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16.红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:
4FeO+Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2?8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2△H<0
(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{8}(C{O}_{2})}{{c}^{7}({O}_{2})}$.
(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线.
由图1判断,反应进行至t2时,曲线发生变化的原因是对平衡体系降温,平衡正向移动,CO2浓度增大,O2浓度减小(用文字表达);
由图2判断,t2到t3的曲线变化的原因可能是b(填写序号).
a.升高温度     b.加了催化剂      c.通入O2      d.缩小容器体积

(3)工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
①已知该反应能自发进行,则下列(A-D)图象正确的是AC

②在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如图3所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是CD(填序号)
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率:v(CH3OH)=$\frac{{n}_{A}}{{t}_{A}}$mol•L-1•min-1
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.该反应为放热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时$\frac{n({H}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$增大
③在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为1-$\frac{a}{2}$.

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15.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4-(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在.Cr(OH)3 为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)某铬的化合物的化学式为Na3CrO8,其结构如图1所示,则Cr 的化合价为+5,该化合物中含有的化学键有离子键、共价键.  

(2)Cr3+与Al3+的化学性质相似,写出Cr(OH)3的电离方程式:H++CrO2-+H2O?Cr(OH)3?Cr3++3OH-
(3)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互转化.室温下,初始浓度为1.0mol•L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图2所示.
①根据A 点数据,计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014
②温度升高,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的△H小于0(填“大于”、“小于”或“等于”).
(4)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法.该法是向废水中加入FeSO4•7H2O,将Cr2O72-原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于Fe[FexCr2-x]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀.处理1molCr2O72-,需加入a mol FeSO4•7H2O,下列结论正确的是D.
A.x=0.5,a=8   B.x=0.5,a=10
C.x=1.5,a=8  D.x=1.5,a=10.
(5)+6 价铬的化合物毒性较大,常用将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O.

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14.日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料.
(1)如图1是CH4/H2O体系放氢焓变示意图:则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+123.8kJ•mol-1
(2)合成气(CO、H2)是一种用途相当广泛的化工基础原料,常被用来合成很多有机物,如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等.
①在压强为0.1MPa条件下,物质的量之比为1:3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.若容器体积不变,改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是D(填字母).
A.升高温度                                   B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入N2使体系总压强增大                    D.再充入1mol CO和3mol H2
②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”.一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3.其反应方程式为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的平衡常数表达式为$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})•c(C{O}_{2})}{{c}^{3}({H}_{2})•{c}^{3}(CO)}$.最近研究发现一种新型的催化剂(主要成分是Cu、Mn的合金)对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率.根据如图2判断,催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成.
③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g).一定温度下,向2L某容器中充入一定量的CH3OH,10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol,CH3OCH30.08mol,则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为0.008mol•L-1•s-1,相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH30.15mol、和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行(填“正反应”或“逆反应”).

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13.物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2?2(t-BuNO).
(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol•L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率(α)是65%.列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=2.4.
(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其转化率减小(填“增大”、“不变”或“减小”).
已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,若将反应溶剂正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始浓度相同,则它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于(填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率.
(3)实验测得该反应的△H=50.5 kJ•mol-1,活化能Ea=90.4 kJ•mol-1.下列能量关系图合理的是C

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12.900℃时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.40molX,发生反应:X(g)?Y(g)+Z(g)△H=akJ•mol-1,经一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见表:
时间/min010203040
n(X)/mol0.400.300.24n2n3
n(Y)/mol0.000.10n10.200.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在前10 min的平均速率为v(Z)=0.01mol•L-1•min-1
B.保持其他条件不变,降低温度,平衡时,c(X)=0.08mol•L-1,则a>0
C.恒压,其他条件不变,向容器中充入不参与反应的氮气作为稀释剂,X的转化率大于50.0%
D.保持其它条件不变,再向容器中充入0.10 mol Y和0.10 mol Z,达到平衡后,该反应的平衡常数为0.2

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11.可逆反应 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) (正反应为放热反应),将N2和H2按1:4的体积比进行混合,取0.5mol 该混合气体在一定条件下于容积固定的 2L密闭容器中发生反应,2min后,N2 的物质的量变为 0.08mol,反应持续一段时间后,达到平衡状态.当反应达到平衡时容器内的压强为反应前压强的0.88倍.求:
(1)2min 时,v(H2)=0.015 mol/(L•min)
(2)达到平衡后,混合气体中氨的物质的量为0.06 mol.
(3)平衡时H2的转化率为22.5%.
(4)工业上合成氨适宜条件是A、C、D
A.温度500℃
B.压强100MPa
C.铁触媒     
D.压强20MPa~50MPa.

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10.一定条件下存在反应:H2(g)+I2(g)?2HI(g)△H<0,现有三个相同的1 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol H2和1 mol I2(g),在Ⅱ中充入2 molHI(g),在Ⅲ中充入2 mol H2和2 mol I2(g),700℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是(  )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深
C.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
D.容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1

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9.综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义.
(1)利用H2和CO在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)(放热反应).对此反应进行如下研究:在恒温,体积为2L的密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H2,10min后达到平衡,测得含有0.4mol CH3OH(g).
①10min后达到平衡时CO的浓度为0.4mol/L;
②10min内用H2表示的平均反应速率为0.04mol/(L.min);
(2)利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯:
6H2+2CO2$\stackrel{催化剂}{?}$  CH2═CH2+4H2O为放热反应
①不同温度对CO2的转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示.
下列有关说法不正确的是a(填序号).
a.不同条件下反应,N点的速率最大
b.温度在约250℃时,催化剂的催化效率最高
c.相同条件下,乙烯的产量M点比N高
②若在密闭容器中充入体积比为 3:1的 H2和CO2,则图中M点时,产物CH2═CH2的体积分数为7.7%或0.077.(保留两位有效数字)

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8.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g).反应过程中测定的部分数据见表(表中t2>t1):
反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol
01.200.60
t10.80
t20.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在t1 min内的平均速率为v(H2)=$\frac{0.40}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20mol H2O(g),△H增大
D.温度升高至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应

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7.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示.

请回答:
(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是B(填选项字母).
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变
(2)反应进行到10min时,共吸收热量11.38kJ,则该反应的热化学方程式为:N2O4(g)?2NO2(g)△H=+56.9kJ/mol;
(3)计算该反应的平衡常数K=0.9(要求写出计算过程).
(4)反应进行到20min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9mol/L.
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1>w2(填“>”、“=”或“<”);
②请在图2中画出20min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”).

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同步练习册答案