解题方法
1 . 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
请回答:
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至___________ 时记时结束。
(2)V1=___________ ,V2=___________ ;设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究___________ 对反应速率的影响。
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=___________ 。
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
①___________ 不是反应速率突然加快的原因;
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是___________ 。
实验编号 | 0.01mol•L﹣1 酸性KMnO4溶液 | 0.1mol•L﹣1 H2C2O4溶液 | 水 | 某种物质 | 反应温度/℃ | 反应时间(min) |
Ⅰ | 2ml | 2ml | 0 | 0 | 20 | 2.1 |
Ⅱ | V1ml | 2ml | 1ml | 0 | 20 | 5.5 |
Ⅲ | V2 ml | 2ml | 0 | 0 | 50 | 0.5 |
Ⅳ | 2ml | 2ml | 0 | 少量 | 20 | 0.2 |
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,至
(2)V1=
(3)利用实验Ⅲ中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=
(4)有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做Ⅰ号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是:
①
②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测,实验中要加入的少量某种物质是
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解题方法
2 . 研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题:
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则___________ ,___________ 。
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应___________ (填“ i”或“ii” ) 决定。
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是___________ 。
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为___________ 。
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择___________ (填“高温”或者“低温”)。
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是___________ 。
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=___________ (保留2位有效数字, NO的脱除率
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=
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解题方法
3 . 控制变量法是化学实验的一种常用方法。
Ⅰ.下表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据,分析以下数据,回答下列问题:
(1)判断锌和稀硫酸反应速率大小,最简单的方法可通过测定_______ 进行判断,在此5组实验中,其速率最快的是_______ (填实验序号)。
(2)实验1和2表明_______ 对反应速率有影响,实验1和3对比发现实验3反应速率明显较快,主要原因是_______ 。
(3)进行实验2时,小组同学根据实验过程绘制的氢气体积(标准状况下)与时间的关系如图所示。在OA、AB、BC三段中反应速率最快的是AB段,其原因是_______ 。Ⅱ.为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。实验中Zn粒过量且颗粒大小相同,饱和硫酸铜溶液用量0~4.0mL,保持溶液总体积为100.0mL,记录获得相同体积(336mL,)的气体所需时间,实验结果如图所示(气体体积均转化为标况下)。(4)根据图像可知,随着饱和硫酸铜溶液的用量增加,化学反应速率先快后慢,请分析速率变慢的原因_______ 。
(5)b点对应的反应速率_______ 。
(6)通过以上分析可知选择加入下列哪些试剂可以与加入硫酸铜有相似的效果_______
Ⅰ.下表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据,分析以下数据,回答下列问题:
序号 | 锌的质量/g | 锌的形式 | 反应前溶液的温度/℃ | 其他试剂 | ||
1 | 0.65 | 粒状 | 0.5 | 50 | 20 | 无 |
2 | 0.65 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 无 |
3 | 0.65 | 粒状 | 0.5 | 50 | 20 | 2滴溶液 |
4 | 0.65 | 粉末 | 0.8 | 50 | 20 | 无 |
5 | 0.65 | 粉末 | 0.8 | 50 | 35 | 2滴溶液 |
(1)判断锌和稀硫酸反应速率大小,最简单的方法可通过测定
(2)实验1和2表明
(3)进行实验2时,小组同学根据实验过程绘制的氢气体积(标准状况下)与时间的关系如图所示。在OA、AB、BC三段中反应速率最快的是AB段,其原因是
(5)b点对应的反应速率
(6)通过以上分析可知选择加入下列哪些试剂可以与加入硫酸铜有相似的效果_______
A.溶液 | B.溶液 | C.稀 | D.溶液 |
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4 . 2020年9月22日,国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布:中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,2060年前实现“碳中和”。为达成这一目标,要尽量减少不可避免的碳排放。
(1)工业上,常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和),其反应的化学方程式为,该反应的能量变化图像如图所示。①下列反应的能量变化与上述反应相同的是_______ 。
A.铝粉与氧化铁的反应
B.氯化铵与的反应
C.锌片与稀硫酸的反应
D.钠与冷水的反应
②一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,加入0.02molC(s)和0.01mol发生反应:,充分反应5min时,测得容器中CO的物质的量有0.008mol。以表示的化学反应速率为_______ 。
③我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:
反应放热。在低温下获得高产率。反应过程示意图如下图:下列说法不正确的是_______ 。
A.据图可知起始时的2个分子最终都参与了反应
B.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程,
C.过程Ⅲ只生成了极性共价键
D.使用催化剂缩小反应物和生成物的能量差
(2)以为催化剂的光热化学循环分解反应为减少“碳排放”提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:根据数据计算,标准状况下2.24L完全分解生成CO(g)和需要_______ (填“吸收”或“放出”)_______ kJ的能量。
(3)分解产生的CO和可以作为燃料电池的原料。下图为燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向,可知氧气从_______ 口通入(填“a”或“b”);X极为电池的_______ (填“正”或“负”)极,电极反应为_______ ,向_______ 极移动(填“X”或“Y”);若两极共消耗气体3.36L(标准状况下),则通过导线的电子数为_______ 。
(1)工业上,常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和),其反应的化学方程式为,该反应的能量变化图像如图所示。①下列反应的能量变化与上述反应相同的是
A.铝粉与氧化铁的反应
B.氯化铵与的反应
C.锌片与稀硫酸的反应
D.钠与冷水的反应
②一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,加入0.02molC(s)和0.01mol发生反应:,充分反应5min时,测得容器中CO的物质的量有0.008mol。以表示的化学反应速率为
③我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:
反应放热。在低温下获得高产率。反应过程示意图如下图:下列说法不正确的是
A.据图可知起始时的2个分子最终都参与了反应
B.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程,
C.过程Ⅲ只生成了极性共价键
D.使用催化剂缩小反应物和生成物的能量差
(2)以为催化剂的光热化学循环分解反应为减少“碳排放”提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:根据数据计算,标准状况下2.24L完全分解生成CO(g)和需要
(3)分解产生的CO和可以作为燃料电池的原料。下图为燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向,可知氧气从
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解题方法
5 . 利用脱除烟气中的具有重要意义。已知在还原过程中,会发生如下反应:
反应i
反应ii
反应iii
回答下列问题:
(1)已知,和的燃烧热分别为、,则反应i的为___________ 。
(2)下列有利于提高反应i中的平衡转化率的是___________。
(3)一定条件下,该体系达平衡时各气体物质的量随进料比的变化如图1所示。①S的物质的量随进料比增大发生变化的原因是___________ 。
②通入和,达到平衡时,则反应ii的___________ (为物质的量分数,计算结果保留两位小数)。
(4)在刚性容器中,控制反成温度为823K。固定浓度为,进料比分别为、、时的转化率随时间变化如图2所示。①进料比为对应图中曲线___________ 。
②反应从开始到A点时间内的生成速率为___________ 。
(5)在催化剂作用下,还原的部分机理如图3所示(表示S吸附在催化剂表面)。该反应的催化剂为___________ ,历程②的方程式为___________ 。
反应i
反应ii
反应iii
回答下列问题:
(1)已知,和的燃烧热分别为、,则反应i的为
(2)下列有利于提高反应i中的平衡转化率的是___________。
A.恒容时增大浓度 | B.降低温度 |
C.选择合适的催化剂 | D.减小容器的容积 |
(3)一定条件下,该体系达平衡时各气体物质的量随进料比的变化如图1所示。①S的物质的量随进料比增大发生变化的原因是
②通入和,达到平衡时,则反应ii的
(4)在刚性容器中,控制反成温度为823K。固定浓度为,进料比分别为、、时的转化率随时间变化如图2所示。①进料比为对应图中曲线
②反应从开始到A点时间内的生成速率为
(5)在催化剂作用下,还原的部分机理如图3所示(表示S吸附在催化剂表面)。该反应的催化剂为
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6 . 甲硫醇(CH3SH)是重要的有机化工中间体,可用于合成维生素。通过CH3OH和H2S合成CH3SH的主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)计算反应的△H=________ kJ/mol。
(2)T1℃时,向恒容密闭容器中充入一定量CH3OH(g)和H2S(g)发生反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是________ (填选项字母);若按相同比例再充入一定量CH3OH(g)和H2S(g),CH3OH(g)的平衡转化率将________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
A.容器内气体密度不再发生变化 B.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
C.H2S(g)的体积分数不再发生变化 D.CH3SCH3(g)和H2O(g)的物质的量之比不再变化
(3)T2℃时,向压强为P0的恒压密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CH3OH(g)和H2S(g)发生反应,达到平衡时,CH3OH(g)的转化率为80%,CH3SCH3(g)的体积分数为5%。
①计算H2S(g)的选择性为________ (CH3SH的选择性)。
②反应Ⅰ的平衡常数Kp=________ (Kp是用分压表示的平衡常数,结果保留两位小数)。
(4)在=1:2、反应压力为0.7Mpa条件下,气体按90 mL/min的速率通过催化剂表面发生反应,每分钟反应体系中CH3OH(g)转化率、CH3SH(g)选择性随温度的变化如图甲所示,催化机理如图乙所示。①370℃时,用CH3SH(g)分压表示的反应速率为________ Mpa/min(结果保留两位有效数字)。
②当温度高于370℃时,CH3OH(g)转化率随温度升高而降低的原因可能为________ 。
③从电负性的角度描述ⅲ→ⅰ中脱水的过程:________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)计算反应的△H=
(2)T1℃时,向恒容密闭容器中充入一定量CH3OH(g)和H2S(g)发生反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是
A.容器内气体密度不再发生变化 B.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
C.H2S(g)的体积分数不再发生变化 D.CH3SCH3(g)和H2O(g)的物质的量之比不再变化
(3)T2℃时,向压强为P0的恒压密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CH3OH(g)和H2S(g)发生反应,达到平衡时,CH3OH(g)的转化率为80%,CH3SCH3(g)的体积分数为5%。
①计算H2S(g)的选择性为
②反应Ⅰ的平衡常数Kp=
(4)在=1:2、反应压力为0.7Mpa条件下,气体按90 mL/min的速率通过催化剂表面发生反应,每分钟反应体系中CH3OH(g)转化率、CH3SH(g)选择性随温度的变化如图甲所示,催化机理如图乙所示。①370℃时,用CH3SH(g)分压表示的反应速率为
②当温度高于370℃时,CH3OH(g)转化率随温度升高而降低的原因可能为
③从电负性的角度描述ⅲ→ⅰ中脱水的过程:
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7 . 化学反应过程既有物质变化也有能量变化。
Ⅰ.关于工业合成氨的反应,已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别为436、391、946。请根据键能的数据判断下列问题。
(1)由和合成氨时,需要_____________ (填“吸收”或“放出”)能量,写出该反应的热化学方程式_________________ 。
Ⅱ.原电池是化学能转化为电能的装置。
(2)肼(液态)—过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图。①该电池的B极区发生_______ (填“氧化反应”或“还原反应”),电池工作过程中,向极移动_________ (填“A”或“B”);
②该燃料电池的总反应方程式可表示为__________ 。在标准状况下,若A极区产生11.2L ,则外电路中理论上通过的电子的物质的量是__________ mol。
Ⅲ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:(3)由图中数据分析,该反应的化学方程式为_____________ 。
(4)反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为___________ 。
(5)下列措施能增大反应速率的是_________ 。
A.升高温度 B.加入高效催化剂
C.持容器压强不变,充入一定量氦气 D.保持容器容积不变,充入气体X
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气
(6)能说明上述反应达到平衡状态的是 。(填字母)
Ⅰ.关于工业合成氨的反应,已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别为436、391、946。请根据键能的数据判断下列问题。
(1)由和合成氨时,需要
Ⅱ.原电池是化学能转化为电能的装置。
(2)肼(液态)—过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图。①该电池的B极区发生
②该燃料电池的总反应方程式可表示为
Ⅲ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:(3)由图中数据分析,该反应的化学方程式为
(4)反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为
(5)下列措施能增大反应速率的是
A.升高温度 B.加入高效催化剂
C.持容器压强不变,充入一定量氦气 D.保持容器容积不变,充入气体X
E.保持容器容积不变,充入一定量氦气
(6)能说明上述反应达到平衡状态的是 。(填字母)
A.混合气体的压强不随时间的变化而变化 | B. |
C.X体积分数保持不变 | D.混合气体的密度不随时间的变化而变化 |
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8 . 是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,也是一种重要的化工原料。
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为_____________________ (填“放热”或“吸热”)反应。(2)已知(,石墨)与适量反应生成和,吸收热量,请写出热化学方程式:_____________________________________________________ 。
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
①内,以表示的该反应速率_____________________ ;
②下列措施不能提高反应速率的有_____________________ (请用相应字母填空);
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_____________________ (请用相应字母填空);
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
时间 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
②下列措施不能提高反应速率的有
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
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解题方法
9 . 空气中的氮氧化物主要来源:化石燃料燃烧、工业制硝酸尾气、汽车尾气。
I.请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:(1)写出氧化炉中反应的化学方程式___________ 。
(2)用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成和,其离子方程式为___________ 。
(3)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示:当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有18mol电子发生转移时,则生成N2的物质的量为___________ 。
II.甲烷在一定条件下可以消除氮氧化物污染。
(4)已知25℃、101kPa时,1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量,则1mol甲烷不完全燃烧的热化学方程式为___________ 。
(5)甲烷与NO2发生的反应为,在体积固定的密闭容器中,每次实验均加入和,使、,在不同条件下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
①实验1中,在10~20min内,___________ ,40min时v(正)___________ v(逆)(填:“大于”、“小于”、“等于”)。
②0~20min内,实验2比实验1反应速率快的原因可能是___________ 。
I.请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:(1)写出氧化炉中反应的化学方程式
(2)用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成和,其离子方程式为
(3)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示:当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有18mol电子发生转移时,则生成N2的物质的量为
II.甲烷在一定条件下可以消除氮氧化物污染。
(4)已知25℃、101kPa时,1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量,则1mol甲烷不完全燃烧的热化学方程式为
(5)甲烷与NO2发生的反应为,在体积固定的密闭容器中,每次实验均加入和,使、,在不同条件下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验序号 | 时间/min 浓度 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
1 | 800 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
②0~20min内,实验2比实验1反应速率快的原因可能是
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解题方法
10 . Ⅰ.某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。(1)该反应的化学方程式为___________ 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为___________ 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a. b.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
e. f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)将a mol A与b mol B的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:,则原混合气体中___________ 。
Ⅱ.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(5)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用___________ (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(6) “即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________ (填字母)反应释放的热量加热食物。
A,生石灰和水 B.浓硫酸和水
(7)如图是CO和反应生成的能量变化图,写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)反应开始至2min时,B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.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
e. f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)将a mol A与b mol B的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:,则原混合气体中
Ⅱ.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(5)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用
(6) “即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面
A,生石灰和水 B.浓硫酸和水
(7)如图是CO和反应生成的能量变化图,写出该反应的热化学方程式:
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