(14分)
已知CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
| |温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(每空2分)
(1) < (2分) (2)0.018 mol·L-1 80% (各2分) (3)c d(2分)
(4)14.4(2分)
(5)正极:O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-(2分)
(6)S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH=-574.0kJmol-1(2分)
解析试题分析:(1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0。
(2)反应初始6s内A的平均反应速率v(CO)=0.003mol?L-1?s-1,则6s内c(CO2)=△c(CO)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol?L?1;CO的起始浓度=0.2mol/5L=0.04mol?L?1。
设平衡时A的浓度变化量为x,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L):0.04 0.16 0 0
变化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故x?x/(0.04?x)(0.16?x) =1,解得x=0.032mol/L,所以平衡时A的转化率=0.032mol/L ÷0.04mol?L?1×100%=80%
(3)a、该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;b、混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;c、可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(CO)不随时间改变,说明到达平衡,正确;d、单位时间里生成CO和H2的物质的量相等,正反应速率等于逆反应速率,说明到达平衡,正确。
(4)设CO、H2O的起始浓度分别为x、y,且CO的转化率为90%,则:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol?L-1) x y 0 0
转化浓度(mol?L-1) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x
平衡浓度(mol?L-1) 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x
K=0.9x?0.9x ÷[0.1x?(y?0.9x)] =0.6,得y/x=14.4,只要增加H2O量,就可提高CO的转化率。
(5)该电池中,正极反应一定是氧气得电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-)
(6)根据盖斯定律:S(g)+O2(g)=SO2(g)可由已知反应(③+④-①-②)/2得到,则S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)热化学方程式为:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1。
考点:本题考查化学平衡判断及移动分析、化学反应速率、原电池原理、热化学方程式书写。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(5分)H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的:
(1)已知:①
![]()
②
![]()
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为:________________。
(2)一定条件下,在体积为2 L的容器中通入1 mol H2和l mol NO气体生成N2(g)和H2O(l),该反应达平衡时,容器内的压强是反应起始时的40%。保持其它条件不变,只往容器中再通入1 mol H2,计算反应再达新平衡时,化学平衡常数为__________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(6分)将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。试求:
(1)B的平均反应速率为 。
(2)x的值为 。
(3)5 min后,A、B的物质的量之比为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)
CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能自发进行的条件是 。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp= (用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。![]()
(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是 。
(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有 。
A.向该反应体系中投入石灰石
B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.提高CO的初始体积百分数
D.提高反应体系的温度
(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。
![]()
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(18分)运用化学反应原理研究氮、氯等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)科学家研究在一定条件下通过下列反应制备NH3:![]()
①在其他条件相同时,反应中NH3的体积分数(a)在不同温度下随反应时间(t)的变化如图。该反应的平衡常数表达式K=______,该反应中的
(填“>”“<”或“=”)。![]()
②某温度下,在2L容积不变的密闭容器中加入1molN2和6molH2O(1)发生反应,N2转化率随时间(t)变化如图。15-20min内,v(NH3)=____。若其他条件不变,在图中画出使用催化剂后N2的转化率随反应时间变化的曲线示意图。
(2) 25℃时,某同学将0.lmol
盐酸与0.2 mol
氨水等体积混合,所得混合溶液pH______7(填“>”“<”或“=”,下同),混合溶液中
(25℃时,NH3.H2O的电离常数
)
(3) 25℃时,向O.lmol
的MgCl2溶液中逐滴加入适量0.lmol
氨水,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入O.lmol
的FeCl3溶液,观察到的现象是______ ;上述过程中发生的所有反应的离子方程式为______。(25℃时,
,
)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)工业上以乙苯为原料生产苯乙烯的反应如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)
Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小组为探究温度等因素对该反应的产率影响,在容积可变的密闭容器中分别作了四组实验,实验结果如下图a、b所示。![]()
(1)根据反应及上图(a),判断△H 0(填“<”“=”或“>”,下同),△S 0;请选择经济、且适宜的反应温度: 。
(2)下列事实可以说明该反应已达平衡的是 。
A.混合气体的密度不再变化
B.氢气的体积分数保持不变
C.氢气、苯乙烯的生成速率之比保持不变
D.单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)从压强因素分析,为提高乙苯的转化率,应采用 的生产条件。实际工业生产中常采用通入水蒸气的方法。水蒸气的含量对反应的影响结果如上图(b)所示。
①在做这四组实验时,应该采用的其他实验条件是 。
A.反应温度相同 B.采用不同的催化剂
C.压强都控制在常压下 D.反应相同时间时测定实验数据
②图(b)表明: 。![]()
③一定温度下,在恒压密闭容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的气体,发生上述反应,在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变,此时分离出一定量的水蒸气,在t2时刻重新达到平衡,请在右图中画如反应再次达到平衡过程的图像。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)在电化学中,常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中,碳棒作 极。
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ?mol-1,则要制备标准状况下22.4升水煤气,转移的电子的物质的量为 ,需要吸收的热量为 kJ。
(3)工业上把水煤气中的混合气体经过处理后,获得的较纯H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1。下图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N2随时间变化示意图。![]()
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为: 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(4)Na2CO3可在降低温室气体排放中用作CO2的捕捉剂。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收标准状况下2.24LCO2后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题:
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知: C(s)+
(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5kJ·mol-1 ②
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.8kJ·mol-1 ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式:
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。![]()
①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示,该反应ΔH 0(填“>”或“ <”)。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系,曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为 ;测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%,则x1= 。
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 (填序号)。
| A.正反应速率先增大后减小 | B.逆反应速率先增大后减小 |
| C.化学平衡常数K值增大 | D.反应物的体积百分含量增大 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,据此回答以下问题:
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越 。
(2)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K= (可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.容器内的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.v正(N2)=2v逆(NH3)
d.混合气体中c(NH3)不变
(3)对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(选填序号) 。![]()
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