运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为,请回答下列问题:
①已知该反应为自发反应,则该反应的反应热△H_______ 0(填“>”或“<”或“=”)
②已知:
则 △H =______ (用含a、b、c的表达式表示)。
③一定温度下,将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡,测得N2的物质的量为0.5 mol,则:
i.5min内v(NO)=_______ 。
ii.该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是_______ 。
A.单位时间内,消耗2 mol CO同时形成1 mol N2
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变。
C.混合气体的密度不再改变。
D.CO与NO的转化率比值不再改变。
④某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
i.由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为___________ 。
ii.若低于200℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为___________ 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:。恒容恒温条件下,向体积均为1 L的甲、乙、两三个容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中NO的物质的量n(NO)随反应时间(t)的变化情况如下表所示:
①T___________ 400℃(填“>”或“<”)。
②乙容器达平衡时n(N2)=___________ mol。
(1)CO还原NO的反应为,请回答下列问题:
①已知该反应为自发反应,则该反应的反应热△H
②已知:
则 △H =
③一定温度下,将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡,测得N2的物质的量为0.5 mol,则:
i.5min内v(NO)=
ii.该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是
A.单位时间内,消耗2 mol CO同时形成1 mol N2
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变。
C.混合气体的密度不再改变。
D.CO与NO的转化率比值不再改变。
④某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
i.由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为
ii.若低于200℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为
(2)用焦炭还原NO的反应为:。恒容恒温条件下,向体积均为1 L的甲、乙、两三个容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中NO的物质的量n(NO)随反应时间(t)的变化情况如下表所示:
容器 | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
甲/400℃ | 2.00 | 1.5 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙/400℃ | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
丙/T℃ | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
②乙容器达平衡时n(N2)=
更新时间:2022-02-19 11:37:55
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【推荐1】氮的化合物能影响植物的生长,其氧化物也是大气的主要污染物之一。
(1)固氮直接影响作物生长。自然固氮发生的反应有:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)==2NO2(g) ΔH2=-114.1kJ·mol-l
③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH3=__________ kJ ·mol-l。
(2)一定温度下,将等物质的量的NO和CO通入固定容积为4L的密闭容器中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),反应过程中CO的物质的量变化如图甲所示:
①能判断反应已达到化学平衡状态的是___________ (填序号);
A.容器中的压强不变
B.2正(CO)=逆(N2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.NO和CO的体积比保持不变
②0~20min平均反应速率(NO)为_______ mol/(L·min);
③反应达平衡后再向容器中加入0.4molCO和0.4molCO2,则此时平衡______ (填“向正反应方向移动”、“向逆反应方向移动”或“不移动”);
④该反应的正反应速率如图乙所示。在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在上图乙中,补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线。_____________ ;
(3)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2,其反应分两步进行。第一步是:C3N3(OH)33HCNO;第二步是HCNO与NO2反应,把氮元素和碳元素转变成无毒气体。请写出第二步发生的化学反应方程式_________________ ;
(4)常温下,在x mol·L-1氨水中加入等体积的y mol·L-1硫酸得混合溶液M恰好显中性。
①M溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_________________ 。
②常温下,NH3·H2O的电离常数K=_______________ (用含x和y的代数式表示,忽略溶液混合前后的体积变化)。
(1)固氮直接影响作物生长。自然固氮发生的反应有:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)==2NO2(g) ΔH2=-114.1kJ·mol-l
③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH3=
(2)一定温度下,将等物质的量的NO和CO通入固定容积为4L的密闭容器中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),反应过程中CO的物质的量变化如图甲所示:
①能判断反应已达到化学平衡状态的是
A.容器中的压强不变
B.2正(CO)=逆(N2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.NO和CO的体积比保持不变
②0~20min平均反应速率(NO)为
③反应达平衡后再向容器中加入0.4molCO和0.4molCO2,则此时平衡
④该反应的正反应速率如图乙所示。在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在上图乙中,补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线。
(3)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2,其反应分两步进行。第一步是:C3N3(OH)33HCNO;第二步是HCNO与NO2反应,把氮元素和碳元素转变成无毒气体。请写出第二步发生的化学反应方程式
(4)常温下,在x mol·L-1氨水中加入等体积的y mol·L-1硫酸得混合溶液M恰好显中性。
①M溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为
②常温下,NH3·H2O的电离常数K=
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【推荐2】二氯乙烷为原料制备氯乙烯是合成氯乙烯的一种重要的方法。请回答:
(1)热裂解反应为:
已知相关物质的标准熵数值如下表:
①该反应的标准熵变___________ ;
②已知,该反应在下列哪些温度下能自发进行?________ (填标号);
A.0.39K B.0.49K C.500K D.525K
(2)密闭恒容容器中充满1.0mol/L CH2Cl-CH2Cl(g),保持温度773K,只发生以下反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
研究发现,反应Ⅰ活化能远小于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。未加入催化剂下进行反应,各物质的浓度与反应时间的变化关系如图所示,t时刻测得CH2=CHCl、H2的浓度分别为0.80 mol/L、0.10 mol/L。①反应Ⅰ的平衡常数为___________ mol/L。
②其他条件不变,若反应温度高于773K且保持不变,则图示点a、b中,CH2=CHCl的浓度峰值点可能是________ (填标号)。
③相同条件下,若反应起始时加入足量的氮掺杂活性炭催化剂(该催化剂仅对反应Ⅰ有加速作用),则图示点a、b、c、d中,CH2=CHCl的浓度峰值点可能是________ (填标号),解释原因____________ 。
(3)现投入CH≡CH与CH2Cl-CH2Cl于密闭恒容中,可能发生的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
若用氮掺杂活性炭作催化剂,只发生反应Ⅰ和Ⅱ;若用和作催化剂,只发生反应Ⅲ。不考虑催化剂活性降低或丧失,下列说法不正确的是 。
(1)热裂解反应为:
已知相关物质的标准熵数值如下表:
化学式 | (l) | HCl(g) | (g) |
标准熵:S/() | 305.90 | 186.90 | 264.00 |
②已知,该反应在下列哪些温度下能自发进行?
A.0.39K B.0.49K C.500K D.525K
(2)密闭恒容容器中充满1.0mol/L CH2Cl-CH2Cl(g),保持温度773K,只发生以下反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
研究发现,反应Ⅰ活化能远小于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。未加入催化剂下进行反应,各物质的浓度与反应时间的变化关系如图所示,t时刻测得CH2=CHCl、H2的浓度分别为0.80 mol/L、0.10 mol/L。①反应Ⅰ的平衡常数为
②其他条件不变,若反应温度高于773K且保持不变,则图示点a、b中,CH2=CHCl的浓度峰值点可能是
③相同条件下,若反应起始时加入足量的氮掺杂活性炭催化剂(该催化剂仅对反应Ⅰ有加速作用),则图示点a、b、c、d中,CH2=CHCl的浓度峰值点可能是
(3)现投入CH≡CH与CH2Cl-CH2Cl于密闭恒容中,可能发生的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
若用氮掺杂活性炭作催化剂,只发生反应Ⅰ和Ⅱ;若用和作催化剂,只发生反应Ⅲ。不考虑催化剂活性降低或丧失,下列说法不正确的是 。
A.温度升高,反应Ⅲ的平衡常数K增大 |
B.其他条件不变,氮掺杂活性炭作催化剂,HCl平衡浓度随温度升高而增大 |
C.其他条件不变,和作催化剂,减少容器体积对平衡产率不影响 |
D.其他条件不变,CH2Cl-CH2Cl的平衡转化率大小比较:氮掺杂活性炭作催化剂>和作催化剂 |
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【推荐3】甲醇是重要的化工原料、燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=41 kJ/mol
回答下列问题:
(1)CO与H2在该条件下也能化合生成甲醇蒸汽。请写出该反应的热化学方程式:_______ 。
(2)若300°C时,将8 mol CO2和20 mol H2充入2 L体积不变的密闭容器中发生反应①,测得CH3OH的物质的量随时间变化情况如下表所示。
①恒温下,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_______ 。
a.容器中压强不变
b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
d.2个C=O断裂的同时有3个H-H生成
②1~3min内H2的平均反应速率v=_______ ,平衡常数K=_______ ;
③反应达平衡时再向容器中充入2 mol H2、6 mol CH3OH,则v(正)_______ v(逆)(填“>”“<”或“=”);
(3)若将CO2和H2按不同比例投入一密闭恒温容器中发生反应②,反应达到平衡时,CO的体积分数随的变化曲线如下图所示。
①a、b、c三点CO2的转化率从大到小的顺序为_______ 。
②a、b两点的平衡常数大小关系为a_______ b(填“>”“<”或“=”)。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=41 kJ/mol
回答下列问题:
(1)CO与H2在该条件下也能化合生成甲醇蒸汽。请写出该反应的热化学方程式:
(2)若300°C时,将8 mol CO2和20 mol H2充入2 L体积不变的密闭容器中发生反应①,测得CH3OH的物质的量随时间变化情况如下表所示。
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
n(CH3OH)/mol | 0 | 2.2 | 3.7 | 5 | 5.7 | 6 | 6 |
a.容器中压强不变
b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)
d.2个C=O断裂的同时有3个H-H生成
②1~3min内H2的平均反应速率v=
③反应达平衡时再向容器中充入2 mol H2、6 mol CH3OH,则v(正)
(3)若将CO2和H2按不同比例投入一密闭恒温容器中发生反应②,反应达到平衡时,CO的体积分数随的变化曲线如下图所示。
①a、b、c三点CO2的转化率从大到小的顺序为
②a、b两点的平衡常数大小关系为a
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【推荐1】运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_______ 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂反应的△H________ (填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- H1=+1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) H3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的 H=_____________ kJ·mol-1。
(3)一定温度下在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) △H>0
①反应达到平衡后若再通入一定量氦气,则N2O5的转化率将_______ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
则500s内N2O5的分解速率为_________________ 。
③在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol·L—1,则T2___ T1。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡
(2)已知:O2(g) = O2+(g)+e- H1=+1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-=PtF6-(g) H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6-(g) H3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6-(s)的 H=
(3)一定温度下在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) △H>0
①反应达到平衡后若再通入一定量氦气,则N2O5的转化率将
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
时间/s | 0 | 500 | 1000 |
c(N2O5)/mol·L—1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
则500s内N2O5的分解速率为
③在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol·L—1,则T2
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解题方法
【推荐2】氮氧化物对环境有着巨大的危害,一种利用尿素[CO(NH2)2]脱硝的反应原理为 △H<0,回答下列问题:
(1)T℃时,往2L的恒容密闭容器中加入5molCO(NH2)2(s)和3 mol NO(g),容器内混合气体总物质的量随时间的变化如图所示。
①20min末,容器内N2的物质的量为_______ mol;0~20min内,NO的平均反应速率为_______ mol·L-l·min-l。
②a点时v正_______ (填“>”、“<”或“=”)v逆,此时NO的转化率为_______ %;平衡时与初始时容器内的压强比为_______ 。
(2)向恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的CO(NH2)2(s)和NO(g),能够说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
(3)汽车尾气中含有CO和NO等有害气体,三元催化转化器可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2,每生成14gN2,反应放出373kJ热量,该反应的热化学方程式为_______ 。
(1)T℃时,往2L的恒容密闭容器中加入5molCO(NH2)2(s)和3 mol NO(g),容器内混合气体总物质的量随时间的变化如图所示。
①20min末,容器内N2的物质的量为
②a点时v正
(2)向恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的CO(NH2)2(s)和NO(g),能够说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度不再改变 | B.不再改变 |
C.混合气体中,H2O的物质的量分数不再改变 | D.3v正(NO)=v逆(CO2) |
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【推荐3】(1)在2L恒容密闭容器中,发生反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g).
①某温度时,按物质的量比2:1充入NO和O2开始反应,n(NO)随时间变化如表:
0~4s内以O2浓度变化表示的反应速率为________ .
②能说明该反应已达到平衡状态的是________ .
A.气体颜色保持不变 B.气体平均相对分子质量保持不变
C.υ正(NO)=2υ正(O2) D.气体压强保持不变
③已知:K300℃>K400℃.下列措施能使该反应的反应速率增大且平衡向正反应方向移动的是_______ .
A、升高温度 B、充入Ar使压强增大
C、选择高效催化剂 D、充入NO使压强增大
(2)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图是利用甲烷燃料电池电解100ml 1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).
①甲烷燃料电池的负极反应式:____________________________________________ .
②电解后溶液的pH=________ (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应).
(3)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示.请认真观察如图,然后回答问题:
①下列3个反应中符合示意图描述的反应的是___________ (填代号).
A、铝粉与Fe2O3反应 B、用水稀释浓硫酸溶液 C、灼热的碳与CO2反应
②以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.已知:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+306kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+240kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_______________________ .
①某温度时,按物质的量比2:1充入NO和O2开始反应,n(NO)随时间变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.007 | 0.006 | 0.006 | 0.006 |
②能说明该反应已达到平衡状态的是
A.气体颜色保持不变 B.气体平均相对分子质量保持不变
C.υ正(NO)=2υ正(O2) D.气体压强保持不变
③已知:K300℃>K400℃.下列措施能使该反应的反应速率增大且平衡向正反应方向移动的是
A、升高温度 B、充入Ar使压强增大
C、选择高效催化剂 D、充入NO使压强增大
(2)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图是利用甲烷燃料电池电解100ml 1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).
①甲烷燃料电池的负极反应式:
②电解后溶液的pH=
(3)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示.请认真观察如图,然后回答问题:
①下列3个反应中符合示意图描述的反应的是
A、铝粉与Fe2O3反应 B、用水稀释浓硫酸溶液 C、灼热的碳与CO2反应
②以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.已知:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+306kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+240kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为
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【推荐1】氨的用途十分广泛,是制造硝酸和氮肥的重要原料。
(1)工业合成氨中,合成塔中每产生,放出92.2kJ热量。
1mol N-H键断裂吸收的能量约等于___________ kJ
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量和发生反应生成下列状态能说明反应达到平衡的是___________(填标号)。
(3)以氨为原料生产尿素的方程式为。
①为进一步提高的平衡转化率,下列措施能达到目的的是___________ (填标号)。
A.增大的浓度 B.增大压强 C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.
b.
第一步反应速率快,可判断活化能较大的是___________ (填“第一步”或“第二步”)。
③某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如下图所示。
实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数___________ (已知:分压=总压×体积分数)。
(4)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。a、b、c、d均为Pt电极。
气体X为___________ ,A区pH___________ (填“变大”或“变小”或“不变”)图中右管中的通过隔膜向___________ 电极移动(填“c”或“d”),c是___________ 极,电极上的电极反应为___________ 。
(1)工业合成氨中,合成塔中每产生,放出92.2kJ热量。
1mol N-H键断裂吸收的能量约等于
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量和发生反应生成下列状态能说明反应达到平衡的是___________(填标号)。
A.容器内压强不变 | B.的体积分数不变 |
C.气体的密度不再改变 | D. |
(3)以氨为原料生产尿素的方程式为。
①为进一步提高的平衡转化率,下列措施能达到目的的是
A.增大的浓度 B.增大压强 C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.
b.
第一步反应速率快,可判断活化能较大的是
③某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的和发生反应:,反应过程中混合气体中的体积分数如下图所示。
实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数
(4)中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),它是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。a、b、c、d均为Pt电极。
气体X为
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【推荐2】天然气开采产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①;
②。
则反应③的___________ ;下列叙述能说明反应③达到平衡状态的有___________ (填标号)。
A.断裂的同时生成
B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒压条件下,气体的密度不再变化
D.容器内、、、的物质的量之比为
(2)反应②在___________ (填“高温”或“低温”)能自发进行。
(3)反应①在不同温度、压强均为、进料中的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下,的平衡转化率如图所示。、和的大小关系为___________ ;进料中的物质的量分数越大,的平衡转化率越小的原因是___________ 。
(4)在、条件下,向体积为VL的密闭容器中通入,的混合气发生反应③,当达到平衡时,的分压与的分压相同,则反应③达到平衡时容器体积为开始体积的___________ 倍。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①;
②。
则反应③的
A.断裂的同时生成
B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒压条件下,气体的密度不再变化
D.容器内、、、的物质的量之比为
(2)反应②在
(3)反应①在不同温度、压强均为、进料中的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下,的平衡转化率如图所示。、和的大小关系为
(4)在、条件下,向体积为VL的密闭容器中通入,的混合气发生反应③,当达到平衡时,的分压与的分压相同,则反应③达到平衡时容器体积为开始体积的
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(0.65)
解题方法
【推荐3】随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二”五期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H= -1160 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式________ 。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O,则另一反应的离子方程式为________ 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反应速率为________ 。
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为________ (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率________ (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是___ (填序号字母)。
A.容器内压强保持不变
B.2v正(NO) =v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是________ 。请在下图中画出30min至40min的变化曲线________ 。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H= -1160 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O,则另一反应的离子方程式为
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
NO | N2 | CO2 | |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反应速率为
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
A.容器内压强保持不变
B.2v正(NO) =v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
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适中
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【推荐1】汽车在行驶过程中有如下反应发生:
ⅰ.N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g)ΔH=+180.7 kJ·mol-1
ⅱ.2NO(g)+2CO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-1
(1)能表示CO燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(2)反应ⅱ在___________ (填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
(3)T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 molNO和2molCO发生反应ⅱ,5min时达到平衡,测得0~5min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1
①T温度时,该反应的平衡常数K=___________ 。
②平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为___________ 。
(4)一定条件下,向起始容积为5 L的恒压密闭容器中充入1 mol N2和1 mol O2发生反应ⅰ。O2的平衡转化率[α(O2)]与温度(T)的关系如图1所示;正反应的平衡常数(K正)与温度(T)的关系如图2所示。
①图1中,M、N、P三点所对应的状态下,v正>v逆的是___________ (填字母),理由为___________ 。
②T1温度时,K正=1,则O2的平衡转化率为___________ (保留三位有效数字)。
ⅰ.N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g)ΔH=+180.7 kJ·mol-1
ⅱ.2NO(g)+2CO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-1
(1)能表示CO燃烧热的热化学方程式为
(2)反应ⅱ在
(3)T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 molNO和2molCO发生反应ⅱ,5min时达到平衡,测得0~5min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1
①T温度时,该反应的平衡常数K=
②平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为
(4)一定条件下,向起始容积为5 L的恒压密闭容器中充入1 mol N2和1 mol O2发生反应ⅰ。O2的平衡转化率[α(O2)]与温度(T)的关系如图1所示;正反应的平衡常数(K正)与温度(T)的关系如图2所示。
①图1中,M、N、P三点所对应的状态下,v正>v逆的是
②T1温度时,K正=1,则O2的平衡转化率为
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适中
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【推荐2】为减少含氮物质的排放对环境造成的污染,研究含氮物质的转化有重大意义。
(1)在进行低温下消除氯氧化物的机理研究时,某科研团队发现NO在转化过程中存在以下核心历程:
①
②
③
当温度为2.4K时,反应最终产物中,若使反应最终产物中,则温度应该___________ 2.4K(填“高于”或“低于”)。
(2)为实现氮氢化物转化为氢气,我国科技人员计算了下列反应在一定温度范围内的压强平衡常数,并绘制和的线性关系如图所示()。
②
则反应的___________ (用、表示);由图可知该反应的___________ 0(填“>”或“<”),写出推理过程___________ 。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃、900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表。
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过如下反应器,不同温度下进行多组平行实验,测定相同时间内NO的出口浓度,可得NO的脱除率与温度的关系如下图所示[已知NO的脱除主要含吸附和化学还原()两个过程]。___________ 、___________ 。
②350℃后,随着温度升高,NO的脱除率增大的原因是___________ 。
(4)电厂烟气中的氮氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;。373℃下,在容积固定的密闭容器中通入1mol、1molNO和0.7mol,初始压强为,达到平衡后测得转化率为88%,体系中,此时容器中压强p=___________ (结果保留两位小数),NO转化率为___________ 。
(1)在进行低温下消除氯氧化物的机理研究时,某科研团队发现NO在转化过程中存在以下核心历程:
①
②
③
当温度为2.4K时,反应最终产物中,若使反应最终产物中,则温度应该
(2)为实现氮氢化物转化为氢气,我国科技人员计算了下列反应在一定温度范围内的压强平衡常数,并绘制和的线性关系如图所示()。
①
②
则反应的
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃、900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表。
煤焦 | 元素分析(%) | 比表面积() | |
C | H | ||
S-500 | 80.79 | 2.76 | 105.69 |
S-900 | 84.26 | 0.82 | 8.98 |
①已知煤焦表面存在的官能团有利于NO的吸附,其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关。由图可知,相同温度下,S-900对NO的脱除率比S-500的低,结合表格数据分析其原因可能是
②350℃后,随着温度升高,NO的脱除率增大的原因是
(4)电厂烟气中的氮氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;。373℃下,在容积固定的密闭容器中通入1mol、1molNO和0.7mol,初始压强为,达到平衡后测得转化率为88%,体系中,此时容器中压强p=
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适中
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【推荐3】氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H =+180.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H =-221kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为:k=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c(CO)],请写出此反应的热化学方程式_______ 。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如表:
①反应开始时体系压强为P0,第3.00 min时体系压强为P1,则P1:P0=_______ ;2min~5.00min 内,O2 的 平 均反应速率为_____________ 。
②一定温度下,在恒容密闭容器中充人一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___ 。
a.NO2 和O2 的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化
c.2v正(NO2)= v逆(N2 O5 ) d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)将2molN2 和4molH2 置于lL的恒容密闭容器中反应。测得不同温度、不同时间段内合成NH3 反应中N2 的转化率,得到数据如下表:
表中a、b、25%三者由大到小的顺序为_____ ,理由是_____ 。
(4)将(3)中实验得到的混合气体通入醋酸溶液中并恢复到25℃,当两者恰好反应时,生成的CH3COONH4溶液呈中性,则25℃时NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______ (已知:25℃时0.18mol/LCH3COOH 溶液中c(H+)=1.8×10-3mol/L)。
(1)已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H =+180.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H =-221kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为:k=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c(CO)],请写出此反应的热化学方程式
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如表:
t/min | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
C(N2O6)/(mol/L) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
②一定温度下,在恒容密闭容器中充人一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是
a.NO2 和O2 的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化
c.2v正(NO2)= v逆(N2 O5 ) d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)将2molN2 和4molH2 置于lL的恒容密闭容器中反应。测得不同温度、不同时间段内合成NH3 反应中N2 的转化率,得到数据如下表:
表中a、b、25%三者由大到小的顺序为
(4)将(3)中实验得到的混合气体通入醋酸溶液中并恢复到25℃,当两者恰好反应时,生成的CH3COONH4溶液呈中性,则25℃时NH3·H2O的电离平衡常数Kb=
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