(1)已知:
(其中、、为对应化学反应的平衡常数)
①则的平衡常数为K,则
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应。能表明反应已达到平衡状态的标志有
A.混合气体的压强保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变 D.气体的总质量保持不变
E. F.内生成同时消耗
(2)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应,和的物质的量变化如表所示。
条件 | 保持温度为 | ||||||
时间/ | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
物质的量/ | 2.0 | 1.4 | 1.0 | 0.70 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
物质的量/ | 0 | 0.30 | 0.50 | 0.65 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
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(1)20世纪初,工业上以和为原料在一定温度压强下合成尿素,反应过程中能量变化如图。
①反应物液氨分子间除存在范德华力外,还存在
②写出在该条件下由和合成尿素的热化学方程式:
(2)近年研究发现,电催化和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的溶液通入至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为
②目前以和为原料的电化学尿素合成可达到的法拉第效率。已知:,其中,表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。则电解时阳极每产生标况下的,可获得尿素的质量为
(3)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知:溶液中不能直接用溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是
②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有
(1)已知:①NO2 + CO CO2 + NO 该反应的平衡常数为K1(下同)每1mol下列物质分解为气态基态原子消耗能量分别为
NO2 | CO | CO2 | NO |
812kJ | 1076kJ | 1490kJ | 632kJ |
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol K2
③2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol K3
试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在1L密闭容器中充入0.1mol NO2和0.2mol CO,此时容器的压强为1个大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的,则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=
若此温度下,某时刻测得NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L,要使反应向逆反应方向进行,a的取值范围
(3)电化学降解NO2-的原理如下图:
①电源的负极是
②若电解过程中转移了6mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差为
(1)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1mol (g),发生下列反应生成水煤气
I.
II.
①反应I在该温度下能够自发进行的原因为
②
③下列说法正确的是
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,反应I的平衡逆向移动
C.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
D.平衡时的体积分数可能大于
④反应平衡时,(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol,此时反应II的平衡常数
(2)一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下:
①某温度下,吸收塔中溶液吸收一定量的后,,则该溶液的pH=
②再生塔中产生的离子方程式为
③利用电化学原理,将电催化还原为,阴极上除发生AgCl转化为Ag的反应外,另一个反应式为
(1)某些常见化学键的键能(将气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需的能量或A和B合成气体所放出的能量)数据如下表:
化学键 | C—H | C=O | O—H | O=O |
键能 | 414 | 803 | 463 | 498 |
(2)一定条件下,通过加氢可以制备,反应方程式为。在一定温度下,将和放入恒容密闭容器中,测得反应过程中的浓度随时间的变化如表所示:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0.5 | 0.3 | 0.25 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
②平衡时,的转化率为
③T℃下,若达到平衡时的压强为,则T℃下该反应的压强平衡常数
④下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是
a. b.容器内气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变 d.与的浓度相等
(1)已知下列数据:
化学键 | H-H | |
键能(kJ/mol) | 436 | 946 |
则N-H键的键能是
(2)T℃时,在2L的密闭容器中发生上述合成氨反应,开始投入和一定量的,体系中随时间的变化如下表:
时间(min) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
的物质的量(mol) | 0.40 | 0.20 | 0.14 | 0.12 | 0.12 | 0.12 |
①用表示从0~2min内该反应的平均速率
②第4min时的体积分数为
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是
a.该条件下生成同时生成
b.该条件下气体的平均相对分子质量保持不变
c.该条件下混合气体的密度保持不变
d.
Ⅱ.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,若两电极分别为Zn和石墨棒,则:
(3)X为
(4)Y上发生的电极反应为
(5)移向
(2)若25℃,101 kPa下,1 g CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出55.6 kJ的热量,则甲烷的燃烧热为
(3)对于下列反应:2SO2(g)+ O2(g)⇌2SO3(g),如果2min内SO2的浓度由6 mol/L下降为2 mol/L,那么,用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为
(4)下图表示在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H<0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,ab过程中改变的条件可能是
【推荐1】CO、CO2、CH4等含碳化合物的综合利用是当今科技的重点研究对象之一。
(1)双功能催化剂的催化作用,突破了低温下水煤气转换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]时高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是
A.过程I、过程II、过程皿均为吸热反应
B.图示的三个过程都与H2O有关
C.图示的三个过程中均有极性共价键的断裂和生成
D.使用催化剂降低了整个水煤气变换反应过程的ΔH
(2)已知:
①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
表示CO燃烧热的热化学方程式为
(3)某催化剂的M型、N型均可催化反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等物质的量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。
①图中a、b、c、d、e五个点对应状态下,反应速率最慢的是
②N型催化剂条件下,从a点到e点,CO的转化率先增大,后减小,e点时突然减小的原因为
③若b点容器中c(O2)=0.4mol·L-1,则T℃时该反应的平衡常数K=
(4)在一定条件下,CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g),可制得合成气H2和CO。在2L密闭容器中充入CO2和CH4,使其物质的量浓度均为0.5mol·L-1,达到平衡时CO的体积分数为X,若恒温恒容下,向平衡体系中再充入1mol CO2和1mol CH4。回答下列问题:
①化学平衡
②再次平衡时,CO的体积分数
(1)图中条件选定的主要原因是
A.温度、压强对化学平衡的影响
B.催化剂铁触媒在该温度时活性大
C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
(2)工业生产中氮气与氢气按物质的量之比为1∶2.8进行投料,合成塔压强p恒定。若起始时氮气通入量为x mol,一段时间后测得氮气的平衡转化率为80%,用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的
(3)合成氨反应通常控制在20~50MPa的压强和500℃左右的温度,若进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3,经科学测定,在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示:
压强 | 20MPa | 60MPa |
500℃ | 19.1 | 42.2 |
A.表中所测数据有明显误差 B.生产条件控制不当
C.氨的分解速率大于预测值 D.合成塔中的反应并未达到平衡
该流程控制含氨约为15%的原因是
(4)据统计,每年全世界在合成氨工业中向外排放高达40亿吨,为循环使用减少浪费,常见的方法是利用合成氨的产品和副产品合成尿素:
① kJ/mol
② kJ/mol
副反应:
已知活化能大小:,某科研小组模拟工业合成尿素生产,发现反应温度在140℃时生成尿素的反应速率反而比80℃小,可能原因是
(5)工业合成尿素中,通常氨气、二氧化碳投料比大于2,请分析可能原因___________。
A.氨易获得,成本较低 |
B.氨过剩可提高二氧化碳的转化率,加快合成速率 |
C.氨气可与体系内水结合,减少氨基甲酸铵水解,抑制副反应发生 |
D.氨结合水,促进(4)中反应②正向移动 |
(1)以上四个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示:已知C比B稳定,反应、、的焓变分别为、、,则
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(2)650K,以充料,反应达平衡时物质A、B、C、D的物质的量分数[例如:]随体系压强的变化关系如图所示:①和随压强p变化的曲线分别是
②其他条件不变,若增大的比例,则的值将
③当压强时,的平衡转化率
(1)可以与发生反应:。有研究表明该反应分为两步,中间产物是不稳定易分解的。请写出第二步反应的化学方程式
(2)与之间存在反应。将一定量的放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[]随温度的变化如图所示。
①由图推测该反应的
②a点对应的温度下,已知的起始压强为,平衡后总压强为
(3)化工废水中常常含有以二甲胺()为代表的含氮有机物,可以通过电解法将二甲胺转化为无毒无害的气体排放,装置如图所示。反应原理是:①在阳极转化为;②在碱性溶液中歧化为;③将二甲胺氧化为,和。
①写出电解池中阴极发生反应的方程式
②电解池中选择阴离子交换膜而不选择阳离子交换膜的原因是
③当阴极区收集到6.72L (标况下)时,阳极区收集到的体积(标况下)是
(1)乙烷在一定条件下可发生如下反应:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H,相关物质的燃烧热数据如表所示:
物质 | C2H6(g) | C2H4(g) | H2(g) |
燃烧热△H/(kJ•mol-1) | -1560 | -1411 | -286 |
①△H=
②提高该反应平衡转化率的方法有
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为:r=k×c(CH4),其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=
(3)如图所示装置
①负极的电极反应式
②乙装置电镀银,
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中发生下述反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-1。
①从平衡角度分析,采用过量O2的目的是
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压(PB)代替其物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),已知:B的平衡分压=总压×平衡时B的物质的量分数,则该温度下Kp=
③已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图1。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
(3)如图2所示,保持温度不变,将2molSO2和1molO2加入甲容器中,将4molSO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲