亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1
②2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K1、K2、K3之间的关系为K3=_______ 。
(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式v正=kcn(ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:
则n=_______ ;k=_______ (注明单位)。
(3)在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图Ⅰ。
①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有_______ 。(填选项标号)。
A.气体体积保持不变
B.容器压强保持不变
C.平衡常数K保持不变
D.气体颜色保持不变
E.v(ClNO)=v(NO)
F.NO与ClNO的物质的量比值保持不变
②反应开始到10min时,Cl2的平均反应速率v(Cl2)=_______ 。
③温度为T2时,10min时反应已经达到平衡,该反应的平衡常数K=_______ 。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO(g)的体积分数φ随[n(NO)/n(Cl2)]的变化如图Ⅱ,则A、B、C三个状态中,NO的转化率最小的是_______ 点,当n(NO)/n(Cl2)=3时,达到平衡状态时ClNO(g)的体积分数φ可能是D、E、F三点中的_______ 点。(填“D”“E”或“F”)点。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1
②2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K1、K2、K3之间的关系为K3=
(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式v正=kcn(ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:
序号 | c(ClNO)/mol·L−1 | v/mol·L−1·s−1 |
① | 0.3 | 3.6×10-8 |
② | 0.6 | 1.44×10-7 |
③ | 0.9 | 3.24×10-7 |
(3)在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图Ⅰ。
①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有
A.气体体积保持不变
B.容器压强保持不变
C.平衡常数K保持不变
D.气体颜色保持不变
E.v(ClNO)=v(NO)
F.NO与ClNO的物质的量比值保持不变
②反应开始到10min时,Cl2的平均反应速率v(Cl2)=
③温度为T2时,10min时反应已经达到平衡,该反应的平衡常数K=
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO(g)的体积分数φ随[n(NO)/n(Cl2)]的变化如图Ⅱ,则A、B、C三个状态中,NO的转化率最小的是
更新时间:2021-03-21 16:56:49
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【推荐1】氮、硫元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)根据图1,请写出和CO反应的热化学方程式_______ 。
(2)对反应N2O42NO2 ΔH>0,在温度分别为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图2所示。
①试判断1_______ 2 (填写>、=、<)
②在等温等容的条件下达到平衡时,向容器中充入一定量的,再次达到平衡时,的转化率_______ (填增大、减小或不变)。
(3)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
①试判断K1_______ K2(填写>、=、<)
下列各项不能说明该反应已达到平衡状态的是_______ 填字母
a.v(N2)正=3v(H2)逆 容器内气体的平均相对分子质量保持不变
c.混合气体的密度保持不变 容器内压强保持不变
(4)光谱研究表明,SO2的水溶液中存在下列平衡:
其中K1、K2、K3为各步的平衡常数,且[表示的平衡压强]。
①当的平衡压强为p时,测得,则溶液_______ (用含的式子表示)。
②向SO2水溶液中滴加溶液至时,溶液中。如果溶液中,需加溶液将调整为约等于_______ 。
(1)根据图1,请写出和CO反应的热化学方程式
(2)对反应N2O42NO2 ΔH>0,在温度分别为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图2所示。
①试判断1
②在等温等容的条件下达到平衡时,向容器中充入一定量的,再次达到平衡时,的转化率
(3)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | K1 | K2 |
下列各项不能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v(N2)正=3v(H2)逆 容器内气体的平均相对分子质量保持不变
c.混合气体的密度保持不变 容器内压强保持不变
(4)光谱研究表明,SO2的水溶液中存在下列平衡:
其中K1、K2、K3为各步的平衡常数,且[表示的平衡压强]。
①当的平衡压强为p时,测得,则溶液
②向SO2水溶液中滴加溶液至时,溶液中。如果溶液中,需加溶液将调整为约等于
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【推荐2】甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为: CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
(1)已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为:
_______________________________________________ ;
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、 270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是__________
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=_____________________ 。
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是_________________________ ;且该条件所改变的量是_______________ 。
(1)已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为:
(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、 270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
②利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
0min | 5min | 10min | |
CO | 0.1 | 0.05 | |
H2 | 0.2 | 0.2 | |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是
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【推荐3】氮氧化物的处理对建设生态文明具有重要意义,如何消除氮氧化物的污染成为当前研究的主要课题之一、回答下列问题:
(1)已知:①碳的燃烧热为;② 。结合图1,写出一氧化氮分解生成两种无污染气体的热化学方程式___________ 。
(2)还原法。研究发现反应过程如图2,此反应过程中的催化剂为___________ ,写出脱氮过程的总反应的化学方程式___________ 。
(3)还原法。已知催化剂Rh表面催化还原NO的反应机理如表,其他条件一定时,决定催化还原NO的反应速率的基元反应为___________ (填序号)。
(4)还原法。利用甲烷可实现氮氧化物的消除,反应原理为 。一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中通入1mol 和2mol ,测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
达到平衡时,的转化率为___________ 。若起始时加入2mol 和2mol ,则该温度下的压强平衡常数___________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CO还原法。汽车尾气(CO、NO)可转化为无毒、无害物质。在密闭容器中充入10mol CO和8mol NO发生反应(),如图3为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。若在D点对反应容器降温的同时缩小体积,使体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图3中A~G点中的___________ 点。
(6)电解氧化吸收法。将废气中的转变为硝态氮。电解 NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图4。电解NaCl溶液作吸收液时,若电流强度为4A,吸收NO的主要反应的离子方程式为___________ 。
(1)已知:①碳的燃烧热为;② 。结合图1,写出一氧化氮分解生成两种无污染气体的热化学方程式
(2)还原法。研究发现反应过程如图2,此反应过程中的催化剂为
(3)还原法。已知催化剂Rh表面催化还原NO的反应机理如表,其他条件一定时,决定催化还原NO的反应速率的基元反应为
序号 | 基元反应 | 活化能 |
① | 12.6 | |
② | 0.0 | |
③ | 97.5 | |
④ | 83.7 | |
⑤ | 33.5 | |
⑥ | 45.0 | |
⑦ | 120.9 | |
⑧ | 37.7 | |
⑨ | 77.8 | |
⑩ | 108.9 |
(4)还原法。利用甲烷可实现氮氧化物的消除,反应原理为 。一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中通入1mol 和2mol ,测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
总压强p/(100kPa) | 4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
达到平衡时,的转化率为
(5)CO还原法。汽车尾气(CO、NO)可转化为无毒、无害物质。在密闭容器中充入10mol CO和8mol NO发生反应(),如图3为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。若在D点对反应容器降温的同时缩小体积,使体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图3中A~G点中的
(6)电解氧化吸收法。将废气中的转变为硝态氮。电解 NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图4。电解NaCl溶液作吸收液时,若电流强度为4A,吸收NO的主要反应的离子方程式为
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【推荐1】元素铜在溶液中主要以[Cu(H2O)4]2+(天蓝色)、[Cu(OH)4]2-(蓝色)、[CuCl2]-、 [Cu(NH3)4]2+(深蓝色)等形式存在。CuCl为难溶于水的白色固体。回答下列问题:
(1)在浓的强碱溶液中,Cu2+与Al3+的化学性质相似。在少量的CuSO4溶液中,逐渐加入浓的NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_____________________ 。
(2)CuCl溶于浓盐酸时发生的反应为CuCl+HClH[CuCl2],要从H[CuCl2]溶液中析出沉淀的方法是___________________ 。在热的CuCl2溶液中加入铜粉,可制得CuCl,其反应的离子方程式为___________________ ,但实际上该反应较难持续进行,其原因是____________________ ,使反应彻底进行的操作是___________________ 。
(3)[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+在溶液中可以相互转化。:t℃时,初始浓度为1mol•L-1的CuSO4溶液中{ Cu2+实际以[Cu(H2O)4]2+的形式存在},[Cu(NH3)4]2+的浓度随氨水浓度[c(NH3)]的变化如图所示
①CuSO4溶液与过量氨水发生反应的总的离子方程式为________________ 。
②由图可知,溶液的酸性增大,[Cu(H2O)4]2+ 转化为[Cu(NH3)4]2+的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该温度下的平衡常数K=__________ 。
③升高温度,溶液中[Cu(H2O)4]2+的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_____ (填“>”“<”或“=”)0
④硫酸四氯合铜{[Cu(NH3)4]SO4}在碱性镀铜工艺中常用作电镀液的主要成分,电镀时,要控制局部温度不得高于150℃,可能的原因是_______________ 。电解时。阴极的电极反应式为___________________ 。
(1)在浓的强碱溶液中,Cu2+与Al3+的化学性质相似。在少量的CuSO4溶液中,逐渐加入浓的NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是
(2)CuCl溶于浓盐酸时发生的反应为CuCl+HClH[CuCl2],要从H[CuCl2]溶液中析出沉淀的方法是
(3)[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+在溶液中可以相互转化。:t℃时,初始浓度为1mol•L-1的CuSO4溶液中{ Cu2+实际以[Cu(H2O)4]2+的形式存在},[Cu(NH3)4]2+的浓度随氨水浓度[c(NH3)]的变化如图所示
①CuSO4溶液与过量氨水发生反应的总的离子方程式为
②由图可知,溶液的酸性增大,[Cu(H2O)4]2+ 转化为[Cu(NH3)4]2+的平衡转化率
③升高温度,溶液中[Cu(H2O)4]2+的平衡转化率减小,则该反应的ΔH
④硫酸四氯合铜{[Cu(NH3)4]SO4}在碱性镀铜工艺中常用作电镀液的主要成分,电镀时,要控制局部温度不得高于150℃,可能的原因是
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【推荐2】降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:______________________ 。
(2)在容积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在温度500℃时发生反应:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题:
①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=_________________
②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是__________________________
A.增大CH3OH的浓度 B.加入催化剂 C.升高温度 D.增大CO2的浓度
③如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度____________ 1mol•L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种原电池的工作原理为:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为______________________________________ ;
②电解池中产生CH4一极的电极反应式为____________________________________ 。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(2)在容积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在温度500℃时发生反应:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题:
①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=
②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是
A.增大CH3OH的浓度 B.加入催化剂 C.升高温度 D.增大CO2的浓度
③如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度
(3)一种原电池的工作原理为:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为
②电解池中产生CH4一极的电极反应式为
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【推荐3】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应为:。回答下列问题:
(1)合成氨反应在常温下___________ (填“能”或“不能”)自发。
(2)工业常采用。针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了双温—双控—双催化剂。使用双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为时,的温度为,而的温度为)。
下列说法正确的是___________
a.氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率
b.N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率
c.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率
d.“冷Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率
(3)某合成氨速率方程为,根据表中数据,=___________ 。
(4)工业合成氨基本合成过程如下
分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是___________
(5)氯化银可以溶于氨水,反应原理为。
已知,
常温时,用某浓度氨水(溶质视为)完全溶解,所需氨水浓度至少为_______
(1)合成氨反应在常温下
(2)工业常采用。针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了双温—双控—双催化剂。使用双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为时,的温度为,而的温度为)。
下列说法正确的是
a.氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率
b.N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率
c.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率
d.“冷Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率
(3)某合成氨速率方程为,根据表中数据,=
实验 | c(N2) | c(H2) | c(NH3) | v/mol·L—1.s—1 |
1 | m | n | P | q |
2 | 2m | n | P | 2q |
3 | m | n | 0.1p | 10q |
4 | m | 2n | P | 2.828q |
(4)工业合成氨基本合成过程如下
分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是
(5)氯化银可以溶于氨水,反应原理为。
已知,
常温时,用某浓度氨水(溶质视为)完全溶解,所需氨水浓度至少为
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【推荐1】H2S(常温下,氢硫酸的Ka1=5.7×10-8,Ka2=1.2×10-15)广泛存在于天然气、合成氨原料气、炼厂气等,生产中需脱硫处理。回答下列问题
(1)著名的 Vanviel反应为2nH2S+nCO2 (CH2O)n+nH2O+2nS↓,该反应能量转化形式是________ 。
(2)脱除天然气中H2S的工艺流程如下
①常温下,“碱液吸收塔”中反应HS-+OH- S2-+H2O的平衡常数K=________ 。
②“ THIOPAO”反应器中,在脱氮硫杆菌的作用下,HS-氧化为S的离子方程式为________ 。
(3)铜(Ⅱ)沉淀及铜(Ⅱ)湿式氧化脱除硫化氢并可回收硫磺,主要步骤如下
(a)吸收H2S
(b)生成CuS沉淀
(c)CuCl2氧化CuS生成单质S和CuCl2-
(d)通O2再生
①常温下,沉淀反应之一:HS-+Cu2+ CuS+H+的平衡常数K=________ 【已知常温下,KSP(CuS)=4×10-35】。
②CuCl2氧化CuS的离子方程式为________ 。
③通O2再生时的离子方程式为________ 。
(1)著名的 Vanviel反应为2nH2S+nCO2 (CH2O)n+nH2O+2nS↓,该反应能量转化形式是
(2)脱除天然气中H2S的工艺流程如下
①常温下,“碱液吸收塔”中反应HS-+OH- S2-+H2O的平衡常数K=
②“ THIOPAO”反应器中,在脱氮硫杆菌的作用下,HS-氧化为S的离子方程式为
(3)铜(Ⅱ)沉淀及铜(Ⅱ)湿式氧化脱除硫化氢并可回收硫磺,主要步骤如下
(a)吸收H2S
(b)生成CuS沉淀
(c)CuCl2氧化CuS生成单质S和CuCl2-
(d)通O2再生
①常温下,沉淀反应之一:HS-+Cu2+ CuS+H+的平衡常数K=
②CuCl2氧化CuS的离子方程式为
③通O2再生时的离子方程式为
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解题方法
【推荐2】(1)在一定条件下氨气和氧气能发生反应生成氮气和水蒸气:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H
查阅资料可得有关的化学键键能数据如下:
由此计算上述反应的反应热△H=___________ kJ·mol-1。
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) K1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) K2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) K3
注:K1、K2、K3分别为上述三个反应的平衡常数
回答下列问题:
①氨催化氧化反应(生成气态水)的平衡常数K为___________ (用K1、K2、K3表示)。
②一定条件下,将4molNH3和5.2molO2混合于容积为4L的恒容密闭容器中发生催化氧化反应,经过10s后达到平衡,测得NO的浓度为0.4mol/L则0到10s内,用NH3表示该反应的平均反应速率为___________ ,O2的转化率为___________ (用百分数表示,且保留小数点后一位),该反应的平衡常数为___________ (列出计算式即可)。
③若上述反应第一次达到平衡时,保持其他条件不变的情况下,只是将容器的体积扩大一倍,假定在25s后达到新的平衡。请在下图中用曲线表示15~30s这个阶段体系中NH3的浓度随时间变化的趋势。__________
(3)下列有关该反应的说法正确的是___________ (填字母)。
A.恒温恒容,再充入4molNH3和5.2molO2,再次达到平衡时,NH3的转化率增大
B.恒温恒容,当容器内的密度保持不变时,反应达到了平衡
C.当混合气体的平均摩尔质量不变时,反应达到了平衡
D.当2v正(NO)=3v逆(H2O)时,反应达到了平衡
(4)工业上常用氨水吸收SO2,可生成(NH4)2SO3,请判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并通过计算说明判断依据:_______________________________________________________ 。(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8)
查阅资料可得有关的化学键键能数据如下:
化学键 | N≡N | H-O | N-H | O=O |
E/ (kJ·mol-1) | 946 | 463 | 391 | 496 |
由此计算上述反应的反应热△H=
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) K1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) K2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) K3
注:K1、K2、K3分别为上述三个反应的平衡常数
回答下列问题:
①氨催化氧化反应(生成气态水)的平衡常数K为
②一定条件下,将4molNH3和5.2molO2混合于容积为4L的恒容密闭容器中发生催化氧化反应,经过10s后达到平衡,测得NO的浓度为0.4mol/L则0到10s内,用NH3表示该反应的平均反应速率为
③若上述反应第一次达到平衡时,保持其他条件不变的情况下,只是将容器的体积扩大一倍,假定在25s后达到新的平衡。请在下图中用曲线表示15~30s这个阶段体系中NH3的浓度随时间变化的趋势。
(3)下列有关该反应的说法正确的是
A.恒温恒容,再充入4molNH3和5.2molO2,再次达到平衡时,NH3的转化率增大
B.恒温恒容,当容器内的密度保持不变时,反应达到了平衡
C.当混合气体的平均摩尔质量不变时,反应达到了平衡
D.当2v正(NO)=3v逆(H2O)时,反应达到了平衡
(4)工业上常用氨水吸收SO2,可生成(NH4)2SO3,请判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并通过计算说明判断依据:
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【推荐3】硒(Se)及其氢化物H2Se在新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物方面有重要应用。
(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=m kJ·mol−1
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=n kJ·mol−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=p kJ·mol−1
反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)的反应热ΔH=______ kJ·mol−1(用含m、n、p的代数式表示)。
(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2和lmolSe,发生反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)。
①该反应的平衡常数的表达式K=___________ 。
②当反应达到平衡后,将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释_________________________________ 。
③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如图所示:
则制备H2Se的最佳温度和压强为______________________ 。
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10−4,K2=5.0×10−11,则NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为____________________ ,H2Se在一定条件下可以制备CuSe,反应CuS(s)+Se2−(aq) CuSe(s)+S2−(aq)的化学平衡常数K=_____ (保留2位有效数字,已知该条件下CuSe的Ksp=7.9×10−49,CuS的Ksp=1.3×10−36)。
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如图所示,石墨电极是__________ (填正极或负极),写出Pt电极上发生反应的电极反应式:_________________________________ 。
(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=m kJ·mol−1
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=n kJ·mol−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=p kJ·mol−1
反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)的反应热ΔH=
(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2和lmolSe,发生反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)。
①该反应的平衡常数的表达式K=
②当反应达到平衡后,将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释
③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如图所示:
则制备H2Se的最佳温度和压强为
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10−4,K2=5.0×10−11,则NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如图所示,石墨电极是
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【推荐1】二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一,同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.4kJ•mol-1
在特定催化剂条件下,其反应机理为
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+40.9kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2
回答以下问题:
(1)ΔH2=______ kJ•mol-1。
(2)恒压下,按n(CO2):n(H2)=1:3进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图甲所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。
①有分子筛膜时甲醇产率高的原因是_____ 。
②某温度下,反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数,则达到平衡时水蒸气的体积分数为______ ;若该体系的总压强为p0,则反应Ⅱ的平衡常数Kp=_________ (以平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)如果在不同压强下,CO2和H2的起始物质的量比仍为1:3,测定CO2的平衡转化率随温度升高的变化关系,如图乙所示。
①压强p1____ p2(填“>”或“<”)。
②图中T1温度时,两条曲线几乎交于一点,试分析原因:______ 。
在特定催化剂条件下,其反应机理为
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+40.9kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2
回答以下问题:
(1)ΔH2=
(2)恒压下,按n(CO2):n(H2)=1:3进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图甲所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。
①有分子筛膜时甲醇产率高的原因是
②某温度下,反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数,则达到平衡时水蒸气的体积分数为
物质时刻 | n(CO2)/mol | n(H2)/mol | n(CO)/mol |
反应前 | 1 | 3 | 0 |
平衡时 |
(3)如果在不同压强下,CO2和H2的起始物质的量比仍为1:3,测定CO2的平衡转化率随温度升高的变化关系,如图乙所示。
①压强p1
②图中T1温度时,两条曲线几乎交于一点,试分析原因:
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【推荐2】完成下列问题
(1)已知:
反应Ⅰ:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=akJ/mol
反应Ⅱ;2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2=bkJ/mol
反应Ⅲ:2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH3=ckJ/mol
反应Ⅳ:N2O(g)+NO2(g)3NO(g) ΔH=___________ kJ/mol
(2)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体。在密闭容器中充入反应物,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。
①反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,则T1___________ T2(填“>”“=”或“<”)
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有___________ (答两点即可)。
③在D点,对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的___________ 点。
(3)在催化剂作用下,利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒容,在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为___________ ;在1050K时,CO2的体积分数为___________ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1100K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________ [已知:气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]。
(4)含铈溶液可以处理大气中的氮氧化物,并可通过电解法再生。铈元素(Ce)常见的化合价有+3价、+4价。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成等物质的量的、。可采用电解法将上述吸收液中等物质的量、转化为无毒物质,其原理如图所示。阴极的电极反应式为___________ 。
(1)已知:
反应Ⅰ:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=akJ/mol
反应Ⅱ;2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2=bkJ/mol
反应Ⅲ:2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH3=ckJ/mol
反应Ⅳ:N2O(g)+NO2(g)3NO(g) ΔH=
(2)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体。在密闭容器中充入反应物,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。
①反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,则T1
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有
③在D点,对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
(3)在催化剂作用下,利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒容,在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1100K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)含铈溶液可以处理大气中的氮氧化物,并可通过电解法再生。铈元素(Ce)常见的化合价有+3价、+4价。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成等物质的量的、。可采用电解法将上述吸收液中等物质的量、转化为无毒物质,其原理如图所示。阴极的电极反应式为
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【推荐3】氯乙烯(C2H3Cl,结构简式为CH2=CHCl)是重要的有机高分子单体,可通过乙炔[C2H2,结构简式为CH≡CH]选择性催化加氢制备。
已知:主反应:C2H2(g) + HCl(g)C2H3Cl (g) ∆H1
副反应:C2H2(g) + 2HCl(g)C2H4Cl2(g) ∆H2 = ‒ 179.3 kJ • mol‒ 1
(1)主反应的能量变化如图所示,∆H1_______ 0(填“> ”或“< ”)。已知C2H3Cl(g)+HCl(g)C2H4Cl2(g) ∆H3 = ‒54.5 kJ • mol‒ 1,则∆H1=_____________ 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器(含催化剂)中分别充入等量的C2H2(g)和HCl(g),其浓度均为a mol • L‒ 1。
①下列能说明反应达到化学平衡状态的是________ 。
A.混合气体的密度不再改变
B.混合气体的总压强不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.单位时间内C2H2减少的物质的量与C2H3Cl增加的物质的量相等
②t min时,反应达到平衡,测得C2H3Cl(g)、C2H4Cl2 (g)的物质的量浓度分别为b mol • L‒ 1、c mol • L‒ 1。t min内,反应的平均速率υ(C2H3Cl ) =________ ,乙炔的转化率α(C2H2) =________ ,主反应的平衡常数 K=________ L • mol‒ 1(列式即可)。
(3)不同压强下,向密闭容器中按物质的量之比1:1充入C2H2(g)和HCl(g)发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图所示。pa、pb、pc由大到小的顺序为________ ;随温度升高,乙炔的平衡转化率降低可能的原因是_________ 。
已知:主反应:C2H2(g) + HCl(g)C2H3Cl (g) ∆H1
副反应:C2H2(g) + 2HCl(g)C2H4Cl2(g) ∆H2 = ‒ 179.3 kJ • mol‒ 1
(1)主反应的能量变化如图所示,∆H1
(2)一定温度下,向恒容密闭容器(含催化剂)中分别充入等量的C2H2(g)和HCl(g),其浓度均为a mol • L‒ 1。
①下列能说明反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再改变
B.混合气体的总压强不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.单位时间内C2H2减少的物质的量与C2H3Cl增加的物质的量相等
②t min时,反应达到平衡,测得C2H3Cl(g)、C2H4Cl2 (g)的物质的量浓度分别为b mol • L‒ 1、c mol • L‒ 1。t min内,反应的平均速率υ(C2H3Cl ) =
(3)不同压强下,向密闭容器中按物质的量之比1:1充入C2H2(g)和HCl(g)发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图所示。pa、pb、pc由大到小的顺序为
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