【題目】(1)隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放顯減少10%,二氧化碳(CO2)的排放量也要大幅減少。
①已知反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),一定條件下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____(填字母)。
A.體系壓強(qiáng)保持不變
B.混合氣體顏色保持不變
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
D.每消耗1molSO3的同時生成1 molNO2
②CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物 CH3OH實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在1L的密閉容器中,充入lmolCO2和 3molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______
③工業(yè)上,CH3OH 也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)。下列說法正確的是_____。(雙選)
溫度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù) | 667 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
A.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行,高溫下可自發(fā)進(jìn)行
C.在T℃時,1L密閉容器中投入0.1molCO和 0.2molH2,達(dá)到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為 50%,則此時的平衡常數(shù)為100
D.工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)(5MPa)和250℃,是因?yàn)榇藯l件下,原料氣轉(zhuǎn)化率最高
(2)以NH3與CO2為原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:
反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=159.5 kJ·mol1;
反應(yīng)II:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5 kJ·mol1;
則反應(yīng)IV:NH3與CO2合成尿素同時生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_________。
(3)T1℃時,向容積為2L的恒容密閉容器中充入n(NH3)∶n(CO2)=2∶1的原料氣,使之發(fā)生反應(yīng)IV,反應(yīng)結(jié)束后得到尿素的質(zhì)量為30g,容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p)隨時間(t)的變化如圖1所示。(M(尿素)=60g/mol)
①T1℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為______。
②圖2中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為____(填曲線標(biāo)記字母)
【答案】B 0.225mol·L-1·min-1 AC 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=87.0 kJ·mol1 128(mol/L)-3 a
【解析】
(1)①達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,由此衍生的一些物理量也不變;
②根據(jù)v=計(jì)算出v(CH3OH),然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出v(H2);
③A.由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動;B.根據(jù)△G=△H-T△S判斷,△G>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行;△G<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行;C.利用三段式計(jì)算出平衡時平衡混合物各組分的濃度,代入平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算;D.由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)移動,不利用原料氣轉(zhuǎn)化;
(2)先寫出NH3與CO2合成尿素同時生成液態(tài)水的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),根據(jù)該化學(xué)方程式、利用蓋斯定律I+II-III得到NH3與CO2合成尿素同時生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式;
(3)①平衡常數(shù)是生成物濃度冪積與反應(yīng)物濃度冪積之比,反應(yīng)結(jié)束后得到尿素的物質(zhì)的量為=0.5mol,利用反應(yīng)的三段式計(jì)算出平衡時c(NH3)、c(CO2),將其代入平衡常數(shù)表達(dá)式求出平衡常數(shù)K的值;
②反應(yīng) IV為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0kJmol-1,該反應(yīng)正向放熱,由于平衡常數(shù)k只與溫度有關(guān),所以升高溫度,反應(yīng)逆向移動。
(1)①A.無論是否達(dá)到平衡,體系壓強(qiáng)都保持不變,不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯誤;B.混合氣體顏色保持不變,說明濃度不變,達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;C.混合氣體的總質(zhì)量和總物質(zhì)的量,無論是否達(dá)到平衡,二者均始終保持不變,即合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯誤;D.物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯誤;故答案為B。
②由圖象可知:v(CH3OH)==0.075 mol·L-1·min-1,v(H2)=3v(CH3OH)=0.225mol·L-1·min-1;
③A.由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A正確;B.反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H<0,△G=△H-T△S<0,當(dāng)△S<0時,反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,且高溫和低溫下,均可以自發(fā)進(jìn)行,故B錯誤;
C.對于可逆反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
開始(mol/L) 0.1 0.2 0
變化(mol/L) 0.05 0.1 0.05
平衡(mol/L) 0.05 0.1 0.05
所以平衡常數(shù)k===100,故C正確;D.增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)移動,有利于原料氣轉(zhuǎn)化。由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)移動,故升高不利用原料氣轉(zhuǎn)化,采取250℃溫度,考慮反應(yīng)速率與催化劑的活性,故D錯誤;故答案為AC;
(2)NH3與CO2合成尿素同時生成液態(tài)水的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),根據(jù)蓋斯定律I+II-III有:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-159.5kJmol-1+(+116.5kJmol-1)-(+44.0kJmol-1)=-87.0kJmol-1;
(3)①設(shè)起始n(CO2)=x,則n(NH3)=2x,平衡時生成尿素的物質(zhì)的量為=0.5mol,反應(yīng)IV的三段式為
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)
起始量(mol) 2x x 0
變化量(mol)1 0.5 0.5
平衡量(mol)
根據(jù)恒溫恒容條件下,氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比有3x:(2x-1+x-0.5+0.5)=9:3,x=0.75mol,平衡時c(NH3)==0.25mol/L、c(CO2)=0.125mol/L,平衡常數(shù)k===128;
②2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0kJmol-1,該反應(yīng)正向放熱,所以升高溫度,反應(yīng)逆向移動,k減小,即平衡常數(shù)k隨溫度升高而減小,故答案為a。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鐵碳微電解技術(shù)是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝,裝置如圖所示。若上端開口關(guān)閉,可得到強(qiáng)還原性的H·(氫原子);若上端開口打開,并鼓入空氣,可得到強(qiáng)氧化性的·OH(羥基自由基)。下列說法錯誤的是
A. 無論是否鼓入空氣,負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe-2e—===Fe2+
B. 不鼓入空氣時,正極的電極反應(yīng)式為H++e—===H·
C. 鼓入空氣時,每生成1mol·OH有2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D. 處理含有草酸(H2C2O4)的污水時,上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)分別寫出下列物質(zhì)的電子式:
N2______________ NaOH______ H2O2_________
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
硅單質(zhì)與氫氧化鈉溶液的反應(yīng):_________。
二氧化氮與水反應(yīng):___________。
銅和濃硫酸加熱反應(yīng):___________ 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】除雜:
①NaCl溶液中有少量的NaHCO3
方法 ____________________方程式為 ____________________
②小蘇打溶液中有少量的蘇打
方法____________________方程式為 ____________________
③碳酸鈉溶液中有少量的碳酸氫鈉
方法____________________方程式為 ____________________
④碳酸氫鈉固體中有少量碳酸鈉固體
方法____________________方程式為____________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s) ΔH<0,若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變
B. 平衡時,若升高溫度,CO體積分?jǐn)?shù)增大,平衡常數(shù)變小
C. 平衡時,其他條件不變,分離出CO2,正反應(yīng)速率加快
D. 平衡時,v正(SO2)=2v逆(CO)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示裝置,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時A極逐漸變粗,B極逐漸變細(xì),C為電解質(zhì)溶液,則A、B、C應(yīng)是下列各組中的( )
A.A是Cu,B是Zn,C為硫酸銅
B.A是Cu,B是Zn,C為稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C為稀AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C為稀AgNO3溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于在一個密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ,下列條件的改變對反應(yīng)速率幾乎沒有影響的是
①增加C的量; ②增加CO的量;
③將容器的體積縮小一半; ④保持體積不變,充入N2以增大壓強(qiáng);
⑤升高反應(yīng)體系的溫度; ⑥保持壓強(qiáng)不變,充入N2以增大體積。
A. ②③ B. ①④ C. ①⑥ D. ④⑥
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg):
M2+(g)+CO32-(g) M2+(g)+O2(g)+CO2(g)
已知:離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強(qiáng)。下列說法不正確的是
A. ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B. ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C. ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D. 對于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
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