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文檔簡介
題型〃以速率、平衡為中心的原理綜合題石油化工生產(chǎn)中,利用裂解反應(yīng)可以獲得重要化工原料乙烯、丙烯。一定條件下,正丁烷裂解的主反應(yīng)如下:反應(yīng)口。4斗0仗)催化劑CH4(g)+CH3CH===CH2(g)AH】;反應(yīng)口CqH^g)催化劑C2H6(g)+CH2===CH2(g)AH2;回答下列問題:(1)正丁烷、乙烷和乙烯的燃燒熱分別為0kJ?mol-1、Q2kJ?mol-1、Q3kJ?mol-1,反應(yīng)□的AH2=。(2)一定溫度下,向容積為5L的密閉容器中通入正丁烷,反應(yīng)時間(/)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)9)數(shù)據(jù)如下:t/min0a2a3a4ap/MPa57.28.48.88.8MPa?min-1?!踉摐囟认拢⊥榈钠胶廪D(zhuǎn)化率a=;反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)分壓的變化表示,即v=Ap/At,前2MPa?min-1。21□若平衡時甲烷、乙烯的體積分?jǐn)?shù)分別為訂、4,則該溫度下反應(yīng)□的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K=MPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓二總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留三位有效數(shù)字)。□若反應(yīng)在恒溫、恒壓條件進(jìn)行,平衡后反應(yīng)容器的體積8.8L(填“>”“<”或“=”)?!鯇嶋H生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)高于640K后,乙烯和丙烯的產(chǎn)率隨溫度升高增加幅度減小,可能的原因是(任寫1條)。⑶一種丁烷燃料電池工作原理如圖所示。il汀烷H.O.CO,□A電極上發(fā)生的是反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)?!鯇懗鯞電極的電極反應(yīng)式:。解析(l)DC4Hio(g)+6.502(g)===4CC2(g)+5H20(l)AH=—Q]kJ?mol-1□。2也仗)+3?502仗)===282仗)+3日20(1)AH=—Q2kJ?mo1-1CH2===CH,(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(1)AH=—Q3kJ?mo1-1—□—□得:C4HM催化劑C2H6(g)+CH2===CH2(g)AH2TQ2+Q3—Q1)kj?mo1-1;口設(shè)該溫度下,正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率a平衡時,5(1—a)+5a+5a=8.8,a=0.76;前2amin內(nèi)壓強(qiáng)從5MPa增大到8.4MPa,即前2amin內(nèi)正丁烷的Ap=3.4MPa,根據(jù)匕、=廠(正丁烷)Ap/At=(8.4MPa—5MPa)/2amin=1FaMPa?min—1;□反應(yīng)口C4H10(g)催化劑CH4(g)+CH3CH===CH^(g),平衡時,若平衡時甲烷、乙烯的2121體積分?jǐn)?shù)分別為U、4,則丙烯和乙烷的體積分?jǐn)?shù)分別為JJ、4,正丁烷為1—2/11—2/11—1/4228.8x1jx8.8xjj—1/4=3/22,K=3——=2.13;□反應(yīng)為體積變大的反應(yīng),若反應(yīng)在恒溫、恒壓條件8-8x22進(jìn)行,平衡后反應(yīng)容器的體積變大,故體積大于&8L;□高于640K后,乙烯和丙烯的產(chǎn)率隨溫度升高增加幅度減小,可能的原因是:催化劑活性降低(或反應(yīng)物濃度降低等);(3)A電極上氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng);B電極上正丁烷被氧化,電極反應(yīng)式為:C4H10+13O2——26e-===4CO2+5H20。反應(yīng)反應(yīng)b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)反應(yīng)反應(yīng)b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)答案(1)(0+03—01)kJ?mol-1口76%1.7/a口2.13□>□催化劑活性降低(或反應(yīng)物濃度降低等)口還原^04^0+1302——26e—===4CO2+5H2O(2019?陜西省高三下學(xué)期第一次模擬,27)口.硫和氮的氧化物直接排放會引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題,請回答下列問題:下列環(huán)境問題主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引發(fā)的是。A.全球變暖B.酸雨C.水體富營養(yǎng)化(水華)D.白色污染SO2的排放主要來自于煤的燃燒。常用石灰石脫硫,其產(chǎn)物可以做建筑材料。已知:CaCO3(s)===Cq(g)+CaO(s)AH=+178.2kJ/molSO2(g)+CaO(s)===CaSO3(s)AH=—402kJ/mol2CaSO3(s)+O2(g)===2CaSO4(s)AH=—234.2kJ/mol寫出石灰石脫硫的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。□.NOx的排放主要來自于汽車尾氣,包含NO2和NO,有人提出用活性炭對NO*進(jìn)行吸附,發(fā)生反應(yīng)如下:反應(yīng)a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)AH=—34.0kJ/molAH=—64.2kJ/mol對于反應(yīng)a,在T1□時,借助傳感器測得反應(yīng)在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下:'時間(min)濃度(mol?LT)、、一、01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.360?10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=,當(dāng)升高反應(yīng)溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(選填“增大”、“減小”或“不變”)。30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡;根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是(填字母)。A.加入一定量的活性炭B.通入一定量的NOC適當(dāng)縮小容器的體積D.加入合適的催化劑某實驗室模擬反應(yīng)b,在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體,維持溫度為t2□,如圖為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)b經(jīng)過相同時間no2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)變化的示意圖。請從動力學(xué)角度分析,1050kPa前,反應(yīng)b中NO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因在1100kPa時,NO2的體積分?jǐn)?shù)為用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp);在T2口、p21.1x106Pa時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
(計算表達(dá)式表示);已知:氣體分壓9)=氣體總壓9”體積分?jǐn)?shù)。分總解析(1)硫氧化物和氮氧化物的排放引發(fā)酸雨、光化學(xué)煙霧等;A.全球變暖是二氧化碳,A錯誤;B?硫氧化物和氮氧化物的排放引發(fā)硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,B正確;C.水體富營養(yǎng)化(水華)是磷元素過量排放,C錯誤;D?白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品造成,D錯誤;故合理選項是B;已知:DCaCOs(s)===Cq(g)+CaO(s)AH=+178.2kJ/mol□SO2(g)+CaO(s)===CaSO3(s)AH=—402kJ/mol□2CaSO3(s)+O2(g)===2CaSO4(s)AH=—234.2kJ/mol根據(jù)蓋斯定律,將(□+D)x2+□,整理可得:得到石灰石脫硫的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSq(s)+2CO2(g)AH=—681.8kJ/mol;(3)DC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)AH=—34.0kJ/mol,圖表數(shù)據(jù)得到0?10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=A^」00mol/L0J0]8mol/L=0.042mol/(L?min),由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,故化學(xué)平衡常數(shù)減??;口30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析,平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大,依據(jù)平衡常數(shù)計算K=c平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大,依據(jù)平衡常數(shù)計算K=c(N2)?c(CO2)
c2(NO)0.36x0.3690.482=16,平衡常數(shù)會隨溫度變化,而平衡常數(shù)不變說明改變的條件一定不是溫度;依據(jù)數(shù)據(jù)分析,氮氣濃度增大,二氧化碳和一氧化氮濃度增大,反應(yīng)前后氣體體積不變,所以可能是減小容器體積后加入一定量一氧化氮;A.加入一定量的活性炭,炭是固體物質(zhì),對化學(xué)平衡無影響,平衡不移動,A錯誤;B.通入一定量的NO,新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大,B正確;C?適當(dāng)縮小容器的體積,反應(yīng)前后體積不變,平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大,C正確;D?加入合適的催化劑,催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能使化學(xué)平衡移動,D錯誤;故合理選項是BC;(4)1050KPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),增大壓強(qiáng),物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,NO2轉(zhuǎn)化率提高,在1100kPa時二氧化氮轉(zhuǎn)化率40%,結(jié)合三段法計算列式得到;設(shè)通入二氧化氮2mol,
2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)起始量200變化量2x40%=0.80.40.8平衡量1.20.40.8NO2的體積分?jǐn)?shù)=]2+04+08燈00%=50%;(5)在1100kPa時二氧化氮轉(zhuǎn)化率40%,結(jié)合三段法計算列式得到;設(shè)通入二氧化氮1mol.Kp=(0Kp=(0^X1.1X106)2X(°|x1.1x106)(°|x1.1x106)2(0.4°.2、(P)2x1.1x106Pa。2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)起始量100變化量1x40%=0.40.20.4平衡量0.60.20.4氣體總物質(zhì)的量=1.2mol,答案(1)B(2)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSq(s)+2CO2(g)AH=-681.8kJ/mol(3)00.042mol/(L?min)減小DBC(4)1050kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),隨著壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,NO2轉(zhuǎn)化率提高50%,0.4.02A.1(1.2)2x1.2亠(3)2x6(5)06X1.1X106或,1——X1.1X106Pa(正)24工業(yè)上利用合成氣(CO、co2和h2)來生產(chǎn)甲醇,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。溫度/口化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)500700800
500700800□.2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)人耳K2.50.340.15□.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)AH2K1.01.702.52□.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH3K⑴若合成氣為h2和co2,發(fā)生反應(yīng)口??谟蒆2(g)和co2(g)合成CH3OH(g)的AH3=。(用AH]、些表示)nCHOH□下列措施能使反應(yīng)□的平衡體系中n醫(yī)增大的是(填字母)。將水蒸氣從體系中分離出去恒壓時充入氦氣C?升高溫度D.恒容時再充入一定量CO2□500□測得反應(yīng)□在10min時,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為2mol?L-1、1.0mol?L-1、0.6mol?L-1、0.6mol?L-1,則此時v(填“>”“=”或“<”?。從開正逆始到該時刻,用H2表示反應(yīng)的平均速率為v(H2)=。(2)用合成氣H2(2)用合成氣H2、CO和CO2生產(chǎn)甲醇。當(dāng)-nH2CO+nCO2=a時,體系中CO平衡轉(zhuǎn)化率[a(CO)]與溫度和壓強(qiáng)關(guān)系的一些散點如圖1所示。520K、壓強(qiáng)為p時,a(CO)處于C點。O.ft50.750O.ft50.750一砧"TJ..l/G'r;tM.111111T1?;r1-一幷―JT1-TrrriIlLll|[|+也"5-i1111□若保持溫度不變,增大壓強(qiáng),則可能是圖中的點(填字母,下同)。0I().2"啟<).4H(e0I().2"啟<).4H(e_)/.mol圖3nCH3OH
nCO2小,故B錯誤;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,nCH3OH
nCO2比值減小,故C錯誤;□若保持壓強(qiáng)不變,升高溫度,則可能是圖中的點。利用甲醇燃料電池進(jìn)行電解的裝置如圖2,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時間后斷開K,此時A、B兩極上生成等物質(zhì)的量的氣體。lOOinL]mol-L1FcUL』和FcCI?.CuSO.,?^液UIOml」昆合液乙丙圖2□乙中B電極為(填“陰極”或“陽極”),該電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為口丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量(”)與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量[〃(e-)]變化關(guān)系如圖3,則圖中c線表示的是(填離子符號)的變化。答案(1)DAH]+A鴿DAD□>0.18mol?L-jmin-1DDDI(3)D陰極2.24LDCu2+解析(1)D反應(yīng)D.2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)AH],反應(yīng)D.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)AH2,根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)D+反應(yīng)□得反應(yīng)口:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ah3=ah1+ah2o□結(jié)合反應(yīng)□+□得到反應(yīng)□,可得500□時,平衡常數(shù)K3=K1^K2=2.5x1.0=2.5,700□時平衡常數(shù)K3=K]K2=0.34x1.70=0.578,溫度升高平衡常數(shù)減小,說明反應(yīng)為放熱反應(yīng),3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH3VO。將H2O(g)從體系中分離出去,平衡正向移動,nchOH比值增大,故A正確;恒壓時充入He(g),平衡逆向移動,于盲比值減nchOH恒容時再充入一定量CO2,平衡正向移動,nCO比值增大,故D正確?!跗胶獬?shù)是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積,結(jié)合反應(yīng)
□+□得到反應(yīng)口,500□時,可得平衡常數(shù)K3=K1^K2=2.5^1.0=2.5,測得反應(yīng)□在10min時,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為2mol?L-1、1.0mol?L-1、0.6mol?L-1、0.6mol?L06x06一-1,Qc=23X10=0.045<K=2.5,則此時v正>卩逆;從開始到該時刻,用H2O表示反應(yīng)的平均亠亠、「亠亠、「0.6mol?L-1速率為v(H2O)=10口迅=0.06mol?L-jmin-1,用H2表示反應(yīng)的平均速率為v(H2)=3v(H2O)=3x0.06mol?L—jmin—1=0.18mol?L-「min-1。□上述反應(yīng)□反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變,口、□反應(yīng)后物質(zhì)的量減少,則保持溫度不變,增大壓強(qiáng),反應(yīng)口、□平衡正向移動,導(dǎo)致□的平衡也正向移動,CO平衡轉(zhuǎn)化率M(CO)]增大,可能變成圖中的D點?!醴磻?yīng)□的K隨溫度升高而減小,說明升高溫度,平衡逆向移動;反應(yīng)□的K隨溫度升高而增大,說明升高溫度,平衡正向移動;保持壓強(qiáng)不變,升高溫度,反應(yīng)□平衡逆向移動,反應(yīng)□平衡正向移動,導(dǎo)致CO平衡轉(zhuǎn)化率[a(CO)]減小,可能變成圖中的I點。口在燃料電池中通入燃料的為負(fù)極,通入氧氣的為正極,則B電極為電解池的陰極,銅離子得電子生成銅,電極反應(yīng)為:Cu2++2e-===Cu,工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,說明銅離子全部放電后溶液中氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)為2H++2e-===HJ,設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為x,溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1mol,電極反應(yīng)為:Cu2++2e-===Cu,0.1mol0.2mol2H++2e-===HJ,2xxA電極為陽極,溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應(yīng)為:4OH-—4e-===2Hp+O2f,4xx根據(jù)得失電子守恒,0.2mol+2x=4x,解得x=0.1mol,乙中A極析出的氧氣或B極析出的氫氣物質(zhì)的量為0.1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L?!醺鶕?jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化,可知,銅離子從無增多,鐵離子物質(zhì)的量減小,亞鐵離子增加,a為Fe3+,b為Fe2+,c為Cu2+。甲醛(HCHO)俗稱蟻醛,是一種重要的有機(jī)原料?!?利用甲醇(CH3OH)制備甲醛脫氫法:CH3OH(g)===HCHO(g)+H2(g)AH]=+92.09kJ?mol-1氧化法:CH3OH(g)+|o2(g)===HCHO(g)+H2O(g)AH2已知:2H2(g)+O2(g)===2H^O(g)AH3=—483.64kJ?mol-1,則AH2=與脫氫法相比,氧化法在熱力學(xué)上趨勢較大,其原因為TOC\o"1-5"\h\z(3)圖1為甲醇制備甲醛反應(yīng)的lgK(K為平衡常數(shù))隨溫度⑺的變化曲線。曲線(填a”或“b”)對應(yīng)脫氫法,判斷依據(jù)為?!?甲醛的用途將甲醛水溶液與氨水混合蒸發(fā)可制得烏洛托品(結(jié)構(gòu)簡式如圖2),該物質(zhì)在醫(yī)藥等工業(yè)中有廣泛用途。若原料完全反應(yīng)生成烏洛托品,則甲醛與氨的物質(zhì)的量之比為。將甲醛水溶液與硫酸鎳(NiSO4)混合,可用于化學(xué)鍍鎳。若反應(yīng)過程中有CO2產(chǎn)生,則TOC\o"1-5"\h\z該反應(yīng)的離子方程式為?!?甲醛的檢測室內(nèi)甲醛超標(biāo)會危害人體健康,通過傳感器可以監(jiān)測空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖3所示,則b極的電極反應(yīng)式為,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4x10—4mol電子時,傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的HCHO為mg。答案(1)—149.73kJ?mol-1脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢較大b脫氫吸熱3022Ni2++HCHO+H2O===2Ni+CO2T+4H+O2+4e—+4H+===2H2O3AH+2AH解析(1)根據(jù)蓋斯定律,—2AH1+2AH2=AH3,則有AH=二丄=—149.73kJ?mol-1。脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢較大。脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大,故曲線b對應(yīng)脫氫法。每個烏洛托品分子中含有6個C原子,4個N原子,根據(jù)原子守恒可知,要形成1個烏洛托品分子,需要6個甲醛分子、4個氨氣分子,則需要甲醛和氨氣的分子個數(shù)之比為604,即302。分子數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,所以甲醛與氨的物質(zhì)的量之比為302。將甲醛水溶液與硫酸鎳(NiSO4)混合,可用于化學(xué)鍍鎳,則甲醛與硫酸鎳發(fā)生氧化還原反應(yīng),析出Ni單質(zhì),甲醛被氧化為CO2,Ni元素化合價由+2價降低到0價,甲醛中C元素由0價升高到+4價,NiSO4與HCHO的系數(shù)比為201,根據(jù)化合價升降守恒配平得離子方程式為:2Ni2++HCHO+H2O===2Ni+CO2f+4H+。
負(fù)極的電極反HCHO轉(zhuǎn)化為CO2,C元素由0價升高到+4價,失去電子,被氧化,所以a為電池負(fù)負(fù)極的電極反極,b為正極。酸性環(huán)境下,O2作正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+===2耳0應(yīng)為HCHO—4e-+H20===CO2f+4H+,每反應(yīng)1molHCHO轉(zhuǎn)移4mol電子,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4x10—4mol電子時,參加反應(yīng)的HCHO為1x10—4mol,質(zhì)量=30g?mol-ix1x10—4mol=3x10—3g=3mg?!?已知:mNaHCOs(s)===Na^(aq)+HCO—(aq)AH=+18.81kJ?mo1-1□Na2CO3(s)===2Na^(aq)+CO2—(aq)AH=—16.44kJ?mol—1□2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)AH=+92.34kJ?mol□2NaHCO3(s)請回答:資料顯示,NaHCO3固體加熱到100□發(fā)生分解,但是加熱NaHCO3溶液不到80□就有大量CO2氣體放出,用反應(yīng)熱角度說明原因NaHCO3溶液中主要存在2種化學(xué)平衡:a.HCO—+H2OH2CO3+OH-,b.2HCO—CO2—+H2O+CO2o根據(jù)理論計算0.10mol?L-1NaHCO3溶液中2個反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1所示(不考慮相互影響):圖L反應(yīng)u10(150.0W1.D4.02.0圖L反應(yīng)u10(150.0W1.D4.02.0hi.I.hi(0,0.15)1LIU鎰度代1413s1211mol?L□計算25口0.10mol?L-iNaHCO3溶液中CO2與H2COmol?L□加熱烝干NaHCO3溶液最后得到的固體是?!?5□時0.10mol?L-1的NaHCO3溶液的pH=8.3,加熱到4min時溶液沸騰,后保溫到7min。已知常溫下Na2CO3溶液濃度和pH的關(guān)系如下表(忽略溫度對K的影響):
c/mol?L-1飽和0.200.100.010pH12.111.811.511.10.001010.6請在圖2中作出NaHCO3溶液的pH隨時間變化的曲線。□?研究得出當(dāng)甲烷分解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)與溫度(口)的關(guān)系如圖3:17251225A72522fi益度比17251225A72522fi益度比2藏斜+111.3-3-5T]□時,向1L恒容密閉容器中充入0.3molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,c(C2H4)=c(CH4),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為;上述平衡狀態(tài)某一時刻,若改變溫度至T2口,CH4以0.01mol?L-i?s-1的平均速率增多,經(jīng)ts后再次達(dá)到平衡,且平衡時,c(CH4)=2c(C2H4),則t=s。列式計算反應(yīng)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在圖3中A點溫度時的平衡常數(shù)K=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,lg0.05=—1.3)。由圖3可知,甲烷裂解制乙炔有副產(chǎn)物乙烯生成,為提高甲烷制乙炔的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施有。0-01.02,0耳什4e05SD6.07,0伽in答案口.(1)2曰。0—(aq)===CQ-(aq)+CO2(g)+H0-01.02,0耳什4e05SD6.07,0伽in口1.7x10—3DNa2CO3口□.(1)66.7%5□.(1)66.7%5(2)5.0x104(3)充入適量的乙烯解析□.(l)根據(jù)所給熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律可得2HCO亍(aq)===CO3-(aq)+CO2(g)+H2O(1)AH=+38.28kJ?mol-1,所以加熱NaHCO3溶液需要的能量比固體小??诟鶕?jù)圖1可知,25□時,HCO亍的轉(zhuǎn)化率為0.2%,即生成H2CO3的濃度為:0.10mo1?L-ix0.2%=2x10—4mo1?L-1,25□時,反應(yīng)b中HCO亍的轉(zhuǎn)化率為3.0%,即生成CO2的濃度為:0.10mo1^L-1x3.0%x|=1.5x10-3mo1^L-1,所以25□時0.10mo1?L-1NaHCO3溶液中CO2與H2CO3的總濃度最大可能為:2x10—4mo1?L-1+1.5x10—3mo1?L-1=1.7x10—3mo1?L-1。□加熱蒸干NaHCO3溶液,NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、CO2和水,所以最后得到的固體是Na2CO3。□根據(jù)已知條件,碳酸鈉的起始pH應(yīng)該為&3,所以起點從8.3出發(fā),加熱到4min時溶液沸騰,即4min之前已達(dá)到平衡,且此時Na2CO3的濃度小于0.10mo1?L-1大于0.01mo1?L-1,所以拐點的pH在11.1至11.5之間,保溫到7min,pH變化不大。□.(1)假設(shè)達(dá)到平衡時,生成n(C2H4)為xmo1,2叫仗)。2也仗)+2日2仗)起始n/mo10.300反應(yīng)n/mo12x2x平衡n/mo10.3—2x2x由于恒容密閉容器體積不變,所以達(dá)到平衡時,c(C2H4)=c(CH4),即n(C2H4)=n(CH4)=x=0.3—=0.3—2兀,計算得兀=0.1,甲烷的轉(zhuǎn)化率為:2x0.1mo10.3mo1x100%~66.7%;假設(shè)再次平衡時乙烯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量是ymo1,則0.1+2y=2x(0.1—y),解得y=0.025,這說明甲烷的物質(zhì)的量增0.05mo1?L-1加了0.025mo1x2=0.05mo1,所以時間t==5s。0.01mo1?L-1?s-1(2)根據(jù)圖3可知,平衡時甲烷、氫氣、乙炔的平衡分壓分別是103、104、召,所以
A點溫度時的平衡常數(shù)K=2。A點溫度時的平衡常數(shù)K=2。2比PP2訊H2=5.0x104。根據(jù)方程式可知,增大乙烯的濃度可以增大甲烷的濃度,進(jìn)而提高乙炔的轉(zhuǎn)化率。(2019-大連模擬)“綠水青山就是金山銀山”近年來,綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一,減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。請回答下列問題:已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g)AH1=+180.5kJ?mol-1C(s)+O2(g)===CO2(g)AH2=—393.5kJ-mol-12C(s)+O2(g)===2CO(g)AH3=—221kJ-mol—1若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為k=c;no);2(cco),則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4NO2(g)+O2(g),某溫度下向恒容密N24NO2(g)+O2(g),某溫度下向恒容密閉容器中加入一定量n2o5,測得n2o5濃度隨時間的變化如下表:t/min012345c(N2O5)/(mol-L—1)1.000.710.500.350.250.17□反應(yīng)開始時體系壓強(qiáng)為p0,第2min時體系壓強(qiáng)為p”則P1Qp0=。2~5min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為□一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進(jìn)行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。(填字母)a.NO2和O2的濃度比保持不變b.容器中壓強(qiáng)不再變化C.2%(NO2)=V逆(比。5)d.氣體的密度保持不變Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的平衡常數(shù),即將K表達(dá)式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應(yīng):NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),該反應(yīng)中正反應(yīng)速率v正二kTOC\o"1-5"\h\z?p(NO2)?p(CO),逆反應(yīng)速率v=k?p(NO)?p(COJ,其中k、k為速率常數(shù),則Kp為正2逆逆2正逆P(用k、k表示)。正逆'如圖是密閉反應(yīng)器中按^(N2)D^(H2)=1D3投料后,在200口、400口、600口下,合成nh3反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合物中nh3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線,已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。ZH3ZH3FH詁軫燃蒙□曲線a對應(yīng)的溫度是。□M點對應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率是。工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO2廢氣可用如圖方法獲得H2SO4。寫出電解的陽極反應(yīng)式MnSl(mi)MnC)2c(N)?c2(CO)解析:(1)若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K-c2(NO)?c2(Co),則其化學(xué)方程式為2NO(g)+2CO(g)===N^(g)+2CO2(g),將題中3個已知熱化學(xué)方程式依次編號為口、□、口,根據(jù)蓋斯定律,由—2—口一□,可得:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)AH=—393.5kJ?mol-一180.5kJ^mol—1—(—221kJ?mol-i)=—746.5kJ?mol-1。(2)口根據(jù)題表中數(shù)據(jù)及三段式法有:2比。2比。5仗)4NO2(g)+O2(g)開始(mol?L-1)1.00轉(zhuǎn)化(mol轉(zhuǎn)化(mol?L-1)0.501.000.252min時(mol?L-1)0.501.000.25該反應(yīng)在恒溫恒容條件下發(fā)生,反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,也等于物質(zhì)的量濃度之比,所以p1Dp0=(0.50+1.00+0.25)01.00=7口4。2?5min內(nèi),v(N2O5)=(5—2)min(0.50—0.17)罰―1=0.11mon-1?min-1,v(NO2)=2v(N2O5)=0.22mol^L—1^min—(5—2)min過程中NO2和O2的濃度比始終保持不變,a項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);該反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,反應(yīng)過程中容器中壓強(qiáng)為變量,容器中壓強(qiáng)不再變化可以說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),b項符合題意;v正(NO2)=2v逆(N2O5)時,正、逆反應(yīng)速率相等,而2v正(NO2)=v逆(N2O5)時,正、逆反應(yīng)速率不相等,c項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);反應(yīng)物和生成物全為氣體,氣體總質(zhì)量不變,而容器恒容,故反應(yīng)過程中氣體密度始終不變,d項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。p(NO)?p(CO)⑶KP=P(NO?);(CO),卩正以正P(NO2)?P(CO),v逆以逆p(NO)?p(CO2),平衡時正、p(NO)?p(CO)k丄.逆反應(yīng)速率相等,即k正p(NO/p(CO)=k逆p(NO)?p(CO2),貝則P(N0(cO)=產(chǎn),故Kp2p逆k正。k。逆0合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NH3的產(chǎn)率降低,NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,曲線a、b、c中,在相同條件下曲線a對應(yīng)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高,其反應(yīng)溫度最低,所以曲線a對應(yīng)的溫度為2000。0M點NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為60%,設(shè)NH3為0.6qmol,則N2、H2共為0.4qmol,因為反應(yīng)器中按”(N2)0”(H2)=103投料,故M點時H2為0.3qmol,結(jié)合N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知,轉(zhuǎn)化的H2的物質(zhì)的量為0.9amol,09a所以M點對應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率=09a+03ax100%=75%o由題圖可知,在電解池的陽極發(fā)生Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2的反應(yīng),電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-2e-===MnO2;+4H+。答案:(1)2“0仗)+200仗)===叫仗)+2。02仗)人日=—746.5kJ?mol-i0704(或1.75D1)0.22mol?L-i?min-iDbk產(chǎn)(4)02000075%逆(5)Mn2++2H2O—2e-===MnO2J+4H+(2019?綿陽二診)研究CO、CO2的回收利用既可變廢為寶,又可減少碳的排放?;卮鹣铝袉栴}:二甲醚(CH3OCH3)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”,由CO和H2制備二甲醚的反應(yīng)原理如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=—90.1kJ?mol-i2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=—24.5kJ?mol-i已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=-4i.0kJ?mol-i,貝V2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的AH=,有利于提高該反應(yīng)中CO2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是(填標(biāo)號)。A.高溫低壓B.高溫高壓C.低溫低壓D.低溫高壓片K時,將imol二甲醚引入一個抽空的i50L恒容容器中,發(fā)生分解反應(yīng):CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g)。在不同時間測定容器內(nèi)的總壓,所得數(shù)據(jù)如表:t/min06.5i3.026.552.6p總5568ii/kPa0.05.05.03.203.825.0□由表中數(shù)據(jù)計算:0?6.5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=,反應(yīng)達(dá)平衡時,二甲醚的分解率為,該溫度下平衡常數(shù)K=?!跞羯邷囟?,CH3OCH3的濃度增大,則該反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),要縮短達(dá)到平衡的時間,可采取的措施有、。在T2K、13104kPa下,等物質(zhì)的量的CO與CH4混合氣體發(fā)生反應(yīng):CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g)o反應(yīng)速率v=v正一V逆=k正?p(CO)?p(CH4)—k逆^p(CH3CHO),k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),p為氣體的分壓(氣體分壓〃=氣體總壓p總X體積分?jǐn)?shù))。用氣體V分壓表示的平衡常數(shù)Kp=4.5x10—5(kPa)-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為20%時若=逆解析:(1)已知反應(yīng):DCO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=—90.1kJ?mol-1,□2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=—24.5kJ?mol-1,DCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=—41.0kJ?mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由A2+口一A2得:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=—122.7kJ?mol-i。此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,A、B項錯誤;該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),則壓強(qiáng)減小平衡逆向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,C項錯誤;降低溫度和增大壓強(qiáng)平衡都正向移動,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,D項正確??诟鶕?jù)CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),設(shè)0?6.5min內(nèi)反應(yīng)的CH3OCH3為xmol,恒溫恒容下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則[一兀+:+%+%=50,解得兀=0.05,v(CH3OCH3)=卅¥|黑五二5.13"0—5mol?L-i?min-1;設(shè)達(dá)平衡時反應(yīng)的CH3OCH3為尹mol,則]一尹+:+十=書,解得尹=0-75,則二甲醚的分解率為"7和[100%=75%;K=「0.750.750.75=7.5x10=7.5x10—5。□升高溫度,CH3OCH3的濃度增大,說明平衡逆向移動,則該反025T50應(yīng)為放熱反應(yīng),要縮短達(dá)到平衡的時間,可采取的措施有使用高效催化劑、增大反應(yīng)物濃度等??诳谝欢螘r間后,電解液的pH(填“增大”“減小”或“不變”),MoO2-在電極口口一段時間后,電解液的pH(填“增大”“減小”或“不變”),MoO2-在電極反應(yīng)達(dá)平衡時,v=v,即k?p(C0)?p(CH4)=k?p(CH3CHO),貝Vk/k=正逆正4逆3正逆p(CH3CHO)/[p(CO)?p(CH4)]=Kp=4.5xlO—5(kPa)-1,設(shè)開始時加入的CO和CH4均為amol,CO的轉(zhuǎn)化率為20%時,CO和CH4的體積分?jǐn)?shù)均為ax(1—20%)/[ax(1—20%)+ax(1—20%)+ax20%]=4/9,CH3CHO的體積分?jǐn)?shù)為ax20%/[ax(1—20%)+a"1—20%)+ax20%]=1/9,v/v3正=k?p(C0)?p(CH4)/[k?p(CH3CHO)]=[4.5x10—5x(4/9)x104x(4/9)x104]/[(1/9)x104]=4/5。逆正4逆3答案:(1)—122.7kJ?mol-1D05.13x10—5mol?L-1?min-175%7.5x10-5□放熱改進(jìn)催化劑增大反應(yīng)物濃度(或其他合理答案)MoS2(輝鉬礦的主要成分)可用于制取鉬的化合物潤滑添加劑氫化反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)的催化劑等?;卮鹣铝袉栴}:反應(yīng)3MoS2+18HNO3+12HCl===3H2[MoO2Cl4]+18NO$+6H2SO4+6H2O中,每溶解1molMoS2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。已知:MoS2(s)===Mo(s)+S2(g)AHS2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?2MoS2(s)+7O2(g)===2MoO3(s)+4SO2(g)AH3反應(yīng)2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s)的AH=(用含AH「AH?AH3的代數(shù)式表示)。⑶利用電解法可浸取輝鉬礦得到Na2MoO4和Na2SO4溶液(裝置如圖所示)。惜性水浴0陰極的電極反應(yīng)式為□S□S2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?□S□S2(g)+2O2(g)===2SO2(g)AH?(填“A”或“B”)附近生成?!鯇嶋H生產(chǎn)中,惰性電極A一般不選用石墨,而采用DSA惰性陽極(基層為TiO2,涂層為RuO2+lrO2),理由是。用輝鉬礦冶煉Mo的反應(yīng)為MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)AH?!踉摲磻?yīng)的AH(填或“<”)0;p]、p2、p3按從小到大的順序為□在某恒容密閉容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2,一定溫度下發(fā)生上述反應(yīng),下列敘述說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號)。v正(H2)=v逆(CO)氣體的密度不再隨時間變化c氣體的壓強(qiáng)不再隨時間變化d單位時間內(nèi)斷裂H—H鍵與斷裂H—O鍵的數(shù)目相等□在2L的恒溫恒容密閉容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2,在1100K時發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時恰好處于下圖中A點,則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為解析(1)在反應(yīng)中,Mo元素的化合價由反應(yīng)前MoS2中的+2價變?yōu)榉磻?yīng)后H2[MoO2Cl4]中的+6價,S元素的化合價由反應(yīng)前MoS2中的一1價變?yōu)榉磻?yīng)后H2SO4中的+6價,N元素的化合價由反應(yīng)前硝酸中的+5價變?yōu)榉磻?yīng)后NO中的+2價,每1molMoS2發(fā)生反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為(6—2)+2x[6—(—1)]mol=18mol;(2)DMoS2(s)===Mo(s)+S2(g)AH1□2MoS2(s)+7O2(g)===2Moq(s)+4SO2(g)AH3根據(jù)蓋斯定律,將口一2V—2x口,整理可得反應(yīng)2Mo(s)+3O2(g)===2MoO3(s)的AH=AH3-2AH-2AH;口該池為電解池,在陰極上溶液中H2O電離產(chǎn)生的H+獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-===Hj+2OH-;□由于溶液中H+不斷放電,使溶液中c(OH-)>c(H+),所以電解一段時間后,溶液的堿性增強(qiáng),pH不斷增大;溶液中的Cl-在陽極失去電子變?yōu)镃l2,Cl2具有氧化性,其與水反應(yīng)產(chǎn)生的HC10氧化性也非常強(qiáng),Cl2、HC10將MoS2氧化為MoO4-,因此MoO2-在陽極A附近生成;□在食鹽水溶液中含有的陰離子有Cl-、OH-,C1-失去電子產(chǎn)生Cl2,OH-也可能失去電子變?yōu)?2,生成的O2會與C在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體而不斷消耗石墨,所以陽極一般不選用石墨,而采用DSA惰性陽極;口根據(jù)圖像可知:在壓強(qiáng)不變時,溫度升高,H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以AH>0;由于反應(yīng)MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),在其它條件不變時,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動,H2的轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)圖像可知H2的轉(zhuǎn)化率p1時最大,p3時最小,說明壓強(qiáng)p3最大,p1最小,故壓強(qiáng)按從小到大的順序為:p<p<p;aa?由于方程式中h2、co的化學(xué)計量數(shù)不等,所以V(H2)=v(CO)時反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),a錯誤;b.該反應(yīng)有固體參加反應(yīng),若氣體的密正2逆度不再隨時間變化,說明氣體質(zhì)量不變,由于容器的容積不變,所以可根據(jù)密度不變判斷反應(yīng)處于平衡狀態(tài),b正確;c?該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),若氣體的壓強(qiáng)不再隨時間變化,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),c正確;d?單位時間內(nèi)斷裂H—H鍵與斷裂H—O鍵的數(shù)目相等,反應(yīng)正向進(jìn)行,未處于平衡狀態(tài),d錯誤;故合理選項是bc;口反應(yīng)MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)在2L容器內(nèi)進(jìn)行,向其中加入0.1mol由于在1100□時h2的轉(zhuǎn)MoS2、0.2molNa2CO3、0.4molH2,反應(yīng)開始時由于在1100□時h2的轉(zhuǎn)化率是50%,所以平衡時,c(H2)=0.1mol/L,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)的變化關(guān)系可知,平衡時n(CO)=0.05mol/L,c(H2O)=0.1mol/L,因此該溫度下的反應(yīng)平衡常數(shù)K=。欝;0.1"(mol/L)2=2.5x10-3(mol/L)2。答案(1)18molAH3-2AH2-2AH1□增大A□陽極主要生成Cl2,還會生成02,生成的□增大A□陽極主要生成Cl2,還會生成02,生成的O2會消耗石墨口>p1<p2<p3Dbc□2.5x10—3(mol/L)2請應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識解決下列問題:已知NaCl的溶解熱為3.8kJ?mol-i(吸熱)Na(s)—e-===Na^(aq)AH=-240kJ/mol|ci2(g)+e-===Cl-(aq)AH=—167kJ/mol寫出鈉在氯氣中燃燒的熱化學(xué)方程式一定條件下,在2L恒容密閉容器中充入1.5molCO2和3molH2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3鈦仗)CH3OH(g)+H2O(g)下圖是反應(yīng)體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。已知在溫度為500K的條件下,該反應(yīng)10min達(dá)到平衡;蕃*g'cu60%、蕃*g'cu60%、42%4G4I50053()和卅65Q70075()別JOHWJ溫度/K□該反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)?!踉??10min時段反應(yīng)速率v(H2)為?!跞舾某淙?molCO2和3molH2,圖中的曲線會(填“上移”或“下移”)。根據(jù)下表數(shù)據(jù)回答問題:表125□時濃度為0.1mol/L兩種溶液的pH溶質(zhì)NaClONa2CO3pH9.711.6表225□時兩種酸的電離平衡常數(shù)K1a1Ka2H2SO31.3x10-26.3x10-8H2CO34.2x10-75.6x10-11□根據(jù)表1能不能判斷出H2CO3與HC1O酸性強(qiáng)弱?(填“能”或“不能”)。TOC\o"1-5"\h\z0.10mol?L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式為。已知:□時,Ksp(AgC1)=1.5x10—io、Ksp(Ag2Cr04)=2.0x10—i2;AgC1為白色沉淀,Ag2CrO4為磚紅色沉淀,t□時,向Cl-和CrO4-濃度均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至過量且不斷攪拌,實驗現(xiàn)象為。解析(1)已知:DNaCl的溶解熱為3.8kJ/mol(吸熱),NaCl(s)===Na+(aq)+Cl-(aq)人耳=+3.8kJ/mol,□Na(s)-e-===Na+(aq)AH2=-240kJ/mol,□|d2(g)+e-===Cl-(aq)AH3=一167kJ/mol,Na在氯氣中燃燒的方程式為Na(s)+*Cl2(g)===NaCl(s),該反應(yīng)可由□+□-□得到,根據(jù)蓋斯定律,該反應(yīng)的焓變AH=AH2+AH3-AH1=-410.8kJ/mol;(2)口隨著溫度升高,CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低,表明溫度升高不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,所以反應(yīng)為放熱反應(yīng);□溫度為500K時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,CO2轉(zhuǎn)化的濃度分別為Ac(CO2)=1^m2L60%=0.45mol/L,根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比等于速率之比,可知H2轉(zhuǎn)化的濃度Ac(H2)=3Ac(CO2)=1.35mol/L,所以其化學(xué)反應(yīng)速率嘰尸山J丿丿希豐兀=0.135mol?L-1?min-i;□改充入2molCO2和3molH2,相當(dāng)于增加了CO2的比例,可使H2的轉(zhuǎn)化率上升,自身轉(zhuǎn)化率下降;所以圖中的曲線會下移;口因H2CO3為二元弱酸,第一步電離得到的HCO亍,第二步電離生成CO2-,所以根據(jù)NaClO和Na2CO3的pH值只能比較HC1O和HCO亍的酸性強(qiáng)弱,不能比較HC1O和H2CO3的酸性強(qiáng)弱;口0.1mol/LNa2SO3溶液中,SO2-水解使溶液顯堿性,溶液中存在SO/-+H2OHSO亍+OH-,HSOr+H2OH2SO3+OH-,H2OH++OH-,綜合考慮溶液中離子濃度大小順序為:c(Na+)>c(SO2-)>c(OH-)>c(HSO-)>c(H+);□根據(jù)電離常數(shù)及強(qiáng)酸制弱酸的原理分析,H2SO3的酸性比H2CO3的酸性強(qiáng),因此H2SO3與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2,所以H2SO3與NaHCO3溶液發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為:H2SO3+HCO-===HSO-+H2O+CO2?;K(AgCl)1.5x10-10開始形成AgCl時,需要的Ag+的濃度c(Ag+尸*(C:)=一07mol/L=1.5x10-9/2.0x10-12mol/L,同理可得開始形成Ag2CrO4時,需要的Ag+的濃度c(Ag+)=口mol/L~4.5x10-6mol/L,顯然先生成沉淀AgCl,再生成沉淀Ag2CrO4,向Cl-和CrO4-濃度均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至過量且不斷攪拌,實驗現(xiàn)象為:先生成白色沉淀,后來變成磚紅色。答案(1)Na(s)+2ci2(g)===NaCl(s)410.8kJ/mol口放熱口0.135mol?L-jmin-1□下移口不能口c(Na+)>c(SO2-)>c(OH-)>c(HSO-)>c(H+)DH2SO3+HCO-===HSO-+h2o+co2t先生成白色沉淀,后來變成磚紅色(2019?安徽省A10聯(lián)盟高三下學(xué)期開年考試?yán)砭C,28)已知NH3、NO、NO2都是有毒氣體,必須經(jīng)過嚴(yán)格處理,否則會污染空氣。請回答下列問題:已知如下熱化學(xué)方程式:□N2(g)+O2(g)===2NO(g)AH、=+akJ/mol;□4NH3(g)+3O2(g)===2^2(g)+6H2O(g)^H=bkJ/mol□2NO(g)+02(g)===2NO2(g)\H3=ckJ/mol;則4NH3(g)+702(g)===4NO2(g)+6H20(g)AH=kJ/mol。工業(yè)合成NH3的反應(yīng),解決了世界約三分之一的人糧食問題。已知:N2+3H22NH3,13且該反應(yīng)的v正=k^-c(N2)-c3(H2),V逆=k^-c2(NH3),則反應(yīng)尹2+尹2NH3的平衡常數(shù)K=(用k和k表示)。正逆已知合成氨的反應(yīng)升高溫度平衡常數(shù)會減小,則該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能E]和逆反應(yīng)活化能e2的相對大小關(guān)系為:de2。(填“〉”、“<''或“=”)。從化學(xué)反應(yīng)的角度分析工業(yè)合成氨氣采取30MPa?50MPa高壓的原因是500□時,向容積為2L的密閉容器中通入1molN2和3molH2,模擬合成氨的反應(yīng),容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時間的變化如下表所示:時間/min010203040+^壓強(qiáng)/MPa20171513.21111□達(dá)到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為。□用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(Kp等于平衡時生成物分壓冪的乘積與反應(yīng)物分壓冪的乘積的比值,某物質(zhì)的分壓等于總壓燈亥物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?!蹼S著反應(yīng)的進(jìn)行合成氨的正反應(yīng)速率與nh3的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如下圖所示,若升高溫度再次達(dá)到平衡時,可能的點為(從點“A、B、C、D”中選擇)再次達(dá)到平衡時,可能的點為解析⑴根據(jù)蓋斯定律分析,口比仗)+02(g)===2NO(g)^H=+akJ/mol;D4NH3(g)+3O2(g)===2N,(g)+6H2O(g)AH2=bkJ/mol;□2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)AH3=ckJ/mol;將方程式進(jìn)行口+口^+口^計算,得熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+7O2(g)===4NC2(g)+6H2O(g)
AH=(b+2a+2c)kJ/mol;(2)當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)到平衡,即v=v=k?c(N2)?c3(H2)正逆正2213I=k逆c2(NH3),貝V反應(yīng)2N2+》H2NH3的平衡常數(shù)K=、』c2(NH3)/c(N2)心(H2)=k正;(3)已知合成氨的反應(yīng)升高溫度平衡常數(shù)會減小,則說明升溫平衡逆向移動,正反應(yīng)為逆放熱反應(yīng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能E]和逆反應(yīng)活化能E2的相對大小關(guān)系為:E]<E2;(4)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),所以增大壓強(qiáng)可以加快反應(yīng)速率,同時使平衡正向移動,提高原料氣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率;(5)假設(shè)到平衡時氮氣轉(zhuǎn)化濃度為xmol/L,則有N2+3H2起始濃度/mol/L0.51.5改變濃度/mol/L3x平衡濃度/mol/L0.5—兀1.5—3兀根據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比分析,有關(guān)系式:2NH3,根據(jù)壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比分析,有關(guān)系式:02x2x0.5一兀+1.5一3兀+2兀110.5+1.5=20解x=0.45;□達(dá)到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為0.45/0.5xl00%=90%;0.9、(訂xllMPa)2□用壓強(qiáng)表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=0~05035=48MPa-2;-pj-xllMPax(-pj-xllMPa)3□合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),若升溫,則反應(yīng)速率增大,平衡逆向移動,氨氣的體積分?jǐn)?shù)答案(1)b+答案(1)b+2a+2c(2)k正逆<加快反應(yīng)速率,同時使平衡正向移動,提高原料氣的利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率口90%口48MPa-2DA(2019?青島二中高三下學(xué)期期初考試,28)氮、硫及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用?;卮鹣铝袉栴}:
有人設(shè)想利用CO還原SO2。已知S和CO的燃燒熱分別是296.0kJ?mol-i、283.0kJ?mol-1,請寫出CO還原SO2生成CO2和S(s)的熱化學(xué)方程式。某科研小組研究臭氧氧化——堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝,氧化過程反應(yīng)原理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下:反應(yīng)口:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)甲200?9kJ?mol-1島=3?2kJ^mo1-1反應(yīng)□:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)AHAH2=—241.6kJ?mo1-1E嚴(yán)58kJ?mo1-1a2已知該體系中臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O3(g)3O2(g)。請回答:其它條件不變,每次向容積為2L的反應(yīng)器中充入含2.0molNO、2.0molSO2的模擬煙氣和4.0molO3,改變溫度,反應(yīng)相同時間t后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:o”卅Ann4onHo”卅Ann4onHIL口由圖可知相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因?!跸铝姓f法正確的是。Q點一定為平衡狀態(tài)點溫度高于200□后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、最后幾乎為零其它條件不變,若擴(kuò)大反應(yīng)器的容積可提高NO和SO2的轉(zhuǎn)化率D?臭氧氧化過程不能有效地脫除SO2,但后續(xù)步驟堿吸收可以有效脫硫
□假設(shè)100□時P、Q均為平衡點,此時反應(yīng)時間為5min,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是mol;SO2的平均反應(yīng)速率為;反應(yīng)口在此時的平衡常數(shù)為。以連二硫酸根(S2O2-)為媒介,使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的NO,裝置如圖所示:□ab是/Pi陽根□ab是離子交換膜(填“陽”或“陰”)。陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為□若NO吸收轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物為NH扌,通電過程中吸收4.48LNO(標(biāo)況下),則陽極可以產(chǎn)生mol氣體。解析(1)已知S和CO的燃燒熱分別是296.0kJ?mol-1、283.0kJ?mol-1,貝VS(s)+O2(g)===SC2(g)AH=—296.0kJ?mol-1CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)AH=—283.0kJ?mol-1根據(jù)蓋斯定律可知A2—□即得到CO還原SO2的熱化學(xué)方程式2CO(g)+SO2(g)===2CO2(g)+S(s)AH=—270kJ?mol-1。(2)口反應(yīng)□的活化能小于反應(yīng)口,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng),因此相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2;□A.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,因此Q點不一定為平衡狀態(tài)點,可能是建立平衡過程中的一個點,A錯誤;B?根據(jù)圖像,溫度高于200□后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、最后幾乎為零,B正確;C?根據(jù)2O3(g)3O2(g)可知其它條件不變,若擴(kuò)大反應(yīng)器的容積,壓強(qiáng)減小,平衡正向移動,使得臭氧的濃度減小明顯,氧氣濃度減小不明顯,反應(yīng)□和反應(yīng)□的平衡逆向移動,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率減小,C錯誤;D.根據(jù)圖像,臭氧氧化過程中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率較低,不能有效地脫除SO2,二氧化硫是酸性氧化物,能夠被氫氧化鈉溶液吸收,D正確;□假設(shè)100□時P、Q均為平衡點,此時反應(yīng)時間為5min,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧為4molxl0%=0.4mol,根據(jù)反應(yīng)□:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g),平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為80%,反應(yīng)的臭氧為2molx80%=1.6mol;反應(yīng)□:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g),平衡時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為30%,反應(yīng)的臭氧為2molx30%=0.60mol;最終剩余臭氧4mol—0.4mol—1.60mol—0.60mol=1.42molx30%2Lmol;5min內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率==0.06mol/(L?min);平衡時NO、O3、NO2、25^Qin323O2的物質(zhì)的量分別為0.4mol、1.4mol、1.6mol、0.4molx^+1.6mol+0.6mol=2.8mol,反應(yīng)1.62.8□在此時的平衡常數(shù)=0414=8;(3)□由圖可知,陰極區(qū)通入液體主要含SO?-,流出主要含'X22S2O4-,所以陰極區(qū)電極反應(yīng)式為2SO2—+4H++2e-===S2O4-+2H2O,由于陰極需要消耗氫離子,則ab是陽離子交換膜;口4.48LNO(標(biāo)況下)的物質(zhì)的量是0.2mol,由于NO吸收轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物為NH+,則電路中轉(zhuǎn)移1mol電子;陽極氫氧根放電產(chǎn)生氧氣,產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是1mol—4=0.25mol。答案(1)2CO(g)+SO2(g)===2CO2(g)+S(s)AH=—270kJ?mol-1口反應(yīng)口的活化能小于反應(yīng)口,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng)DBD口1.40.06mol/(L?min)8口陽2SO2-+4H++2e-===S2O2-+2H2O0.25(2019?遼寧五校聯(lián)考)近幾年我國大面積發(fā)生霧霾天氣,其主要原因是SO2、NOx等發(fā)生二次轉(zhuǎn)化,研究碳、氮、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化對環(huán)境的改善有重大意義。在一定條件下,CH4可與NO*反應(yīng)除去NO’,已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)AHr=—890.3kJ?mol-iN2(g)+2O2(g)2NO2(g)AH=+67.0kJ?mol-i□H2O(g)===H2O(l)AH=—44.0kJ?mol-1(4)V(4)V貝UCH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)AH=kJ?molt;該反應(yīng)在(填“高溫”“低溫”或“任何溫度”)下可自發(fā)進(jìn)行。SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化可制取硫酸,其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)AH<0,在一定溫度下的恒容容器中,能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是?;旌蠚怏w的密度不再發(fā)生變化混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化v(SO2)Dv(O2)Dv(SO3)=2D1D2混合氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化若在T□下,往一恒容密閉容器中通入SO2和O2[其中^(SO2)D^(O2)=2D1]發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),容器中總壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)過程中測得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。0.1110152025303540101520253035404550:/min0.09D.080.07□圖中A點時,SO2的轉(zhuǎn)化率為。□在其他條件不變的情況下,測得t2□時壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示,則C點的正反應(yīng)速率vC(正)與A點的逆反應(yīng)速率%(逆)的大小關(guān)系為vC(正)(填“>”“<”或“=”)%(逆)。□圖中B點的平衡常數(shù)Kp=。(Kp為壓強(qiáng)平衡常數(shù),用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為了清除NO、NO2、N2O4對大氣的污染,常采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收處理。現(xiàn)有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4組成的混合氣體,恰好被VL氫氧化鈉溶液吸收(無氣體剩余),則此氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度最小為。解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,由□—□—A2得CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)
AH=—869.3kJ?mol-1。該反應(yīng)為AS>0、AH<0的反應(yīng),根據(jù)AH—TAS<0時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行,知該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行。(2)該反應(yīng)體系中全為氣體,氣體質(zhì)量和容器容積不變,則混合氣體的密度始終保持不變,不能由此判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),A項錯誤;當(dāng)混合氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化時,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B、D項正確;三者速率之比與化學(xué)計量數(shù)之比相同時,反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C項錯誤。(3)口設(shè)起始加入S02、02的物質(zhì)的量分別為2n和n,轉(zhuǎn)化的SO2和02的物質(zhì)的量分別為2x和2x和x,根據(jù)容器內(nèi)總壓強(qiáng)之比等于總物質(zhì)的量之比,A點時有(2n—2x)+(n—x)+2x2n+n。器5,解得x=0.45n,則SO2的轉(zhuǎn)化率為2x;fnx100%=45%?!蹼S著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,即vB(逆)>vA(逆),由題圖可知,B點和C點時,反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài),則B、C兩點正、逆反應(yīng)速率分別相等,再根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”可判斷t2□>t1□,溫度越高,反應(yīng)速率越大,則C點反應(yīng)速率大于B點反應(yīng)速率,即vC(逆尸vC(正)>vB(逆)>vA(逆)。□類似□中的計算,若轉(zhuǎn)化的SO2和02的物質(zhì)的量分別為2尹和”B點時,(2n—2刃尹)+2尹=0.07~0T,解得y=0.90.07~0T,解得y=0.9n,則平衡時p(SO2)=2;n—MPa=2pO.O7MPa,同理可求出p(O2)=芥0.07MPa、^(SO3)=6x0.07MPa,p2(SO3)則Kp=p2(SO2)?p(O2)=243OO(MPa)-1。(4)混合氣體發(fā)生的反應(yīng)有NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2(4)混合氣體發(fā)生的反應(yīng)有2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O、N2O4+2NaOH===NaN03+NaNO2+H2O,由題意可知混合氣體完全與NaOH反應(yīng)生成NaNO3、NaNO2,N元素全部轉(zhuǎn)化為鈉鹽,全部吸收最少消耗a+b+2cNaOH(a+b+2c)mol,則NaOH溶液物質(zhì)的量濃度最小為vmol?L-1。答案:(1)—869.3任何溫度(2)BD口45%□>口24300(MPa)—1a+a+b+2cmol?L—1(2019?唐山統(tǒng)考)甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中產(chǎn)生的CO、CO2和H2可制取甲醇等有機(jī)物,發(fā)生的反應(yīng)有:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH]=—99kJ?mol-1CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵cO(CO2)H—HC—OH—OC—HE/(kJ?mol-1)803436343465413AH2=。關(guān)于反應(yīng)口下列說法正確的是。該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小使用催化劑,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率溫度不變,增大壓強(qiáng),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變在某溫度下,將1.0molCO與2.0molH2充入2L的空鋼瓶中,發(fā)生反應(yīng)口,在第5min時達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.1。在第10min、20min時分別改變反應(yīng)條件,甲醇的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示:c(CHsOH)/<incilL')0i45IO也―喻吋旬min□從反應(yīng)開始到5min時,生成甲醇的平均速率為□H2的平衡轉(zhuǎn)化率a=%,化學(xué)平衡常數(shù)K=1min時,v(填“大于”“小于”或“等于”)v。正逆□1min時v(填“大于”“小于”或“等于”)4min時v。正逆□比較甲醇在7?8min、12?13min和25?27min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(7?8)、v(12?13)、v(25?27)表示]的大小。若將鋼瓶換成同容積的絕熱容器,重復(fù)上述實驗,平衡時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(填“大于”“小于”或“等于”)0.1。解析:(1)人笑=[(803x2+436x3)-(413x3+343+465+465x2)]kJ?mol-1=(2914-2977)kJ?mol-1=—63kJ?mol-1。反應(yīng)□是一個熵減的放熱反應(yīng),在低溫時滿足AH—TAS<0,即低溫時該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,A項錯誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,B項錯誤;使用催化劑只能縮短達(dá)到平衡的時間,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率,C項正確;增大壓強(qiáng),平衡正向移動,但溫度不變,平衡常數(shù)不變,D項正確??谠O(shè)第5min達(dá)平衡時生成甲醇的物質(zhì)的量為xmol,則平衡時CO為(1.0—x)mol,氫氣為(2.0—2x)mol,,/[(1.0-x)+(2.0—2對+兀]=0.1,解得兀=0.25,v(CH3OH)=0.25mol/(2Lx5min)2x=0.025mol?L-i?min-1??谄蟮钠胶廪D(zhuǎn)化率為帀%100%=25%,化學(xué)平衡常數(shù)K=(0.25/2)/[(0.75⑵x(1.5/2)2]=16/27=0.59???min時,反應(yīng)正向進(jìn)行,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率?!醴磻?yīng)達(dá)平衡前的任一時刻的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,又1min時反應(yīng)物濃度大,反應(yīng)速率快,故1min時v大于4min時v?!跤蓤D可知,7?8min和25?27min時反應(yīng)均處正逆于平衡狀態(tài),則平均反應(yīng)速率為0,12?13min時,平均反應(yīng)速率大于0,所以v(12?13)>v(7?8)=v(25?27)?!跞魧撈繐Q成同容積的絕熱容器,重復(fù)上述實驗,則反應(yīng)放出的熱量不能散發(fā),會使體系溫度升高,溫度升高,平衡逆向移動,甲醇的體積分?jǐn)?shù)減小。答案:(1)—63kJ?mol-1(2)CD(3)口0.025mol?L-1?min-1口2527或0.59□大于□大于口卩(12?13)>v(7?8)=v(25?27)□小于(2019?福州三模)甲醇是一種可再生能源,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化劑,采用如下反應(yīng)來合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CHsOH(g)下表所列數(shù)據(jù)是各化學(xué)鍵的鍵能:化學(xué)鍵H—He=<!C—HC—OO—H鍵能/(kJ?molT)abcde該反應(yīng)的AH=(用含字母的代數(shù)式表示)。某科研小組用Pd/C作催化劑,在450□時,研究了^(H2)D^(CO)分別為2口1、3口1時CO轉(zhuǎn)化率的變化情況(如圖),則圖中表示^(H2)a^(CO)=3D1的變化曲線為(填“曲線a”或“曲線b”)。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在2L的恒容密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑后在某溫度下開始反應(yīng),并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:反應(yīng)時間/min0510152025壓強(qiáng)/MPa12.610.89.58.78.48.4則從反應(yīng)開始到20min時,CO的平均反應(yīng)速率為,該溫度下的平衡常數(shù)K為。
將CO和H2加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH<0。平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)(%)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示(虛線框表示沒有測定該條件下的數(shù)據(jù))。1J--TJ-TJij3--TJij1J--TJ-TJij3--TJijtj-J--^L-r■_■■^L-r<_^L-ZMPa3MPaT「t2、t3由大到小的關(guān)系是,判斷理由是美國的兩家公司合作開發(fā)了多孔硅甲醇直接燃料電池,其工作原理如圖:□石墨2為(填“正”或“負(fù)”)極?!跏?極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。解析:(1)由反應(yīng)熱人日=反應(yīng)物總鍵能一生成物總鍵能,可得AH=(2q+b—3c—d—e)kJ?mol-i。(2)對于反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),H2的相對投入量越大,CO的轉(zhuǎn)化率越大,則^(H2)D^(CO)=3D1的變化曲線是平衡轉(zhuǎn)化率高的曲線a。(3)由表知,反應(yīng)進(jìn)行到20min時,反應(yīng)達(dá)到平衡,設(shè)此時轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量為xmol,則有2企仗)2企仗)+5)CH3OH(g)起始物質(zhì)的量/mol轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol2x轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol2xx平衡物質(zhì)的量/mol2—2x3一2x84由同溫同體積條件下,壓強(qiáng)比二物質(zhì)的量之比,有二伍,解得x=0.5,CO的平均反應(yīng)速率=0.5mol2Lx20min=0.0125mol?L-反應(yīng)速率=0.5mol2Lx20min=0.0125mol?L-jmin—i反應(yīng)的平衡常數(shù)c(CHOH)K—c2(H2)?c(CO)0.5(if學(xué)—4。(4)由反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)AH<0得,圖像中由左向右,壓強(qiáng)增大,平衡右移,CO體積分?jǐn)?shù)應(yīng)減小,但實際情況是片、T2、T3對應(yīng)的CO體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,其原因只能是此反應(yīng)本身為放熱反應(yīng),溫度越高,平衡向左移動的程度越大,導(dǎo)致CO體積分?jǐn)?shù)越大,即溫度由大到小的順序為T3>T2>T1O(5)由圖中石墨1進(jìn)出物質(zhì)變化CH3OH(g)fCO2(g),C化合價變化為一2^+4,則石墨1為燃料電池的負(fù)極(也可以用圖中H+的移動方向判斷正負(fù)極),石墨2為正極,用H+維持電荷守恒,可得石墨1極的電極反應(yīng)式為CH3OH—6e-+H2O===COj+6H+。答案:(1)(2a+b—3c—〃一e)kJ?mol-1(2)曲線a0.0125mol?L-jmin-14T3>T2>T1壓強(qiáng)越大,CO的體積分?jǐn)?shù)越小,T]、T2、T3對應(yīng)的CO的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向左移動,則T3>T2>T]口正mCH3OH+H2O—6e-===CO2T+6H+(2019?濰坊市第一中學(xué)高三2月開學(xué)考試,28)C、N、S和Cl元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請回答下列問題:已知:□.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)===2H2SO4(aq)AH1;□?C12□?C12(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq)AH2;□.2HClO(aq)===2HCl(aq)+O2(g)AH3SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)===2HCl(aq)+H2SO4(aq)AH—(用含有AH、、AH2和ah3的代數(shù)式表示)。25□時,H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(8)與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示。
已知25口時,NaHSO3的水溶液pHV7,用圖中的數(shù)據(jù)通過計算解釋原因⑶利用“Na—C02”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na—C02”電池,放電以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO2充電2Na2CO3+C。放電時該電池“吸入”C02,其工作原理如圖所示:沉積物co,廠J、MWCNT岱曲I。四甘醉二甲旌、□放電時,正極的電極反應(yīng)式為□選用高氯酸鈉一四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點是(至少寫兩點)。氯氨是氯氣遇到氨氣反應(yīng)生成的一類化合物,是常用的飲用水二級消毒劑,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(nh2ci、nhci2和nci3),副產(chǎn)物少于其它水消毒劑?!跻宦劝?nh2ci)的電子式為。一氯胺是重要的水消毒劑,其原因是由于一氯胺在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生水解,生成具有強(qiáng)烈殺菌
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