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科目: 來源: 題型:實驗題

12.如圖所示,向A中充入1mol X和1mol Y,向B中充入2mol X和2mol Y,起始時,V(A)=V(B)=a L.在相同溫度和有催化劑存在的條件下,兩容器中各自發(fā)生下述反應:X(g)+Y(g)?2Z(g)+W(g)△H<0 
達到平衡時,V(A)=1.2aL.試回答:
(1)A中X的轉化率α(X)=40%.
(2)A、B中X轉化率的關系:α(A)>α(B)(填“>”“=”或“<”).
(3)平衡時的壓強:P(B)>2P(A)(填“>”“=”或“<”).
(4)打開K,一段時間又達平衡時,A的體積為2.6aL(連通管中氣體體積不計).
(5)在(3)達平衡后,同時等幅升高A、B的溫度,達新平衡后A的體積變。ㄌ睢白兇蟆薄安蛔儭被颉白冃 保

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11.二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源.以CO2和NH3為原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例.在尿素合成塔中的主要反應可表示如下:
反應Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2CO2NH4(s)△H1=a kJ•mol-1
反應Ⅱ:NH2CO2NH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1
總反應Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1
請回答下列問題:
(1)反應Ⅰ的△H1=-159.47kJ•mol-1(用具體數(shù)據(jù)表示).
(2)反應Ⅱ的△S>(填>或<)0,一般在高溫情況下有利于該反應的進行.
(3)反應Ⅲ中影響CO2平衡轉化率的因素很多,下圖1為某特定條件下,不同水碳比$\frac{n({H}_{2}O)}{n(C{O}_{2})}$和溫度影響CO2平衡轉化率變化的趨勢曲線.
①其他條件相同時,為提高CO2的平衡轉化率,生產中可以采取的措施是降低(填提高或降低)水碳比.
②當溫度高于190℃后,CO2平衡轉化率出現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢,其原因是溫度高于190℃時,因為反應Ⅲ是放熱反應,溫度升高平衡向逆方向進行,CO2的平衡轉化率降低.

(4)某研究小組為探究反應Ⅰ中影響c(CO2)的因素,在恒溫下將0.4molNH3和0.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中,t1時達到平衡過程中c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如圖2所示.若其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1L,請畫出t1后c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線(t2達到新的平衡)
(5)尿素在土壤中會發(fā)生反應CO(NH22+2H2O?(NH42CO3.下列物質中與尿素有類似性質的是AB.
A.NH2COONH4          B.H2NOCCH2CH2CONH2C.HOCH2CH2OH         D.HOCH2CH2NH2

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10.為治理環(huán)境,減少霧霾,應采取措施減少二氧化硫、氮氧化物(NOx)和CO2的排放量.
Ⅰ.處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx
①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-586.7kJ•mol-1

(1)若用4.48L CH4還原NO生成N2,則放出的熱量為119.88kJ(保留兩位小數(shù)).(氣體體積已折算為標準狀況下)
(2)用電化學處理含NO3-的廢水,電解的原理如圖1所示,則電解時陰極的電極反應式為2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O;
Ⅱ.利用I2O5消除CO污染的反應為5CO(g)+I2O5(s)?5CO2(g)+I2(s).不同溫度下,向裝有足量I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入4mol CO,測得CO2的體積分數(shù)(φ)隨時間(t)變化曲線如圖2所示.
(3)T1時,該反應的化學平衡常數(shù)的數(shù)值為1024.
(4)下列說法不正確的是BD(填字母).
A.容器內氣體密度不變,表明反應達到平衡狀態(tài)
B.兩種溫度下,c點時體系中混合氣體的壓強相等
C.d點時,在原容器中充入一定量氦氣,CO的轉化率不變
D.b點和d點時化學平衡常數(shù)的大小關系:Kb<Kd
Ⅲ.以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4 為催化劑,可以將CO2和CH4通過反應CO2(g)+CH4(g)?CH3COOH(g)△H<0直接轉化成乙酸.在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖3所示.
(5)250~300℃時,乙酸的生成速率減小的主要原因是溫度超過250℃時,催化劑的催化效率降低.

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9.二甲醚(CH3OCH3)是一種應用前景廣闊的清潔燃料,以CO和H2為原料生產二甲醚主要發(fā)生以下三個反應:
編號熱化學方程式化學平衡常數(shù)
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1K1
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24kJ/molK2
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41kJ/molK3
回答下列問題:
(1)已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學鍵H-HC≡OC-OH-OC-H
E/(kJ/mol)4361076343465413
由上述數(shù)據(jù)計算△H1=-99kJ/mol.
(2)該工藝的總反應為3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H
該反應△H=-263kJ/mol,化學平衡常數(shù)K=K12•K2•K3(用含K1、K2、K3的代數(shù)式表示).
(3)下列措施中,能提高CH3OCH3產率的有AD.
A.分離出二甲醚        B.升高溫度
C.改用高效催化劑        D.增大壓強
(4)工藝中反應①和反應②分別在不同的反應器中進行,無反應③發(fā)生.該工藝中反應③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產率,原因是反應③消耗了反應②中的產物H2O,使反應②的化學平衡右移.
(5)以$\frac{n({H}_{2})}{n(CO)}$=2通入1L的反應器中,一定條件下發(fā)生反應:4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H,其CO的平衡轉化率隨溫度、壓強變化關系如圖所示.下列說法正確的是CD.
A.該反應的△H>0
B.若在p2和316℃時反應達到平衡,則CO的轉化率小于50%
C.若在p3和316℃時反應達到平衡,H2的轉化率等于50%
D.若在p3和316℃時,起始時$\frac{n({H}_{2})}{n(CO)}$=3,則達平衡時CO的轉化率大于50%
E.若在p1和200℃時,反應達平衡后保持溫度和壓強不變,再充入2mol H2和1mol CO,則平衡時二甲醚的體積分數(shù)增大
(6)某溫度下,將8.0mol H2和4.0mol CO充入容積為2L的密閉容器中,發(fā)生反應:4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),反應達平衡后測得二甲醚的體積分數(shù)為25%,則該溫度下反應的平衡常數(shù)K=2.25.

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8.尿素是蛋白質代謝的產物,也是重要的化學肥料.工業(yè)合成尿素反應如下:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)
(1)在一個真空恒容密閉容器中充入CO2和NH3發(fā)生上述反應合成尿素,恒定溫度下混合氣體中的氨氣含量如圖1所示.A點的正反應速率v(CO2)>B點的逆反應速率v(CO2)(填“>”、“<”或“=”);

氨氣的平衡轉化率為75%.
(2)氨基甲酸銨是合成尿素的一種中間產物.將體積比為2:1的NH3和CO2混合氣體充入一個容積不變的真空密閉容器中,在恒定溫度下使其發(fā)生下列反應并達到平衡:
2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(s)
將實驗測得的不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡氣體總濃度 (10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①關于上述反應的焓變、熵變說法正確的是A.
A.△H<0,△S<0                B.△H>0,△S<0
C.△H>0,△S>0                   D.△H<0,△S>0
②關于上述反應的平衡狀態(tài)下列說法正確的是C
A.分離出少量的氨基甲酸銨,反應物的轉化率將增大
B.平衡時降低體系溫度,CO2的體積分數(shù)下降
C.NH3的轉化率始終等于CO2的轉化率
D.加入有效的催化劑能夠提高氨基甲酸銨的產率
③氨基甲酸銨極易水解成碳酸銨,酸性條件水解更徹底.將氨基甲酸銨粉末逐漸加入1L0.1mol/L的鹽酸溶液中直到pH=7(室溫下,忽略溶液體積變化),共用去0.052mol氨基甲酸銨,此時溶液中幾乎不含碳元素.
此時溶液中c(NH4+)=0.1mol/L;(填具體數(shù)值)
NH4+水解平衡常數(shù)值為4×10-9
(3)化學家正在研究尿素動力燃料電池,尿液也能發(fā)電!用這種電池直接去除城市廢水中的尿素,既能產生凈化的水又能發(fā)電.尿素燃料電池結構如圖2所示,寫出該電池的負極反應式:CO(NH22+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+

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7.第21屆聯(lián)合國氣候大會于2015年11月30日在巴黎召開,會議的主題是減少溫室氣體排放量.
Ⅰ.CO2加氫合成甲醇是合理利用 CO2的有效途徑.由 CO2制備甲醇過程可能涉及反應如下:
反應①:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1
反應②:CO2(g)+H2(g)?CO (g)+H2O(g)△H2
反應③:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1,回答下列問題:
(1)反應②的△H2=+41.19 kJ•mol-1,反應 ①自發(fā)進行條件是較低溫(填“較低溫”、“較高溫”或“任何溫度”).
(2)某溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中,按如下方式加入反應物,僅發(fā)生反應①.一段時間后達到平衡.
容器
反應物投入量2mol CO2、6mol H2a mol CO2、b mol H2
c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)
測得甲中CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示.
①前3min內,平均反應速率v(H2)=0.5mol•L-1•min-1.此溫度下該反應的平衡常數(shù)為
5.33(結果保留兩位小數(shù)).
②下列措施中,既能使反應速率加快,又能使n(CH3OH)/n(CO2)增大是D.
A.升高溫度        B.充入惰性氣體      C.將H2O(g)從體系中分離       
D.再充入1mol H2 E.再充入1mol CO2 F.加入催化劑
③反應達到平衡后,若向反應體系再加入CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol,化學平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移動.
④要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持化學反應向逆反應方向進行,則c的取值范圍為1.5 mol/L<c≤2 mol/L.
Ⅱ.工業(yè)上可用CO2與NH3合成制尿素的原料氨基甲酸銨(H2NCOONH4).氨基甲酸銨極易發(fā)生:H2NCOONH4+2H2O?NH4HCO3+NH3•H2O,該反應酸性條件下更徹底.25℃,向l L 0.1mol•L-1的鹽酸中逐漸加入氨基甲酸銨粉末至溶液呈中性(忽略溶液體積變化),共用去0.052mol氨基甲酸銨.若此時溶液中幾乎不含碳元素,則該溶液中 c(NH4+)=0.1mol/L,NH4+水解常數(shù)Kh=4×10-9mol/L.

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6.(1)Ⅰ.鍋爐水垢既會降低燃料的利用率,也會影響鍋爐的使用壽命,所以要定期去除鍋爐水垢.在實際生產中,通常將難溶于強酸的BaSO4制成易溶于鹽酸的碳酸鋇,而后用酸除去.已知Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10.今有0,.15 L 1.5 mol/L的Na2CO3溶液可以使1.1g BaSO4固體轉化掉.
(2)Ⅱ.水煤氣的生產在工業(yè)上具有重要的意義,將1 mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容積的反應器中,在某條件下達到平衡:CO+H2O(g)?CO2+H2,此時有2/3的CO轉化為CO2
(1)該平衡混合物中CO2的體積分數(shù)為33.3%.
(2)若在相同條件下,向容器中充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O,則達到平衡時與(1)中平衡相比較,平衡應向正反應方向(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不”)移動,此時平衡混合物中CO2的體積分數(shù)可能是下列各值中的B(填編號).
A.22.2%  B.27.55%  C.33.3%  D.36.8%
(3)結合(2)中計算結果分析若平衡向正方向移動時,則下列說法中正確的是①⑤(填序號).
①生成物的產量一定增加
②生成物的體積分數(shù)一定增加
③反應物的轉化率一定增大
④反應物的濃度一定降低
⑤正反應速率一定大于逆反應速率
⑥一定使用了催化劑.

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5.氰、硫、碳的氧化物有多種,其中S02和N0x都是大氣污染物,對它們的研究有助于空氣的凈化.
(1)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應:
2NO2 (g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+C1NO (g) K1 △H1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)                           K2 △H2<0 (Ⅱ)
4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù) K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$(用K1、K2表示).
(2)為研究不同條件對反應(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO 和 0.1mol Cl2,l0min 時反應(Ⅱ)達到平衡.
測得 l0min 內 v (C1NO)=7.5×103 mol•L-1•min-1,NO的轉化率 a1=75%.
其它條件保持不變,反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉化率a2> a1(填“>”“<”或“=”)
(3)消除汽車尾氣,可以通過反應2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)實 時,增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率.如圖表示在其他條件不變時,NO的濃度c(NO)隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線.
①該反應的△H<(填“>”或“<”)0.
②若催化劑的表面積S1>S2,在圖中畫出c(NO)在T1、S2條件下達平衡過程中的變化曲線(并作相應標注).
(4)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)保領域的重要課題. NO2尾氣常用NaOH溶液吸收,生成NaNO3和NaNO2.己知NO2-的水解常數(shù)K=2×10-11mol•L-1,常溫下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH為5,則混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2) 的比值為50.
(5)某研究性學習小組欲探究SO2能否與BaCl2溶液反應生成BaSO3沉淀.查閱資料得知常溫下BaSO3的Ksp=5.48×10-7,飽和亞硫酸中c(SO32- )=6.3×10-8 mol•L-1.將0.1mol•L-1的BaCl2溶液滴入飽和亞硫酸中,不能(填“能”或“不能”)生成BaSO3,原因是c(Ba 2+ ).(SO32- )=6.3×10-8×0.1=6.3×10-9<Ksp=5.48×10-7,所以不能產生沉淀  (請寫出必要的推斷過程).

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4.目前“低碳減排”備受關注,CO2的產生及有效開發(fā)利用成為科學家研究的重要課題.

(1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g).在密閉容器中發(fā)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(I)的變化曲線如圖1所示.據(jù)此判斷:
①該反應的△H<0(填“>”或“<”).
②在T2溫度下,0-2s內的平均反應速率v(N2)=0.025mol/(L•s).
③若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是bd(填代號).

(2)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題.
①煤燃燒產生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染.
例如:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1
2NO2(g)═N2O4(g)△H=-56.9kJ•mol-1
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)的熱化學方程式:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ/mol.
②將燃煤產生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的.如圖2是通過人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖.催化劑b表面發(fā)生的電極反應為CO2+2H++2e-=HCOOH.
③常溫下0.1mol•L-1的HCOONa溶液pH為10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=10-7mol•L-1(填寫最終計算結果).

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3.(1)工業(yè)上可以利用反應I所示原理降低污染氣體的排放,并回收燃煤痼氣中的硫.
已知:反應I:2CO(g)+SO2(g)?2CO2(g)+S(l)△H1
反應Ⅱ:2CO2(g)?2CO(g)+O2(g)△H2=+566.0kJ•mol-1
反應Ⅲ:S(l)+O2(g)?SO2(g)△H3=-296.0kJ•mol-1
則△H1=-270kJ?mol-1
(2)把0.6mol X氣體和0.4mol Y氣體混合于2L容器中,發(fā)生反應3X(g)+Y(g)?nZ(g)+2W(g),5min末生成0.2mol W,若測知以Z的濃度變化來表示平均速率為0.01mol/(L•min),則上述反應中Z氣體的計量系數(shù)n=1.
(3)CO和H2可以通過反應C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2 (g) 制。诤銣睾闳菹拢魪姆磻锍霭l(fā)建立平衡,能說明該反應已達到平衡的是AC.
A.體系壓強不再變化
B.CO與H2的物質的量之比為1:1
C.混合氣體的密度保持不變
D.每消耗1mol H2O(g)的同時生成1mol H2
(4)氯化銨的水溶液顯弱酸性,其原因為NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用離子方程式表示),若加入少量的明礬,溶液中的NH4+的濃度增大(填“增大”或“減小”或“不變”).
(5)為更好地表示溶液的酸堿性,科學家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$,常溫下0.1 mol•L-1鹽酸溶液的AG=12.
(6)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑,則溶浸過程中會發(fā)生:CaSO4(s)+CO${\;}_{3}^{2-}$?CaCO3(s)+SO${\;}_{4}^{2-}$
已知298K時,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,
求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=1.75×104.(計算結果保留三位有效數(shù)字).

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