合成气是一种以H2和CO为主的化工原料气,其用途广泛、廉价、清洁,可以合成许多化工产品。
(1)由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=-820.6kJ•mol-1
II.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3kJ•mol-1
III.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ•mol-1
IV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H4
①△H4=______ kJ•mol-1。
②用Ni基双金属催化反应III,反应的活化能降低,△H3______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)一定条件下,向1L密闭容器中充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应II,反应控制其它条件不变,改变温度(T)对合成气中甲烷质量分数的影响如图:
若充入amolCH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率v(CH4)=______ mol•L-1•h-1(用含a的式子表示)。假设A为平衡态,此时压强为1MPa,则该反应的平衡常数Kp=______ (MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器中按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时随温度(T)的变化关系如图1所示:
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_____ 。
②压强为p2时,随着温度升高,先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高变化的原因分别是______ 。
③根据图1、图2分析,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施是______ (填字母)。
A.提高比例 B.降低比例 C.高温、高压 D.低温、低压
(1)由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=-820.6kJ•mol-1
II.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3kJ•mol-1
III.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ•mol-1
IV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H4
①△H4=
②用Ni基双金属催化反应III,反应的活化能降低,△H3
(2)一定条件下,向1L密闭容器中充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应II,反应控制其它条件不变,改变温度(T)对合成气中甲烷质量分数的影响如图:
若充入amolCH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率v(CH4)=
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器中按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时随温度(T)的变化关系如图1所示:
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
②压强为p2时,随着温度升高,先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高变化的原因分别是
③根据图1、图2分析,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施是
A.提高比例 B.降低比例 C.高温、高压 D.低温、低压
更新时间:2023-01-10 16:13:23
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【推荐1】金属矿物常以硫化物形式存在,如等。
Ⅰ.掺烧和,用于制铁精粉和硫酸
(1)已知:为吸热反应。时,固体在氧气中完全燃烧生成气态和固体,放出热量。
①与反应的热化学方程式为_________ 。
②将与掺烧(混合燃烧),其目的包括_________ (填字母)。
节约燃料和能量 为制备硫酸提供原料 减少空气污染
(2)常带一定量的结晶水。分解脱水反应的能量变化如图所示。①_________ 。
②为维持炉内温度基本不变,所带结晶水越多,掺烧比应_________ 。(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.浸出法处理
(3)难溶于水,处理常使用酸浸法,两步反应依次为:
ⅰ.
ⅱ.
①平衡常数的表达式为_________ 。
②仅发生反应ⅰ时,酸浸效果不好,结合平衡常数说明原因:_________ 。
(4)从平衡移动角度解释通入在酸浸过程中的作用:_________ 。
Ⅰ.掺烧和,用于制铁精粉和硫酸
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②将与掺烧(混合燃烧),其目的包括
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【推荐2】CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=___ kJ•mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___ (填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___ K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___ c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为___ 、___ (填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___ 。
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒温恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(绝热恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象
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【推荐3】肼(N2H4)具有高含氢量,被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料。回答下列问题:
(1)用肼(N2H4液态)作燃料,NO2作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H1=+66.4 kJ/mol
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=−534 kJ/mol
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式:_______ 。
(2)为了研究反应的热效应,我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数Kp。
i.N2H4(l)N2(g)+2H2(g) ΔH0Kp0
ii. N2H4(l)NH3(g)+ N2(g) ΔH1Kp1
iii. NH3(g) N2(g)+2H2(g) ΔH2Kp2
①t℃时,在恒容容器中,加入足量N2H4(l)发生反应i和ii.平衡时,测得容器内压强为22kPa,p(H2)=p(NH3),则p(N2)=_______ kPa,反应i的平衡常数Kp0=_______ kPa3。
②若①中反应平衡后,保持温度不变,将反应容器容积扩大2倍,反应再次平衡后,c(N2)相比原平衡时_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③lgKp1−T和lgKp2−T的线性关系图如图所示,据此分析:
△H0_______ (填“大于”或“小于”)0;对于反应NH3(g)N2(g)+2H2(g),图中v正(A)_______ v正(B)(填“大于”“小于”或“等于”);值范围是_______ (填标号)。
A.<−1 B.−1~0 C.0~1 D.>1
(1)用肼(N2H4液态)作燃料,NO2作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H1=+66.4 kJ/mol
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=−534 kJ/mol
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式:
(2)为了研究反应的热效应,我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数Kp。
i.N2H4(l)N2(g)+2H2(g) ΔH0Kp0
ii. N2H4(l)NH3(g)+ N2(g) ΔH1Kp1
iii. NH3(g) N2(g)+2H2(g) ΔH2Kp2
①t℃时,在恒容容器中,加入足量N2H4(l)发生反应i和ii.平衡时,测得容器内压强为22kPa,p(H2)=p(NH3),则p(N2)=
②若①中反应平衡后,保持温度不变,将反应容器容积扩大2倍,反应再次平衡后,c(N2)相比原平衡时
③lgKp1−T和lgKp2−T的线性关系图如图所示,据此分析:
△H0
A.<−1 B.−1~0 C.0~1 D.>1
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【推荐1】以为原料制备甲醇等能源物质具有较好的发展前景。因此,研发利用技术,降低空气中含量成为研究热点。
(1)在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应I、II。已知活化能:
I.
II.
①则的_______ ,其中反应Ⅰ能自发进行的条件是_______ 。(填“高温”或“低温”)
②保持温度T不变时,在2L刚性容器中,充入一定量的及,t min达到平衡,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
若反应I、II均达到平衡,,则表中m=_______ ;从开始到平衡时CO的平均反应速率为_______ ;I的平衡常数_______ (用含p的代数式表示)。
(2)在下,向恒压反应器中通入、,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化的关系如图。
已知:CH3OH的产率=×100%
①下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应I达到平衡
C.升温能提高CO2的平衡转化率
D.加入对反应I催化效果更佳的催化剂,可以提高CH3OH的产率
②图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
(1)在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应I、II。已知活化能:
I.
II.
①则的
②保持温度T不变时,在2L刚性容器中,充入一定量的及,t min达到平衡,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
总压强/kPa | ||||||
起始 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | |
平衡 | m | 0.3 | p |
(2)在下,向恒压反应器中通入、,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化的关系如图。
已知:CH3OH的产率=×100%
①下列说法正确的是
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应I达到平衡
C.升温能提高CO2的平衡转化率
D.加入对反应I催化效果更佳的催化剂,可以提高CH3OH的产率
②图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
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【推荐2】为实现碳中和目标,利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下:
反应Ⅰ 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1<0
反应Ⅱ H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
反应Ⅲ 3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的ΔH1=___________ (用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。
(2)一定条件下,在容积恒定为V L的密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①图中b、c、d三点的化学平衡常数分别为Kb、Kc、Kd,它们的大小关系为___________ 。
②比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)___________ (填“>”、“<”或“=”)M(d)。
③下列措施中能够同时增大正反应速率和提高CO的平衡转化率的是___________ (填字母)。
A.使用高效催化剂 B.降低反应温度
C.再充入2 mol CO和4 mol H2 D.不断将甲醇从体系中分离出来
(3)在密闭容器中充入CO2、H2,发生上述反应Ⅱ和反应Ⅲ,在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,测得温度与甲醇选择性的关系如图2所示。在其他条件相同时,若想主要发生反应Ⅲ,应选择催化效率较高的___________ (填“Cat1”或“Cat2”)催化剂。
(4)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应Ⅲ,初始时CO2和H2的物质的量分别为1.0 mol、3.0 mol,测得H2的平衡转化率[α(H2)]随温度和压强的变化如图3所示。
①图中压强p1、p2、p3由小到大的顺序为___________ 。
②250 ℃、p3条件下,该反应的平衡常数Kp=___________ (用含p3的代数式表示,分压=总压×物质的量分数)。
反应Ⅰ 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1<0
反应Ⅱ H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
反应Ⅲ 3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的ΔH1=
(2)一定条件下,在容积恒定为V L的密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下发生上述反应Ⅰ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①图中b、c、d三点的化学平衡常数分别为Kb、Kc、Kd,它们的大小关系为
②比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)
③下列措施中能够同时增大正反应速率和提高CO的平衡转化率的是
A.使用高效催化剂 B.降低反应温度
C.再充入2 mol CO和4 mol H2 D.不断将甲醇从体系中分离出来
(3)在密闭容器中充入CO2、H2,发生上述反应Ⅱ和反应Ⅲ,在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,测得温度与甲醇选择性的关系如图2所示。在其他条件相同时,若想主要发生反应Ⅲ,应选择催化效率较高的
(4)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,发生反应Ⅲ,初始时CO2和H2的物质的量分别为1.0 mol、3.0 mol,测得H2的平衡转化率[α(H2)]随温度和压强的变化如图3所示。
①图中压强p1、p2、p3由小到大的顺序为
②250 ℃、p3条件下,该反应的平衡常数Kp=
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【推荐3】工业炼铁过程中涉及到的主要反应有:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)________ 。
(2)时,向容积为的恒容密闭容器中加入和发生反应③,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中的体积分数为80%,则0~5min内反应的平均速率________ ,该温度下反应的平衡常数为________ ,下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是________ (填标号)。
A.固体的物质的量不再变化
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗和生成的物质的量相等
(3)一定条件下进行反应③,正向反应速率与时间的关系如图所示,时刻改变了一个外界条件,可能是________ 。
(4)向密闭容器中加入足量的、和一定量的、,在和下,反应③体系中和的分压随时间变化的关系如图所示(已知温度:)
时,随时间变化关系的曲线是________ ,时,随时间变化关系的曲线是________ 。向时已经达到平衡状态的反应③体系中再充入一定量的,再次达到平衡时,与的物质的量之比为________ 。
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)
(2)时,向容积为的恒容密闭容器中加入和发生反应③,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中的体积分数为80%,则0~5min内反应的平均速率
A.固体的物质的量不再变化
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗和生成的物质的量相等
(3)一定条件下进行反应③,正向反应速率与时间的关系如图所示,时刻改变了一个外界条件,可能是
(4)向密闭容器中加入足量的、和一定量的、,在和下,反应③体系中和的分压随时间变化的关系如图所示(已知温度:)
时,随时间变化关系的曲线是
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【推荐1】合理的利用吸收工业产生的废气CO2可以减少污染,变废为宝。
Ⅰ.用CO2可以生产燃料甲醇。
(1)请写出甲醇的官能团名称___________ 。甲醇分子中C、H、O原子的原子半径由大到小的顺序为 ___________ 。
Ⅱ.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=﹣49.0kJ•mol-1;一定条件下,向体积固定为1 L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2 ,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。
(2)①反应开始至第3分钟时,反应速率v(H2)=___________ mol/(L·min)。
②该条件下,CO2的平衡转化率是___________ ;
Ⅲ.用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
(3)① CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H =+41.2 kJ·mol-1
反应II: 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) ∆H =-122.5 kJ·mol-1
其中,反应II 分以下a、b 两步完成,请写出反应a的热化学方程式。
a.___________
b.2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
②L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是___________ 。判断L1、L2的大小,并简述理由:___________ 。
③恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=)随温度变化如下图所示。
(i) t ℃时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应Ⅱ消耗的H2的物质的量为___________ mol。(列出计算式即可)
(ii) 温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因___________ 。
Ⅰ.用CO2可以生产燃料甲醇。
(1)请写出甲醇的官能团名称
Ⅱ.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=﹣49.0kJ•mol-1;一定条件下,向体积固定为1 L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2 ,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。
(2)①反应开始至第3分钟时,反应速率v(H2)=
②该条件下,CO2的平衡转化率是
Ⅲ.用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
(3)① CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H =+41.2 kJ·mol-1
反应II: 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) ∆H =-122.5 kJ·mol-1
其中,反应II 分以下a、b 两步完成,请写出反应a的热化学方程式。
a.
b.2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
②L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是
③恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=)随温度变化如下图所示。
(i) t ℃时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应Ⅱ消耗的H2的物质的量为
(ii) 温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因
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(0.4)
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【推荐2】碳及其化合物的价值型转化在工业生产方面具有重要的研究价值。回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
则CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH =____________ kJ·mol−1。
(2)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)正反应的平衡常数K正和逆反应的平衡常数K逆随温度变化曲线如图。
①表示K正曲线的是____________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②T1时,向体积为10 L的固定容积的容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,CO2的平衡转化率为____________ 。
③T2时,A点v正________ v逆(填“>”“=”或“<”)。
(3)CO2捕集是世界性“减碳”课题,我国科研人员提出用氨气、水蒸气实现CO2捕集,最终得到NH4HCO3,反应历程:Ⅰ.CO2(g)+2NH3(g)⇌H2NCOONH4(s),Ⅱ.H2NCOONH4(s)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)+NH3(g)。现将1.75 mol NH3、4.75 mol水蒸气、2.00 mol CO2置于体积为10 L的恒容密闭容器中,分别在不同温度测得CO2浓度随时间变化的数据如表。
①NH4HCO3的分解为____________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②反应Ⅰ的平衡常数为K1,Ⅱ的平衡常数为K2,则CO2(g)+NH3(g)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)的平衡常数K =______ (用K1、K2表示)。
③30℃时,K =____________ 。
(4)乙二酸(H2C2O4)是一种含碳有机二元酸,25℃时,其Ka1=5.6×10−2,Ka2=5.4×10−5,向0.1 mol·L−1乙二酸溶液中滴加NaOH至c(HC2O)=c(C2O),此时溶液显________ 性(填“酸”或“碱”),写出推理过程_______________________ 。
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
(2)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)正反应的平衡常数K正和逆反应的平衡常数K逆随温度变化曲线如图。
①表示K正曲线的是
②T1时,向体积为10 L的固定容积的容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,CO2的平衡转化率为
③T2时,A点v正
(3)CO2捕集是世界性“减碳”课题,我国科研人员提出用氨气、水蒸气实现CO2捕集,最终得到NH4HCO3,反应历程:Ⅰ.CO2(g)+2NH3(g)⇌H2NCOONH4(s),Ⅱ.H2NCOONH4(s)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)+NH3(g)。现将1.75 mol NH3、4.75 mol水蒸气、2.00 mol CO2置于体积为10 L的恒容密闭容器中,分别在不同温度测得CO2浓度随时间变化的数据如表。
①NH4HCO3的分解为
②反应Ⅰ的平衡常数为K1,Ⅱ的平衡常数为K2,则CO2(g)+NH3(g)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)的平衡常数K =
③30℃时,K =
(4)乙二酸(H2C2O4)是一种含碳有机二元酸,25℃时,其Ka1=5.6×10−2,Ka2=5.4×10−5,向0.1 mol·L−1乙二酸溶液中滴加NaOH至c(HC2O)=c(C2O),此时溶液显
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【推荐3】含氮化合物广泛存在于自然界,是一类常见的化合物。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:___________ ,该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH___________ (填“>”或“<”)0。
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线___________ 。
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=___________ 。
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有___________ (填序号)。
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为___________ ,若制得10.8g N2O5,则消耗NaBH4的质量为___________ g。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为
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