Ⅰ:
Ⅱ:
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质 | ||||
标准生成热 | 0.0 | 0.0 |
(2)若在绝热恒容容器中仅发生反应Ⅱ,则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______。
A.容器内气体的压强不变 | B.容器内温度不变 |
C.容器内气体的密度不再改变 | D.容器内气体的平均相对分子质量不变 |
(4)在上图A点对应的温度下,向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,已知起始时容器内压强为80kPa,10分钟后体系达到平衡状态,容器内压强变为100kPa。
①平衡时CO的分压
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有
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【推荐1】十八大以来,各地重视“蓝天保卫战”战略。作为煤炭使用大国,我国每年煤炭燃烧释放出的大量SO2严重破坏生态环境。现阶段主流煤炭脱硫技术通常采用石灰石-石膏法将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)活化能Ea1,ΔH1=+218.4kJ·mol-1
反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)⇌CaS(s)+4CO2(g)活化能Ea2,ΔH2=-175.6kJ·mol-1
已知活化能Ea1< Ea2。请回答下列问题:
(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)⇌CaS(s)+3CO2(g);△H=
(2)恒温密闭容器中,加入足量CaSO4和一定物质的量的CO气体,此时压强为p0。t min中时反应达到平衡,此时CO和CO2体积分数相等,CO2是SO2体积分数的2倍,则反应I的平衡常数Kp=
(3)下图为1000 K时,在恒容密闭容器中同时发生反应I和II,c(SO2)随时间的变化图象。请分析下图曲线中c(SO2)在0~t2区间变化的原因
(4)下图为实验在恒容密闭容器中,测得不同温度下,反应体系中初始浓度比与SO2体积分数的关系曲线。下列有关叙述正确的是
A.当体系中气体的密度不再变化时,反应I和反应Ⅱ都已达到平衡状态
B.提高CaSO4的用量,可使反应I正向进行,SO2体积分数增大
C.其他条件不变,升高温度,有利于反应I正向进行,SO2体积分数增大,不利于脱硫
(1)COS的电子式是
(2)已知热化学方程式:
①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362 kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为
(3)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S==KHS+KHCO3,该反应的平衡常数为
(4)在强酸溶液中用H2O2可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS的脱硫。该反应的化学方程式为
(5)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g);△H<0。某温度时,用活性α-Al2O3作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示
①该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)/n(COS)]为
②P点对应的平衡常数为
③当温度升高到一定值后,发现一定时间内COS(g)的水解转化率降低;猜测可能的原因是
(1)目前城市机动车废气的排放已成为城市大气污染的重要来源。气缸中生成NO的反应为:⇌2NO(g) 。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点可能的原因①
(2)由金红石()制取单质Ti,涉及到的步骤为:
已知:①
②
③
则的
(3)一定条件下,和在水溶液中的反应是,若反应达到平衡后,加入充分振荡,且温度不变,上述平衡向
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
ⅱ.
①写出该条件下,反应A的热化学反应方程式
②断开1mol 键与断开1mol 键所需能量相差约为
(5)电化学在工业生产中具有重要作用。
①工业上通过电解饱和食盐水制备氯气,阳极反应历程如图:
阳极电极反应式是
②深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,此过程中腐蚀电池正极反应式是
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①在T2温度下,0~2 s内的反应速率v(N2)=
②该反应的ΔH
(2)煤燃烧产生的烟气中有含氮的氧化物NOx,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
CH4(g)+4NO(g)⇌2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH<0
CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH<0
①若在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中,发生上述反应。提高NO2转化率的措施有
A.加入催化剂 B.降低温度 C.减小投料比[] D.增大压强
②在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4,然后再分别充入等物质的量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生上述的两个反应,并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图所示:
从图中可以得出的结论是:
结论一:在250~450 ℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450~600 ℃时NOx转化率随温度升高而减小。推测原因是
结论二:
(1)钒在溶液中的主要聚合状态与溶液的pH关系如图1所示。V2O中V元素的化合价是
(2)偏钒酸铵是最普通的钒酸盐,将V2O5溶于碳酸钠溶液中(有气体生成),然后加入氯化铵,便可析出偏钒酸铵(NH4VO3),该过程总反应的化学方程式为
(3)NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=pkJ/mol反应的催化剂,其催化原理如图2所示。
①过程a和过程b的热化学方程式为
V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g) ΔH=qkJ/mol
V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) ΔH=rkJ/mol
则过程c的热化学方程式为
②T℃时反应2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g) ΔH>0中SO3的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图3所示。T℃时,将2molSO3置于10L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10MPa。则T℃时B点的化学平衡常数Kc=
(4)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如图4所示。
①充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由
②充电时若转移的电子数为NA个,则左槽溶液中n(H+)的变化量为
(1)传统上该转化通过如下图所示的催化剂循环实现,其中,反应①为:2HCl(g) + CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g) △H1,反应②生成1molCl2(g)的反应热为△H2,则总反应的热化学方程式为
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl—T(HCl的转化率与温度的关系)曲线如右图,则总反应的△H
②在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应αHCl—T曲线
③一定温度下,若该反应在某恒容容器中进行,下列能说明该反应已经达到化学平衡的是
A、体系的压强不再改变
B、各反应物和生成物的浓度相等
C、混合气体的密度不再改变
D、混合气体的平均摩尔质量不再改变
(3)Cl2用途广泛,写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式
Ⅰ.在T℃时,某反应在体积为2L的恒容密闭的容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示已知A、B、C均为气体.
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2分钟时,C的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
A. B. C.容器内气体密度不变 D.各组分的物质的量相等 E.容器内气体压强不变
(4)由图求得平衡时B的物质的量分数为
Ⅱ.某学生探究加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成H2速率的影响,设计实验如下:
将表中所给的混合溶液分别加入到5个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。(忽略混合时溶液体积变化)
实验混合溶液 | A | B | C | D | E |
(mL) | 40 | ||||
饱和溶液(mL) | 0 | 10 | |||
(mL) | 0 |
(5)请完成此实验设计,其中:
(6)该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,请分析氢气生成速率提高的主要原因
(1)在下图的坐标系中,画出能体现上述反应特点的大致图像:
(2)在一体积为2L的密闭容器中投入1mol CO和3mol 模拟反应的过程。可以判断反应达到平衡状态的是___________。
A.断裂1.5个H—H键的同时,有个O—H键生成 |
B.容器内压强不再变化 |
C.和的体积分数之比保持不变 |
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
(3)为探究该反应合适的反应温度,某小组进行了一系列测试,保证每次初始的原料气组成及反应时间一致,测得的转化率如图所示。试解释的转化率先增后降的原因
(1)从反应开始至达到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=
(2)能判断该反应达到平衡的依据是
(3)若在相同温度下,向另一4L恒容密闭容器中充入0.5mol CO2、1.5mol H2、1.5mol CH3OH(g)和1.5mol H2O(g),此时该反应将
(4)25℃、1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
(5)甲醇燃料电池以KOH(aq)为电解溶液,将甲醇被氧气完全氧化的化学能转化为电能输出,已知某电极方程式为:______+______OH--6e→______+______。
①上述电极反应发生在该燃料电池的
②补充并配平上述电极方程式
物质 | /kJ·mol-1 | /J·K-1·mol-1 |
SO2(g) H2O(g) NH3(g) O2(g) (NH4)2SO3(s) (NH4)2S)O4(s) | -296.83。 -241.82 -45.90 0 -885.33 -1180.85 | 248.11 188.72 192.77 205.。03 240.64 220.08。 |
设气相反应为理想气体反应,反应的焓变和熵变在题给温度范围内不变。
(1)写出烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵(式1)和硫酸铵(式2)的化学反应方程式
(2)设反应在80℃进行,求生成(NH4)2SO3(s)和(NH4)2SO4(s)的和平衡常数K
(3)设反应装置的总压力为1个标准压力,气相中二氧化硫的含量为2%(体积),并按化学反应计量关系加入氨、水蒸气、氧等物质,实际脱硫反应在80℃下进行:
(A)若二氧化硫反应生成亚硫酸铵(s),其理论脱硫率为
(B)若二氧化硫反应生成硫酸铵(s),其理论脱硫率为
(4)由所得结果,指出SO2按哪一种反应进行可以获得较高的脱硫率
(1)根据题中数据计算,x=
(2)如图II,在体积为VL的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图III(t0时达平衡),平衡时容器中C的物质的量为zmol。由于反应物A、B的状态未知,则z和y的大小也不确定,请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系(仿照情形①、可不填满):
可能的 情形 | A、B是否为气态 | z与y的大小关系 | M(B)与M(C)的大小关系 (M表示摩尔质量) | |
A | B | |||
① | 是 | 不是 | z=y | 无法确定 |
② | ||||
③ |
(1)已知(NH4)2Ce(NO3)6受热易分解,某科研小组认为反应原理如下请补充完整:
(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH+8
CeO2·8OHCeO2+4H2O↑+2O2↑。
若取少量硝酸铈铵固体置于导管与空气连通的试管中加热,除固体颜色有变化外,还可观察到的现象是
(2)往Ce(NO3)3·6H2O的溶液中缓慢加入H2O2溶液,使其充分反应,再加入氨水,反应后生成Ce(OH)4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为
(3)某科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6。在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度(S),结果如图。
从图中可得出三条主要规律:
①(NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的S随温度升高而增大;
②
③
(4)(NH4)2Ce(NO3)6的硝酸溶液经过