(13分)近些年來,世界各地頻現(xiàn)種種極端天氣。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是導致極端天氣的重要因素,研究這些化合物的綜合處理具有重要意義。
(1)工業(yè)上可利用二氧化碳和氨氣合成尿素,其總反應如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,該反應在         (填“較高溫度”或“較低溫度”)下能自發(fā)進行。
(2)已知合成尿素分兩步進行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) 
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 
下列示意圖中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線的是(填序號)        。

(3)合成尿素過程中,當NH3與CO2的物質(zhì)的量之比為1:2時,NH3
的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關系如圖所示。

①A點的逆反應速率v(CO2)          B點的逆反應速率
v(CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②達到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為          
(4)活性炭可用于處理大氣污染物NO,在某1L恒容密閉容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固體活性炭(無雜質(zhì)),生成氣體E和氣體F。當溫度分別在T1℃和T2℃時,測得平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì)
n/mol
T/℃
活性炭
NO
E
F
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①請結(jié)合上表數(shù)據(jù),寫出NO與活性炭反應的化學方程式                                
②上述反應在T1℃時的平衡常數(shù)為K1,在T2℃時的平衡常數(shù)為K2。計算K1=         ,根據(jù)題給信息判斷,T1和T2的關系是           。
A. T1>T2     B. T1<T2         C.無法比較 
③若密閉容器為容積可變,根據(jù)化學反應原理,分析增加壓強對該反應的影響                                          
                                                  。
(13分)(1)較低溫度(1分)
(2)C(1分)
(3)① < (1分) ②15%(2分)
(4)① C+2NON2+CO2(2分)
②9/16(寫成小數(shù)也得分0.5625)(2分)  C (2分)
③該反應氣體分子總數(shù)不變,在其他條件不變時,壓強升高,平衡不會移動,NO的轉(zhuǎn)化率不會改變,壓強升高,使NO濃度增加,反應速率增大。(2分)

試題分析:(1)根據(jù)反應自發(fā)進行的判斷依據(jù),該反應是焓減熵減的反應,所以反應在低溫時自發(fā);
(2)2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) ,為放熱反應,所以反應物總能量大于生成物總能量,則a在b的上方;NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 為吸熱反應,則b在c的下方;2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,是放熱反應,則a在c的上方,所以答案選選擇C;
(3)①A點的氨氣的轉(zhuǎn)化率低于B點氨氣的轉(zhuǎn)化率,說明反應未達平衡,正向進行,所以正反應速率逐漸減小,逆反應速率逐漸增大,A點的逆反應速率<B點的逆反應速率;
②平衡時氨氣的轉(zhuǎn)化率為60%,設開始時氨氣、二氧化碳的物質(zhì)的量分別a、2a,則消耗氨氣0.6a,消耗二氧化碳0.3a,所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為0.3a/2a×100%=15%;
(4)①T1℃時,消耗NO的物質(zhì)的量是0.06mol,生成E、F的物質(zhì)的量都是0.03mol,所以NO與E、F的化學計量數(shù)之比是2:1:1,則NO與活性炭反應的化學方程式C+2NON2+CO2
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算K1=c(CO2)c(N2)/c(NO)2=0.032/0.042=9/16;同理可計算K2=1/4,K1>K2,但是該反應的熱效應未給出,所以T1和T2的大小無法判斷,答案選C;
③根據(jù)壓強對反應速率和平衡的影響,判斷增加壓強對該反應的影響是:該反應氣體分子總數(shù)不變,在其他條件不變時,壓強升高,平衡不會移動,NO的轉(zhuǎn)化率不會改變,壓強升高,使NO濃度增加,反應速率增大。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

反應H2(g)+ I2(g)  2HI(g)在體積固定的密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志是(    )
①單位時間內(nèi)斷裂n mol H-H鍵的同時形成2n mol H-I鍵 ②單位時間內(nèi)生成n molI2的同時生成2n molHI 
A.②④⑤⑥B.②③④⑤C.①③④⑤D.全部

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

(15分)乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn);卮鹣铝袉栴}:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫出相應的反應的化學方程式                             
(2)已知:
甲醇脫水反應①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烴反應②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g)? △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))? △H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H=                   KJ·mol-1
與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點是:             。
(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)K=               (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為:                 ,理由是:                      
③氣相直接水合法黨采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290 ℃,壓強6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5℅。若要進一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有:               、                    。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

密閉容器中,發(fā)生反應:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H<0,下列說法正確的是
A.一定溫度下,壓縮容器體積,則正反應速率加快,逆反應速率減慢
B.若v生成(CH3OH)=v消耗(CO),則該反應達到平衡狀態(tài)
C.升高溫度,重新達到平衡時,增大
D.使用催化劑,反應的平衡常數(shù)增大

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

(14分)為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
(1)汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應:N2 + O22NO,是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
①在T1、T2溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應時N2的體積分數(shù)隨時間變化如右圖所示,根據(jù)圖像判斷反應N2(g) + O2(g)2NO(g)的△H________0(填“>”或“<”)。
②在T3溫度下,向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2,50秒后達到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為2mol,則該反應的速率υ(N2)=___________________。該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。

(2)利用右圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,用陰極排出的溶液可吸收NO2。
①陽極的電極反應式為_____________________。
②在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體,同時有SO32生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。
(3)一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下,將a mol/L的醋酸與b mol/L
Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2)=c(CH3COO),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。
(4)引起霧霾的PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機顆粒物及揚塵等,任寫一種與SO42互為等電子體的分子                 。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在2 L的密閉容器中發(fā)生反應xA(g)+yB(g)zC(g)。圖甲表示200 ℃時容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時間的變化,圖乙表示不同溫度下平衡時C的體積分數(shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關系。則下列結(jié)論正確的是

A.200 ℃時,反應從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04 mol·L-1·min-1
B.200℃時,該反應的平衡常數(shù)為25 L2/mol2
C.當外界條件由200℃降溫到100℃,原平衡一定被破壞,且正逆反應速率均增大
D.由圖乙可知,反應xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(14分)工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗,實驗結(jié)果如下圖a、b所示。

(1)根據(jù)反應及上圖(a),判斷△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;請選擇經(jīng)濟、且適宜的反應溫度:        。
(2)下列事實可以說明該反應已達平衡的是          。
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分數(shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)從壓強因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應采用      的生產(chǎn)條件。實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法。水蒸氣的含量對反應的影響結(jié)果如上圖(b)所示。
①在做這四組實驗時,應該采用的其他實驗條件是           。
A.反應溫度相同         B.采用不同的催化劑
C.壓強都控制在常壓下    D.反應相同時間時測定實驗數(shù)據(jù)
②圖(b)表明:                           。

③一定溫度下,在恒壓密閉容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的氣體,發(fā)生上述反應,在t1時刻達到平衡。保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,在t2時刻重新達到平衡,請在右圖中畫如反應再次達到平衡過程的圖像。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

可逆反應:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志的是(  )
①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)
⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

碘單質(zhì)難溶于水卻易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液發(fā)生反應:I2(aq)+I(aq)I3(aq),該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如右圖,下列說法不正確的是
A.上述正反應為放熱反應
B.上述體系中加入苯,平衡不移動
C.可運用該反應原理除去硫粉中少量的碘單質(zhì)
D.實驗室配制碘水時,為增大碘單質(zhì)的溶解度可加入適量KI溶液

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