmol-1
第2步:H2NCOONH4(1)H2O(1)+CO(NH2)2(1) ΔH2=+226.3kJmol-1
则下列各图能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是___(填字母编号)。
A. B.
C. D.
(2)一定条件下工业合成尿素的总反应:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g),t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.20molCO2和0.80molNH3,反应中CO2的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min | 0 | 40 | 70 | 80 | 100 |
n(CO2)/mol | 0.20 | 012 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
①前40min内v(NH3)=___,此温度下该反应的平衡常数为___。
②30min时v正(CO2)___80min时v逆(H2O)(选填“>”,“=”或“<”)。
③在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.10molCO2和0.40molNH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将___(填“增大”、“不变”或“减小”)。
④氨碳比[]对合成尿素有影响,恒温恒容条件下将总物质的量为3mol的NH3和CO2的混合气体按不同的氨碳比进行反应,结果如图1所示。ab线分别表示CO2或NH3的转化率变化,c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化[]=___时,尿素产量最大;经计算,图中y=___(精确到0.01)。
(3)工业生产中为提高尿素的产率可采取的措施有___。
(4)近期科学家发现微生物可将生产废水中的尿素直接转化为对环境友好的两种物质,其工作原理如图2所示。回答下列问题:
①N极为___板(填“正”或“负”),M电极反应式___。
②N极消耗标准状况下336L气体时,M极理论上处理的尿素的质量为___g。
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【题目】二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)以CO2与NH3为原料合成尿素[CO(NH2)2]的技术已十分成熟。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.47 kJmol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=+28.49kJmol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-88.0kJmol-1
则NH3和CO2合成尿素和气态水的热化学方程式为___。
(2)已知:工业上在120℃条件下利用NH3和CO2合成尿素。在恒温恒容条件下,下列能说明合成尿素反应达平衡的是___
A.NH3和CO2的比例保持不变
B.混合气体的压强不再发生变化
C.2v(NH3)(正)=v(CO2)(逆)
D.混合气体的密度不再改变
(3)氨碳比[]对合成尿素有重要影响。恒温恒容条件下,在一个2L的密闭容器中将总物质的量为nmol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,NH3的转化率变化如图所示;当[]=2时,平衡吋测得尿素的物质的量为1mol,则n=___。此温度下该反应的化学平衡常数K=___。
(4)研究人员设计出一种新型太阳能电池,能直接把CO2和H2O转化为CO、H2和O2,原理如图所示,该装置中能量转化方式为___,催化剂b表面的电极反应式为___。
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【题目】CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJmol-1和-726.5kJmol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJmol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJmol-1。
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=___kJmol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___(填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒温恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(绝热恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJmol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为___、___(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___。
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【题目】将过量的氯气通入含Fe2+、I-、Br-的溶液,溶液中四种粒子的物质的量的变化如图所示。已知b=a+5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且线段I和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法错误的是
A. 线段I表示I-的变化情况
B. a点时消耗Cl2的体积为134.4 L
C. 原溶液中n(Fe2+):n(Br-) =2:3
D. 线段Ⅳ表明氧化性:C12>HIO3
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