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1、PAGE 題型專練11 基本理論1. 氮和碳的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。(1)已知:N2(g)O2(g)=2NO(g); H180.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g); H483.6 kJmol1則反應(yīng)2H2(g)2NO(g)=2H2O(g)N2(g);H_。(2)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件,將CO和H2的混合氣體在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)為CO(g)2H2(g) CH3OH(g) Hm2m3 (5). 相同溫度和壓強(qiáng)下,若SO2濃度不變,O2濃度增大,轉(zhuǎn)化率提高,m值減小。 (6). Kp= (7). =1200Pa( (8). 無尾氣排放,不污染環(huán)境【解析】(
2、1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減生成物的總鍵能;則反應(yīng)I的H=(2535)+0.5496-3472=-98kJ/mol;正確答案:-98;反應(yīng)生成V204S03,方程式為S02+V205V204S03,反應(yīng)V204S03與氧氣反應(yīng)生成V205和S03,方程式為2V204S03+022V205+S03,故答案為:S02+V205V204S03;(2)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量不為0的反應(yīng),恒容密閉容器中混合氣體的壓強(qiáng)不再變化,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);A正確;反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,恒容密團(tuán)容器中混合氣體的密度恒為常數(shù),無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);B錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量不為0的反應(yīng),合氣體的
3、總物質(zhì)的量不再變化,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);C正確;反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,混合氣體的總量在變化,當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);D正確;n(SO2)n(O2)n(SO3)=212,無法判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),E錯(cuò)誤;反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),各組分的濃度保持不變;SO2氣體的百分含量不再變化,可以判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);F正確;正確選項(xiàng):B E ; (3)根據(jù)圖像可知:m=,m越大,二氧化硫轉(zhuǎn)化率越小;原因相同溫度和壓強(qiáng)下,若SO2濃度不變,增大氧氣的濃度,氧氣的轉(zhuǎn)化率減少,SO2的轉(zhuǎn)化率增大;正確答案: m1m2m3 ;相同溫度和壓強(qiáng)下,若SO2濃度不變,O2濃度增大,轉(zhuǎn)化率提高,m值減小;
4、根據(jù)反應(yīng):SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g),其他條件不變時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)Kp為生成物的平衡分壓與反應(yīng)物的平衡分壓的分壓冪之比;平衡常數(shù)可以用壓強(qiáng)表示為:Kp=;根據(jù)題給信息,壓強(qiáng)為Pa,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為88%;n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol, n(N2)=70mol,進(jìn)行如下計(jì)算: SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g), 起始量: 10 24.4 0 變化量: 1088% 0.51088% 1088% 平衡量:1012% 24.4-588% 1088% 平衡時(shí),混合氣體總量為1012%+24.4-588%+1088%+70=104.4-588%=
5、100mol達(dá)平衡時(shí)SO2的分壓p(SO2)為1012%105 100100%=1200 Pa;正確答案:1200 Pa;使二氧化硫氣體趨于全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫,這樣就沒有二氧化硫氣體的剩余,減少了對環(huán)境的污染;正確答案:無尾氣排放,不污染環(huán)境;3. 氮元素也與碳元素一樣存在一系列氫化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。請回答下列有關(guān)問題:(1)上述氮的系列氫化物的通式為_。(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1,查閱文獻(xiàn)資料,化學(xué)鍵鍵能如下表:化學(xué)鍵H-HN=NN-HE/kJmol-1436946391氨分解反應(yīng)NH3(g)N2(g)+H
6、2(g)的活化能Ea1=300kJmol-1,則合成氨反應(yīng) N2(g)+H2(g)NH3(g)的活化能Ea2=_。氨氣完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為_。如右圖是氨氣燃料電池示意圖。a電極的電極反應(yīng)式為_。(3)已知NH3H2O為一元弱堿。N2H4H2O為二元弱堿,在水溶液中的一級(jí)電離方程式表示為:N2H4H2O+H2ON2H5H2O+OH-。則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為_;溶液中離子濃度由大到小的排列順序?yàn)開。(4)通過計(jì)算判定(NH4)2SO3溶液的酸堿性(寫出計(jì)算過程)_。(已知:氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2Ka2=6
7、.310-8)?!敬鸢浮?(1). NnH(n+2) (2). 254kJmol-1 (3). 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H=-1266.8kJmol-1 (4). NH3+6OH-6e-=N2+6H2O (5). N2H62+H2ON2H5H2O+H+ (6). Cl-N2H62+H+N2H5H2O+OH- (7). O32-的水解常數(shù)Kh1=10-7,NH4+的水解常數(shù)Kh=10-10,Kh1Kh,故SO32-水解起主要作用而呈堿性【解析】(1)通過觀察可知:氮與氫原子數(shù)相差2個(gè),通式為NnH(n+2),正確答案:NnH(n+2);(2)NH3(g)N2(g
8、)+H2(g),H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=3391-1/2946-3/2436=+46 kJmol-1; H= Ea1- Ea2=46;300- Ea2=46,Ea2=254kJmol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-483.6kJmol-1, NH3(g)N2(g)+H2(g),H=+46 kJmol-1;根據(jù)蓋斯定律:兩個(gè)式子整理完成后,4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H=1266.8kJmol-1;正確答案:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H=1266.8kJmol-1; 氨氣燃料電池,氨氣做負(fù)極,負(fù)
9、極發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,在堿性環(huán)境下氧化為氮?dú)?;極反應(yīng)為NH3+6OH-6e-=N2+6H2O;正確答案為:NH3+6OH-6e-=N2+6H2O;(3)N2H4H2O為二元弱堿,N2H6Cl2為強(qiáng)酸弱堿鹽,水解顯酸性,第一步水解的離子方程式為N2H62+H2ON2H5H2O+H+;溶液中的離子:Cl-、N2H62+、H+、OH-、N2H5H2O+;根據(jù)水解規(guī)律:溶液中離子濃度大小排列順序?yàn)椋篶(Cl-)c(N2H62+)c(H+)c(N2H5H2O+)c(OH-);正確答案:c(Cl-)c(N2H62+) c(H+)c(N2H5H2O+)c(OH-);(4)鹽類水解平衡常數(shù)Kh=KW/Ka
10、 ,其中KW為離子積,Ka為弱酸或弱堿的電離平衡常數(shù);已知:氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2 Ka2=6.310-8);NH4+的水解常數(shù)Kh1=10-10;SO32-的水解常數(shù)Kh2=10-7,Kh1Kh,平衡常數(shù)越大,水解能力就越強(qiáng),故SO32-水解起主要作用而呈堿性;正確答案:堿性;已知:氨水Kb=1.810-5;H2SO3 Ka1=1.310-2 Ka2=6.310-8);NH4+的水解常數(shù)Kh1=10-10;SO32-的水解常數(shù)Kh2=10-7,Kh1”“ (5). D (6). c(Na+)c(CO32-)c(HCO3-)c(H+) (7). 14%或0
11、.14 (8). 逆向 (9). 減小【解析】(1).根據(jù)題給信息分別寫出三個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式:H2O(g)=H2O(l)H=-44.0kJ/mol,C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H=-1411.0kJmol- ,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律,整理出熱化學(xué)方程式并計(jì)算出反應(yīng)的H;正確答案:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=-127.8kJ/mol;該反應(yīng)為一個(gè)S0,HKN; 可逆反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) H=-127.8kJ/mol;其
12、他條件下不變,反應(yīng)前后的氣體的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,混合氣體密度恒為定值,無法判定平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量減少的反應(yīng),壓強(qiáng)不變可以判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),但是氫氣、二氧化碳均為反應(yīng)物,按一定比例關(guān)系進(jìn)行反應(yīng),n(H2)/n(CO2)始終保持不變,無法判定平衡狀態(tài), B錯(cuò)誤;溫度高于250時(shí),催化劑的催化效率降低,但是催化劑對平衡的移動(dòng)無影響,向左移動(dòng)是因?yàn)闇囟壬叩木壒?;C錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體體積減少的的反應(yīng),若將容器由“恒容”換為“恒壓”,其他條件不變,相當(dāng)于加壓的過程,平衡右移,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,D正確;正確答案:D;250時(shí),根據(jù)圖像看出,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%
13、,平衡后剩余二氧化碳的量150%=0.5mol,設(shè)反應(yīng)生成碳酸氫鈉xmol,碳酸鈉y mol,根據(jù)碳原子守恒:x+y=0.5;根據(jù)鈉離子守恒:x+2y=30.3,解之,x= 0.1mol ,y=0.4mol;即碳酸氫鈉0.1mol,碳酸鈉 0.4mol, 碳酸鈉的量比碳酸氫鈉大,CO32-水解很少,剩余得多;所以c(CO32-)c(HCO3-);溶液中離子濃度大小關(guān)系:c(Na+)c(CO32-)c(HCO3-)c(H+);正確答案:c(Na+)c(CO32-)c(HCO3-)c(H+); 可逆反應(yīng): 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) 起始量:1 3 0 0 變
14、化量 150% 350% 0.550% 250% 平衡量 0.5 1.5 0.25 1混合氣體的總質(zhì)量:144+32=50g, 乙烯的質(zhì)量:0.2528=7 g,所以乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為750100%= 14%或0.14;正確答案:14%或0.14;(5)增大體積,相當(dāng)于減壓,平衡向左移動(dòng);正確答案:逆向;反應(yīng)前后混合氣體的總質(zhì)量不變,體積變大,所以密度減少;正確答案:減小。5. 氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。(1)氯胺(NH2Cl)的電子式為_??赏ㄟ^反應(yīng)NH3(g)Cl2(g)=NH2Cl(g)HCl(g)制備氯胺,已知部分化學(xué)鍵的鍵能如右表所示(假定不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鍵能一樣),則上述
15、反應(yīng)的H=_。化學(xué)鍵鍵能/(kJmol-1)N-H391.3Cl-Cl243.0N-Cl191.2H-Cl431.8NH2Cl與水反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì),可作長效緩釋消毒劑,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)用焦炭還原NO的反應(yīng)為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容積均為1L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫(反應(yīng)溫度分別為400、400、T)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中n(NO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示:t/min04080120160n(NO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80n(NO)(乙容器)/mol1.000.800.650
16、.530.45n(NO)(丙容器)/mol2.001.451.001.001.00該反應(yīng)為_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。乙容器在200min達(dá)到平衡狀態(tài),則0200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NO)=_。(3)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生該反應(yīng),測得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)_Kc(B)(填“”或“”或“=”)。A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是_(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡
17、常數(shù)Kp(C)=_(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?!敬鸢浮?(1). (2). +11.3kJ/mol-1 (3). NH2ClH2ONH3HClO或NH2Cl2H2ONH3H2OHClO( (4). 放熱 (5). 0.003molL-1min-1 (6). = (7). A (8). 2MPa【解析】(1)(1)氮原子最外層有5個(gè)電子,氯原子最外層有7個(gè)電子,氫原子最外層1個(gè)電子,三種原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,氯胺(NH2Cl)的電子式為;正確答案:。反應(yīng)為NH3(g)Cl2(g)=NH2Cl(g)HCl(g),H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=3391.3+243-2
18、391.3-191.2-431.8=+11.3kJ/mol-1;正確答案:+11.3kJ/mol-1。生成物具有強(qiáng)氧化性、具有消毒作用的是次氯酸,氯元素由-1價(jià)氧化為+1價(jià),氮元素由-2價(jià)還原到-3價(jià),生成氨氣;正確答案:NH2ClH2ONH3HClO或NH2Cl2H2ONH3H2OHClO。(2)從甲丙兩個(gè)反應(yīng)過程看出,加入的n(NO)一樣,但是丙過程先達(dá)平衡,說明丙的溫度比甲高;丙中n(NO)剩余量比甲多,說明升高溫度,平衡左移,該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);正確答案:放熱。 容積為1L的甲中: 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g), 起始量 2 0 0 變化量 1.2 0.6 0.6
19、 平衡量 0.8 0.6 0.6平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)=0.60.6/0.82=9/16;甲乙兩個(gè)反應(yīng)過程溫度相同,所以平衡常數(shù)相同;容積為1L的乙容器中,設(shè)NO的變化量為xmol: 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),起始量 1 0 0變化量 x 0.5x 0.5x平衡量 1- x 0.5x 0.5x平衡常數(shù)=c(N2)c(CO2)/ c2(NO)= 0.5x0.5x/(1- x)2=9/16,解之得x=0.6mol;0200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NO)= 0.61200= 0.003molL-1min-1;正確答案:0.003m
20、olL-1min-1。(3) 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),由于溫度不變,平衡常數(shù)不變, Kc(A)= Kc(B);正確答案: =。增大壓強(qiáng),平衡左移,NO2的轉(zhuǎn)化率降低,所以A、B、C三點(diǎn)中壓強(qiáng)最小為A點(diǎn),該點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最大;正確答案:A。由焦炭還原NO2的反應(yīng)為:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生反應(yīng)在C點(diǎn)時(shí),NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度相等,可知此時(shí)反應(yīng)體系中n(NO2)=0.5mol,n(N2)=0.25mol,n(CO2)=0.5mol,則三種物質(zhì)的分壓分別為:P(NO2)=P(CO2)=10MPa=4,P(N2)=2MPa,C點(diǎn)時(shí)該反
21、應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)= 2MPa42MPa/42MPa=2 MPa;正確答案:2MPa。6. 前兩年華北地區(qū)頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣引起了人們的高度重視,化學(xué)反應(yīng)原理可用于治理環(huán)境污染,請回答以下問題。(1)一定條件下,可用CO處理燃煤煙氣生成液態(tài)硫,實(shí)現(xiàn)硫的回收。已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) H = 566 kJmol1S(l) + O2(g) = SO2(g) H = 296 kJmol1則用CO處理燃煤煙氣的熱化學(xué)方程式是_。在一定溫度下,向2 L 密閉容器中充入 2 mol CO、1 mol SO2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,則該溫度下
22、該反應(yīng)的平衡常數(shù)K = _。(2)SNCRSCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)(除去煙氣中的NOx),其流程如下:已知該方法中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) 4N2(g) + 6H2O(g) H = 1646 kJmol1,在一定溫度下的密閉恒壓的容器中,能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_(填字母)。 a4逆(N2) = 正(O2) b混合氣體的密度保持不變 cc(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4d單位時(shí)間內(nèi)斷裂4 mol NH鍵的同時(shí)斷裂4 mol NN鍵 (3)如圖所示,反應(yīng)溫度會(huì)直接影響SNCR技術(shù)的脫硝效率。SNCR技術(shù)脫硝的溫度選
23、擇925 的理由是_。 SNCR與SCR技術(shù)相比,SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度較高,其原因是_;但當(dāng)煙氣溫度高于1000時(shí),SNCR脫硝效率明顯降低,其原因可能是_。 (4)一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化,其工作原理如圖所示:中間室的Cl 移向_(填“左室”或“右室”),處理后的含硝酸根廢水的pH_(填“增大”或“減小”) 若圖中有機(jī)廢水中的有機(jī)物用C6H12O6表示,請寫出左室發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:_?!敬鸢浮?(1). 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) H = 270 kJ/mol (2). K=1620 (3). b (4). 925時(shí)脫硝效率高
24、,殘留氨濃度較小 (5). 沒有使用催化劑,反應(yīng)的活化能較高 (6). 因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng)(或高溫下N2與O2生成了NO等合理答案) (7). 左室 (8). 增大 (9). C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律:第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)整理得出CO處理燃煤煙氣的熱化學(xué)方程式2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) H = 270 kJ/mol;正確答案:2CO(g) + SO2(g)= 2CO2(g)+ S(l) H = 270 kJ/mol。根據(jù)已知可知:反應(yīng)開始時(shí)c(CO
25、)=1 mol/L,c(SO2)=0.5 mol/L;據(jù)反應(yīng)方程式列式: 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) 起始濃度 1 0.5 0 變化濃度 190% 0.590% 190%平衡濃度 0.1 0.05 0.9該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K = c2(CO2)/ c2(CO)c(SO2)= 0.92/ 0.120.05=1620;正確答案1620。(2)速率之比和系數(shù)成正比:逆(N2) = 4正(O2),a錯(cuò)誤;反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變時(shí),容器的體積也就不再發(fā)生改變,氣體的密度也就不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);b正確;c(N2):c(H2O
26、):c(NH3)=4:6:4 的狀態(tài)僅僅是反應(yīng)進(jìn)行過程中一種狀態(tài),無法判定平衡狀態(tài); c錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi)斷裂12mol NH鍵的同時(shí)斷裂4 mol NN鍵,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),d錯(cuò)誤;正確答案b。(3) 從圖示看出當(dāng)溫度選擇925 時(shí),脫硝效率高,殘留氨濃度較小;正確答案:脫硝效率高,殘留氨濃度較小。 從上述流程看出,SNCR技術(shù)的反應(yīng)沒有使用催化劑,反應(yīng)的活化能較高,因此反應(yīng)溫度較高;因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng),脫硝效率明顯降低;正確答案:沒有使用催化劑,反應(yīng)的活化能較高;因?yàn)槊撓醯闹饕磻?yīng)是放熱反應(yīng),溫度過高,使脫硝反應(yīng)逆向移動(dòng)(或高溫下N2與O2生成了NO等合
27、理答案)。(4)從題給信息看出,硝酸根離子中氮元素變?yōu)榈獨(dú)?,發(fā)生還原反應(yīng),該極為原電池的正極(右室);電解質(zhì)溶液中的Cl 移向負(fù)極,即左室;在正極溶液中的硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)為:2NO3-+10e-+6H2O=N2+12OH-,產(chǎn)生OH-,溶液的堿性增強(qiáng),pH增大;正確答案:左室;增大。C6H12O6在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,極反應(yīng)為:C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+;正確答案:C6H12O6 24e + 6H2O = 6CO2 + 24H+。7. COS和H2S是許多煤化工產(chǎn)品的原料氣。已知:.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H
28、=X kJmol-1;I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-42kJmol-1;(1)斷裂1mol分子中的化學(xué)鍵所需吸收的能量如下表所示:分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)H2O(g)CO2(g)能量/kJmol-1132144010766809301606則X=_。(2)向10L容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、ImolH2(g)和1molH2O(g),進(jìn)行上述兩個(gè)反應(yīng),在某溫度下達(dá)到平衡,此時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)為4%,且測得此時(shí)COS的物質(zhì)的量為0.80mol,則該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)為_(保留兩位有效數(shù)字)(3)現(xiàn)有兩個(gè)相同的2L恒容絕熱(與
29、外界沒有熱量交換)密閉容器M、N,在M中充入1molCO和1molH2O,在N中充入1molCO2和ImolH2,均在700下開始按進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí),下列說法正確的是_。A.兩容器中CO的物質(zhì)的量MNB.兩容器中正反應(yīng)速率MN(4)氫硫酸、碳酸均為二元弱酸,其常溫下的電離常數(shù)如下表:H2CO3H2SKa14.410-71.310-7Ka24.710-117.110-15煤的氣化過程中產(chǎn)生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,該反應(yīng)的離子方程式為_;常溫下,用100ml0.2molL-1InaOH溶液吸收48mL(標(biāo)況)H2S氣體,反應(yīng)后溶液中離子濃度從大到小的順序?yàn)開。(5)25時(shí),用N
30、a2S沉淀Cu2+、Sn2+兩種金屬離子 (M2+),所需S2-最低濃度的對數(shù)值1gc(S2-)與Igc(M2+)的關(guān)系如右圖所示,請回答:25時(shí)Ksp(CuS)=_。25時(shí)向50mL的Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,當(dāng)Na2S溶液加到150mL時(shí)開始生成SnS沉淀,則此時(shí)溶液中Cu2+濃度為_mol/L?!敬鸢浮?(1). 5 (2). 0.034 (3). AC (4). H2S+CO32-HS-+HCO3 (5). c(Na+)c(HS)c(OH) c(H+) c(S2) (6). 10-35 (7). 2.510-13【解析】(1) H=反
31、應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量=1321+440-680-1076=5 kJmol-1;正確答案:5。(2) COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 x x x x 平衡量 1-x 1- x x xCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始量 x 1 0 1- x變化量 y y y y平衡量 x- y 1- y y 1- x+ y根據(jù)題給信息可知:1-x=0.8, x=0.2 mol;反應(yīng)后混合氣體總量為1-x+x+x-y+1-y+y+1- x+y=3mol,根據(jù)CO的體積分?jǐn)?shù)為4%列方程 (0.2-y)/3=0.04, y=
32、0.08 mol; c(H2)=(1- x+ y)/10=0.088mol/L;c(H2S)= x /10=0.02mol/L;c(CO)= (x-y)/10=0.012 mol/L; c(COS)= (1-x)/10=0.08mol/L;反應(yīng)I的平衡常數(shù)為c(CO)c(H2S)/ c(H2) c(COS)= 0.0120.02/0.080.088=0.034;正確答案:0.034。 (3) 由于容器M的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)的溫度升高;由于恒容絕熱,升高溫度,平衡左移,兩容器中CO的物質(zhì)的量MN,A正確;M中溫度大于N中的溫度,所以兩容器中正反應(yīng)速率MN,B錯(cuò)誤;容器M中反應(yīng)
33、是從正反應(yīng)方向開始的,容器N中是反應(yīng)是從逆反應(yīng)方向開始的,由于恒容絕熱(與外界沒有熱量交換),所以CO的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和必然小于1,C正確;容器M中反應(yīng)是從正反應(yīng)方向開始的,由于恒容絕熱(與外界沒有熱量交換),平衡左移,所以兩容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)MH2SHCO3-HS-;所以H2S與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHS和NaHCO3;正確答案:H2S+CO32-HS-+HCO3。設(shè)生成Na2S xmol和NaHS ymol,根據(jù)硫元素守恒:x+y=44810-3/22.4 ;根據(jù)鈉元素守恒:2x+y=0.10.2,解之x=0,y=0.02mol;所以100ml、0.2molL-1N
34、aOH溶液恰好吸收448mL(標(biāo)況)H2S氣體生成NaHS,NaHS溶液電離大于水解過程,溶液顯堿性,溶液中各離子濃度大小關(guān)系為:c(Na+)c(HS)c(OH) c(H+) c(S2);正確答案:c(Na+)c(HS)c(OH) c(H+) c(S2)。(5)在25時(shí),CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=10-2510-10=10-35;正確答案:10-35。Ksp(SnS)= c(Sn2+)c(S2-)=10-251=10-25Ksp(CuS)=10-35,所以25時(shí)向50mL的Sn2+、Cu2+濃度
35、均為0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,Cu2+先沉淀完成后,Sn2+開始沉淀;c(Sn2+)=(5010-30.01)/(20010-3)=2.510-3 molL-1;根據(jù)Ksp(SnS)=c(S2-)2.510-3=10-25,c(S2-)=410-23 molL-1 ;根據(jù)Ksp(CuS)=c(Cu2+)410-23=10-35,c(Cu2+)=2.510-13molL-1;正確答案:2.510-13。8. 2017年5月18日中共中央國務(wù)院公開致電祝賀南海北部神狐海域進(jìn)行的“可燃冰”試采成功?!翱扇急笔翘烊粴馑衔铮庑蜗癖?,在常溫常壓下迅速分解釋放出甲烷,被稱為未
36、來新能源。(1)“可燃冰”作為能源的優(yōu)點(diǎn)是_(回答一條即可)。(2)甲烷自熱重整是先進(jìn)的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整兩個(gè)過程。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷,氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下:反應(yīng)過程化學(xué)方程式焓變H(kJ.mol-l)活化能E.(kJ.mol-1)甲烷氧化CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)-802.6125.6CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5蒸氣重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)+206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)+158.6243.9回答下列問題:在初始階段,
37、甲烷蒸汽重整的反應(yīng)速率_(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反應(yīng)速率。反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系其中n(CH4):n(H2O)=1:1如圖所示。該反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=_(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)由大到小的順序?yàn)開。從能量角度分析,甲烷自熱重整方法的先進(jìn)之處在于_。如果進(jìn)料中氧氣量過大,最終會(huì)導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降底,原因是_。(3)甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,其能源和開境上的雙重意義重大,甲烷超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理如圖所示。過程II中第二步
38、反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。只有過程I投料比_,過程II中催化劑組成才會(huì)保持不變。該技術(shù)總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_?!敬鸢浮?能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大 (2). 小于 (3). (Mpa)2或0.1875(Mpa)2 (4). p1p2p3p4 (5). 甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好洪蒸汽重整反應(yīng)所吸收自熱量,達(dá)到能量平衡 (6). 氧氣量過大,會(huì)將H2氧化導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低 (7). 3Fe+4CaCO3Fe3O4+4CaO+4CO (8). 1/3 (9). CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g) H=+349kJ/mol【解析】(1). “可燃冰”分子結(jié)構(gòu)式為:CH
39、4H2O,是一種白色固體物質(zhì),外形像冰,有極強(qiáng)的燃燒力,可作為上等能源。它主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成,所以也稱它為甲烷水合物,它的優(yōu)點(diǎn):能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大等;正確答案:能量密度高、清潔、污染小、儲(chǔ)量大。 (2)從表中活化能數(shù)據(jù)看出在初始階段,甲烷蒸汽重整反應(yīng)活化能較大,而甲烷氧化的反應(yīng)活化能均較小,所以甲烷氧化的反應(yīng)速率快;正確答案:小于。 根據(jù)題給信息,假設(shè)甲烷有1mol, 水蒸氣有1mol, CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+ 3H2(g) 起始量 1 1 0 0 變化量 0.2 0.2 0.2 0.6平衡量 0.8 0.8 0.2 0.6平衡后混合
40、氣體的總量:0.8+0.8+0.2+0.6=2.4 mol;各物質(zhì)分壓分別為:p(CH4)=p(H2O)=40.82.4=4/3,p(C0)= 40.22.4=1/3, p(H2)=40.62.4=1,A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=131/3(4/3)2=3/16;根據(jù)圖像分析,當(dāng)溫度不變時(shí),壓強(qiáng)減小,平衡左移,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,所以壓強(qiáng)的大小順序:p1p2p3p4;正確答案3/16;p1p2p3p4。甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好提供給甲烷蒸汽重整反應(yīng)所吸收熱量,能量達(dá)到充分利用;正確答案:甲烷氧化反應(yīng)放出熱量正好洪蒸汽重整反應(yīng)所吸收自熱量,達(dá)到能量平衡。 氧氣量過大,剩余的氧氣會(huì)將H2氧化為水蒸氣,會(huì)導(dǎo)致
41、H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低;正確答案:氧氣量過大,會(huì)將H2氧化導(dǎo)致H2物質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。(3)根據(jù)圖示分析,第一步反應(yīng)是還原劑把四氧化三鐵還原為鐵,第二步反應(yīng)是鐵被碳酸鈣氧化為四氧化三鐵,而本身被還原為一氧化碳;正確答案:3Fe+4CaCO3 Fe3O4+4CaO+4CO。反應(yīng)的歷程:CH4(g)+ CO2(g)2H2(g) +2CO(g);Fe3O4(s)+4H23Fe(s)+4H2O(g); Fe3O4(s)+4 CO(g)3Fe(s)+4 CO2(g);三個(gè)反應(yīng)消去Fe3O4和Fe,最終得到CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g);所以只有過程I投料比1/3時(shí),才能保證II中催
42、化劑組成保持不變;正確答案:1/3。 CH4(g)+3/2O2(g)CO(g)+2H2O(g) H1=-802.6 kJ.mol-l;CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) H2=-322.0 kJ.mol-l;CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H3=+158.6 kJ.mol-l;1.5-得方程式:1/2 CH4(g)+ CO(g)+ 2H2O(g)=3/2 CO2(g)+3 H2(g),H4=3/2H2-H1; 然后再進(jìn)行3-4得方程式并進(jìn)行H的相關(guān)計(jì)算:CH4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g),H=+349kJ/mol;正確答案:CH
43、4(g)+ 3CO2(g)2H2O(g) +4CO(g),H=+349kJ/mol。9. 由H、C、N、O、S等元素形成多種化合物在生產(chǎn)生活中有著重要應(yīng)用。I.化工生產(chǎn)中用甲烷和水蒸氣反應(yīng)得到以CO和H2為主的混合氣體,這種混合氣體可用于生產(chǎn)甲醇,回答下列問題:(1)對甲烷而言,有如下兩個(gè)主要反應(yīng):CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g)H1=-36kJmol-12CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H2=+216kJmol-1若不考慮熱量耗散,物料轉(zhuǎn)化率均為100%,最終爐中出來的氣體只有CO、H2,為維持熱平衡,年生產(chǎn)lmolCO,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_。(2)
44、甲醇催化脫氫可制得重要的化工產(chǎn)品一甲醛,制備過程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。反應(yīng)熱大小比較:過程I_過程II(填“大于”、“小于”或“等于”)。II.(3)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)城的重要課題。某研究性小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑,刪得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低。其可能的原因?yàn)開,在n(NO)/n(CO)=1的條件下,為更好的除去NOx物質(zhì),應(yīng)控制的最佳溫度在_K左右。(4)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)?/p>
45、”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無雜質(zhì)),一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1和T2時(shí),測得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(n/mol)如下表:物質(zhì)溫度活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式_;若T1”、“”或“=”);上述反應(yīng)T1時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1mol NO氣體,則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為_。【答案】 (1). 6NA (2). CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+(E2-E1)kJ/mol (3). 等
46、于 (4). NO分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行(只寫升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行也得滿分,其他合理說法也得分) (5). 870(接近即可給分) (6). C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) (7). (8). 80%【解析】為維持熱平衡,6+相加可得7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)=7 CO(g)+15H2(g) H=0,反應(yīng)中生成7molCO轉(zhuǎn)移電子總數(shù)42mol,所以產(chǎn)生lmolCO轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NA;正確答案:6NA。(2)根據(jù)圖示所示,H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=(E2-E1)kJ/mol,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(g)=HCHO(g)+H
47、2(g) H=+(E2-E1)kJ/mol;正確答案:CH3OH(g)=HCHO(g)+ H2(g) H=+(E2-E1)kJ/mol。H為E2和E1的差值,根據(jù)圖示可知 E2-E1的差值沒有發(fā)生變化,所以過程I和過程II反應(yīng)熱相等;正確答案:相等。(3)從圖像變化可以看出,當(dāng)不使用CO時(shí),溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,說明NO分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,不利于反應(yīng)向右進(jìn)行;正確答案:NO分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行(只寫升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行也得滿分,其他合理說法也得分)。在n(NO)/n(CO)=1的條件下,為更好的除去NOx物質(zhì),要求NO轉(zhuǎn)化率越大越好
48、,根據(jù)圖像分析,應(yīng)控制的最佳溫度在870K左右;正確答案:870(接近即可給分)。(4)根據(jù)表中信息:反應(yīng)物的變化量分別為:n(C)=0.04 mol,n(NO)=0.08 mol, n(E)= n(F) =0.04 mol;即各物質(zhì)的系數(shù)之比為1:2:1:1,根據(jù)原子守恒規(guī)律可知反應(yīng)的方程式為:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g);正確答案:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。溫度為T1,n(NO)=0.08 mol,,溫度為T2,n(NO)=0.05 mol,,若T1T2,升高溫度,平衡左移,n(NO)減少,該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);正確答案:。T1時(shí),容器的體積為5升
49、,發(fā)生如下反應(yīng) C(s) + 2NO(g) CO2(g)+ N2(g) 起始量 3 0.1 0 0變化量 0.04 0.08 0.04 0.04平衡量 2.96 0.02 0.04 0.04反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(N2) c(CO2)/ c2(NO)=(0.04/5)2/(0.02/5)2=4;上述反應(yīng)T1時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1mol NO氣體,設(shè)反應(yīng)生成CO2為xmol, 則:C(s) + 2NO(g)CO2(g) + N2(g) 起始量 2.96 0.12 0.04 0.04變化量 2x x x平衡量 0.12-2x 0.04+ x 0.04+ x由于溫度不變,平衡常數(shù)保持不變;(0
50、.04+ x)/52/(0.12-2x)/52=4,解之x=0.04mol則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為(20.04)/0.1100%=80%;正確答案:80%。10. 氨氣有廣泛用途,工業(yè)上利用反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0合成氨,回答以下問題:(1)某小組為了探究外界條件對反應(yīng)的影響,以c0 mol/L H2參加合成氨反應(yīng),在a、b兩種條件下分別達(dá)到平衡,如圖A。相對a而言,b可能改變的條件是_。在a條件下t1時(shí)刻將容器體積壓縮至原來的1/2,t2時(shí)刻重新建立平衡狀態(tài)。請?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置畫出t1時(shí)刻后c(H2)的變化曲線并作相應(yīng)的標(biāo)注。_(2)某小組往一恒溫恒壓容器充入
51、9mol N2和23mol H2模擬合成氨反應(yīng),圖B為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系圖。 比較T1、T3的大小T1_T3(填“”)。分析體系在T2、60MPa下達(dá)到的平衡,此時(shí)N2的平衡分壓為_MPa(分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));列式表示此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=_。(用平衡分壓代替平衡濃度,不要求計(jì)算結(jié)果)(3)有人利用NO2和NH3構(gòu)成電池的方法,既能實(shí)現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放減少環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能進(jìn)行粗銅精煉,如圖C所示,d極為粗銅。 a極通入_(填化學(xué)式); b極電極反應(yīng)為_?!敬鸢浮?(1). (c0-c1)/t0 (2). 增大c(N2) (3). (4)
52、. (5). 9 (6). (7). NO2 (8). 2NH36e+6OH=N2+6H2O【解析】(1)根據(jù)圖像可知,0t0的平均反應(yīng)速率v(H2)=(c0-c1)/t0 molL-1min-1;正確答案:(c0-c1)/t0。從圖像可出:達(dá)到平衡時(shí),氫氣的平衡濃度變小,時(shí)間縮短,速率加快;增大壓強(qiáng),平衡右移,但是氫氣濃度增大,與題意矛盾;增加氮?dú)獾臐舛?,平衡右移,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,速率加快,符合題意;正確答案:增大c(N2)。體積縮小1/2,氫氣的濃度會(huì)從c1突增到2 c1,然后根據(jù)縮小體積、增大壓強(qiáng),平衡右移,氫氣的濃度減少但始終在c1與2 c1之間;正確答案:。(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),
53、當(dāng)壓強(qiáng)不變的情況下,降低溫度,平衡右移,氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大,從圖像看出,T1小于T3;正確答案:。設(shè)氮?dú)獾淖兓繛閤mol,根據(jù)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始量 9 23 0 變化量 x 3 x 2 x 平衡量 9- x 23-3x 2 x氨氣的體積分?jǐn)?shù)= 2x(9- x+ 23-3x+2x)=60%,解之x=6mol;把x=6帶入下式可得:N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=(9- x)(9- x+ 23-3x+2x)=3/20,此時(shí)N2的平衡分壓為603/20=9;H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=(23-3x)(9- x+ 23-3x+2x)=1/4, 此時(shí)H2的平衡分壓為601/4=15;NH3的
54、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)60%,此時(shí)NH3的平衡分壓為6060%=36;此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=;正確答案:9;。(3)粗銅精煉中,粗銅做電解池的陽極,因此與d 極相連的a極為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),NO2和NH3反應(yīng)生成氮?dú)夂退?,NO2中+4價(jià)氮元素降低到0價(jià),被還原;因此a極通入NO2;b極為原電池的負(fù)極,氨氣在此極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)?,極反應(yīng)為2NH36e+6OH=N2+6H2O;正確答案:NO2;2NH36e+6OH=N2+6H2O。11. .化學(xué)平衡知識(shí):(1)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng):2N2(g)+6
55、H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) H=1530 kJ/mol,H2O(g)=H2O(1)H=-44.0kJ/mol,則4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) H=_kJ/mol。在恒溫恒容密閉容器中,當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),欲使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快,下列措施可行的是_(填字母)A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2C.采用更好的催化劑 D.降低反應(yīng)的溫度(2)用氨氣制取尿素CO(NH2)的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2+H2O(g)H0,某溫度下,向容器為1L 的密閉容器中通入4molNH3 和2molCO2,該反
56、應(yīng)進(jìn)行到40% 時(shí),達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。下圖中的曲線表示在前25s內(nèi)NH3 的濃度隨時(shí)間的變化。如果保持其他條件不變的情況下使用催化劑,請?jiān)谙聢D中用實(shí)線畫出c(NH3)隨時(shí)間的變化曲線_若保持溫度和容器體積不變,向平衡體系中再通入2molNH3 和2molH2O,此時(shí)v正_v 逆(填“”、“=”或“c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-) (7). Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O (8). 3.010-6mol/L【解析】(1)2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) H=1530 kJ/mol;H2O(g)=H2O(
57、1) H=-44.0kJ/mol,則根據(jù)蓋斯定律:-(+))可以得到:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) H=-1266 kJ/mol;向平衡混合物中充入Ar,在恒容密閉容器中,各組分濃度不變,所以速率不變,平衡不動(dòng),A錯(cuò)誤;向平衡混合物中充入,正逆反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng),B正確;采用更好的催化劑不會(huì)改變化學(xué)平衡移動(dòng),只是會(huì)加快反應(yīng)速率,C錯(cuò)誤;降低反應(yīng)的溫度會(huì)降低反應(yīng)速率,D錯(cuò)誤;正確答案: -1266 ; B。(2)向容器為1L 的密閉容器中通入4molNH3 和2molCO2,該反應(yīng)該反應(yīng)進(jìn)行到時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%;根據(jù)反應(yīng)分析如下:2NH
58、3(g)+CO2(g)CO(NH2)2+H2O(g) 起始濃度 4 2 0 0 變化濃度 2 1 1 1平衡濃度 2 1 1 1加入催化劑,不會(huì)改變化學(xué)平衡移動(dòng),但是會(huì)加快反應(yīng)速率,得到前25s 隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示:;正確答案:。上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(H2O)/ c(NH3)c(CO2)=1/4=0.25;若保持其他條件不變,向平衡體系中再通入2molNH3 和2molH2O,此時(shí),所以平衡會(huì)正向移動(dòng), v正大于v 逆,正確答案:。(3)轉(zhuǎn)化為,氮元素化合價(jià)降低,酸性條件下,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),則陰極反應(yīng)為,溶液中水失電子生成氧氣,酸性條件下,陽極反應(yīng)為,所以電解反應(yīng)的總化學(xué)方
59、程式為。正確答案:。.(4)當(dāng)v(NaOH)=20mL 時(shí),發(fā)生反應(yīng)為,溶液主要為NaHA,電離大于水解,溶液顯酸性,則c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-); 正確答案:c(Na+)c(HA-)c(H+)c(A2-)c(OH-)。(5)酸性條件下,具有強(qiáng)氧化性,可氧化,反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O ,正確答案: Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 。 若處理后的廢水中殘留的,計(jì)算得到,則殘留的的濃度為,;正確答案3.010-6mol/L。12. 航天員呼吸產(chǎn)生的CO2用下列反應(yīng)處理,可實(shí)現(xiàn)
60、空間站中O2的循環(huán)利用。Sabatier反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)水電解反應(yīng):2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)(1)將原料氣按=14置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng),測得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”)。 溫度過高或過低均不利于該反應(yīng)的進(jìn)行,原因是_。 200達(dá)到平衡時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p,該反應(yīng)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算式為_。(不必化簡。用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(2)Sabatier反應(yīng)在空間站運(yùn)行時(shí),下列措施能提高CO2轉(zhuǎn)化率的是
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