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1 . 在一定温度下发生的可逆反应。下列能说明该反应达到化学平衡的是
A.反应停止了 | B.单位时间内生成n mol A的同时生成2n mol C |
C.容器内A、B、C的浓度相等 | D.用A、B、C表示的反应速率之比为1:3:2 |
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2 . 在一定温度下,4 L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:(1)根据题中数据写出该反应的化学方程式___________ ,0~t1时刻,N的平均反应速率为___________ 。
(2)t1、t2、t3三个时刻中,处于平衡状态的为___________ (填 “t1”“t2” 或“t3”),t3后的某一时刻给体系升高温度,v(正)将___________ (填 “增大”或“减小”或“不变”)。
(3)平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比为___________ ,平衡时N的转化率为___________ 。
(4)可用电化学原理处理SO2制备硫酸,装置图如下图,电极为多孔材料,M极的电极反应式___________ 。
(2)t1、t2、t3三个时刻中,处于平衡状态的为
(3)平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比为
(4)可用电化学原理处理SO2制备硫酸,装置图如下图,电极为多孔材料,M极的电极反应式
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3 . 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。请回答下列问题:
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾()制备,两极均有气体产生。装置如图所示,钢电极与电源的_____ (填“正极”或“负极”)相连,阳极反应式为______ ,两极产生的气体产物必须隔开的原因是________ 。(2)已知: ;F-Cl(ClF中)的键能为248kJ/mol,F-Cl(中)的键能为172kJ/mol,F-F的键能为157kJ/mol。计算:Cl-Cl的键能为_______ kJ/mol。
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中kPa,、、、为各组分的平衡分压。
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和,下列有关说法不正确的是_______ (填序号)。
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与的投料比为1∶1时,的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将从体系中移除,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均正向移动
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol ,10min时,产物的物质的量(n)如表所示。10min内,Xe的平均反应速率为_____ ,的转化率为______ 。
③523K时,以Xe和制取。反应达到平衡时,欲使产物,的分压为______ kPa。
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾()制备,两极均有气体产生。装置如图所示,钢电极与电源的
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
标准平衡常数 | (523K) | (673K) |
ⅰ. | ||
ⅱ. | ||
ⅲ. | 36 |
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和,下列有关说法不正确的是
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与的投料比为1∶1时,的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将从体系中移除,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均正向移动
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol ,10min时,产物的物质的量(n)如表所示。10min内,Xe的平均反应速率为
物质 | |||
n/mol | 3.6 | 17.4 | 0.4 |
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4 . 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物,在生产生活中有重要意义。
Ⅰ.雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_____ 。
A. B.混合气体中的体积分数保持不变
C.单位时间内断裂1个同时生成1个C=O D.恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.2molNO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=______ 。
②实验a中NO的平衡转化率为______ 。
③与实验b相比,实验c改变的条件是_______ 。
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,
(3)回答下列问题:①该燃料电池负极发生的反应式为______ 。
②电池工作时,移向______ 电极(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移10mol电子时,至少消耗燃料肼_____ g。
Ⅰ.雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体中的体积分数保持不变
C.单位时间内断裂1个同时生成1个C=O D.恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.2molNO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=
②实验a中NO的平衡转化率为
③与实验b相比,实验c改变的条件是
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,
(3)回答下列问题:①该燃料电池负极发生的反应式为
②电池工作时,移向
③当电池放电转移10mol电子时,至少消耗燃料肼
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5 . 工业生产中常常产生硫的氧化物和氮的氧化物,对环境产生重大影响,为减少对环境的污染,科学工作者采用“O3氧化法”和“光催化氧化法”对工业烟气脱硫、脱硝,原理如下。回答下列问题:
I.O3氧化法
(1)用O3氧化烟气中的SO2时,体系中存在以下反应:
a)SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g) △H1=-241.6kJ/mol K1
b)2O3(g)⇌3O2(g) △H2=-286.6kJ/mol K2
c)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H3 K3
根据盖斯定律,△H3=_______ ,K3=_______ (用含K1、K2的式子表示)。
(2)在密闭容器中充入1molN2O4和1molO3,发生以下反应:
d)N2O4(g)⇌2NO2(g) △H4=+57kJ/mol
e)N2O4(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g) △H5
不同压强(P)下,N2O4平衡转化率α(N2O4)随反应温度(T)的变化关系如图1所示。①由图1可知,△H5_______ 0(填“>”或“<”),若缩小体积增大压强,B点可能向_______ 点移动(填“A”或“C”)。
②下列有关该反应体系的说法正确的是_______ (填标号)。
A.恒压下,混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
B.任意时刻,存在n(NO2)+n(N2O4)+n(N2O5)>1mol
C.恒容下,升高温度,该体系中气体颜色变浅
D.恒容下,增大N2O4的浓度,反应d的正反应速率增大,e的正反应速率减小
③某温度下,t分钟后达到平衡,此时N2O4的物质的量分数为1/3,且NO2与O2的物质的量分数相等,v(O2)=_______ mol/min
Ⅱ.光催化氧化法
光照条件下,催化剂TiO2表面产生电子(e-)和空穴(h+)。电子与O2作用生成离子自由基(·O),空穴与水电离出的OH-作用生成羟基自由基(·OH),·O-和·OH分别与NO反应生成NO。变化过程如图2所示。(3)一定范围内,NO脱除速率随烟气湿度的增大而增大,结合催化剂的作用机理,分析可能的原因_______ 。
(4)已知该过程中生成的HNO2可继续与·OH发生反应:HNO2+2·OH=H++NO+H2O;该反应可分两步进行,请补充反应i:
i:_______ ;
ii.NO2+·OH=H++NO。
I.O3氧化法
(1)用O3氧化烟气中的SO2时,体系中存在以下反应:
a)SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g) △H1=-241.6kJ/mol K1
b)2O3(g)⇌3O2(g) △H2=-286.6kJ/mol K2
c)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H3 K3
根据盖斯定律,△H3=
(2)在密闭容器中充入1molN2O4和1molO3,发生以下反应:
d)N2O4(g)⇌2NO2(g) △H4=+57kJ/mol
e)N2O4(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g) △H5
不同压强(P)下,N2O4平衡转化率α(N2O4)随反应温度(T)的变化关系如图1所示。①由图1可知,△H5
②下列有关该反应体系的说法正确的是
A.恒压下,混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
B.任意时刻,存在n(NO2)+n(N2O4)+n(N2O5)>1mol
C.恒容下,升高温度,该体系中气体颜色变浅
D.恒容下,增大N2O4的浓度,反应d的正反应速率增大,e的正反应速率减小
③某温度下,t分钟后达到平衡,此时N2O4的物质的量分数为1/3,且NO2与O2的物质的量分数相等,v(O2)=
Ⅱ.光催化氧化法
光照条件下,催化剂TiO2表面产生电子(e-)和空穴(h+)。电子与O2作用生成离子自由基(·O),空穴与水电离出的OH-作用生成羟基自由基(·OH),·O-和·OH分别与NO反应生成NO。变化过程如图2所示。(3)一定范围内,NO脱除速率随烟气湿度的增大而增大,结合催化剂的作用机理,分析可能的原因
(4)已知该过程中生成的HNO2可继续与·OH发生反应:HNO2+2·OH=H++NO+H2O;该反应可分两步进行,请补充反应i:
i:
ii.NO2+·OH=H++NO。
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6 . 合成甲醇的绿色新途径是利用含有的工业废气为碳源,涉及的主要反应如下:
Ⅰ. kJ⋅mol
Ⅱ. kJ⋅mol
Ⅲ. ___________
(1)已知,写出反应Ⅲ的热化学方程式:___________ ;、与分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,其关系为___________ 。
(2)在恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为1.0 mol⋅L,在一定条件下发生反应:。测得平衡时的体积分数与温度及压强的关系如图所示。回答下列问题:①该反应的___________ (填“<”“>”或“=”)0。
②压强、、由大到小的顺序为___________ ;压强为时,b点处___________ (填“>”“<”或“=”)。
(3)工业上可利用甲烷还原NO减少氮氧化物的排放。向2 L恒容密闭容器中通入2 mol 、4 mol ,一定条件下发生反应:,测得的物质的量随时间变化的关系如表。
①下列措施能够加快该反应速率的是___________ (填标号)。
A.使用催化剂 B.升高温度 C.及时分离水 D.充入He增大体系压强
②0~20min内,用NO表示该反应的平均速率为___________ mol⋅L⋅min。
③平衡时,的体积分数为___________ 。
④若反应体系中的初始压强为3p,则该反应的压强平衡常数___________ (只列算式不计算出结果)(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅰ. kJ⋅mol
Ⅱ. kJ⋅mol
Ⅲ. ___________
(1)已知,写出反应Ⅲ的热化学方程式:
(2)在恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为1.0 mol⋅L,在一定条件下发生反应:。测得平衡时的体积分数与温度及压强的关系如图所示。回答下列问题:①该反应的
②压强、、由大到小的顺序为
(3)工业上可利用甲烷还原NO减少氮氧化物的排放。向2 L恒容密闭容器中通入2 mol 、4 mol ,一定条件下发生反应:,测得的物质的量随时间变化的关系如表。
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
/mol | 0 | 0.6 | 1.0 | 1.3 | 1.5 | 1.5 |
A.使用催化剂 B.升高温度 C.及时分离水 D.充入He增大体系压强
②0~20min内,用NO表示该反应的平均速率为
③平衡时,的体积分数为
④若反应体系中的初始压强为3p,则该反应的压强平衡常数
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7 . 为了降低大气中NO的排放量,可在NH3的作用下,通过催化剂将NO转化为无毒无害的。向2L的恒容密闭容器中加入一定量的NH3、NO、NO2,测得NH3、N2、H2O的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示N2的浓度随时间的变化情况 |
B.时, |
C.a点时, |
D.内,用NO表示的平均反应速率为 |
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8 . 已知NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-230kJ/mol,下图是恒容密闭容器中,该反应CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题:
(1)该反应是___________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=___________ 。
(3)此温度下,该反应的平衡常数表达式K=___________ ;温度降低,K___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下列条件或者现象能判断该反应一定达到平衡状态的是___________(填下列字母)。
(5)已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−283.0kJ·mol−1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=−296.0kJ·mol−1
处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为固态单质S。此反应的热化学方程式是___________ 。
(1)该反应是
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=
(3)此温度下,该反应的平衡常数表达式K=
(4)下列条件或者现象能判断该反应一定达到平衡状态的是___________(填下列字母)。
A.容器内颜色不再改变 | B.当c(NO)=c(CO2)时 |
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 | D.容器内压强不再改变 |
(5)已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−283.0kJ·mol−1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=−296.0kJ·mol−1
处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为固态单质S。此反应的热化学方程式是
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9 . 在2L密闭容器内发生反应2A(g)+B(g)C(g),A气体在2s内由8mol/L变为7.2mol/L,则用A气体表示的平均反应速率为
A.0.4mol/(L·s) | B.0.3mol/(L·s) | C.0.2mol/(L·s) | D.0.1mol/(L·s) |
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10 . Ⅰ.
(1)甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ,则甲烷燃烧的热化学方程式为_____ 。
(2)已知: ,查阅文献资料,化学键的键能如下表:
氨分解反应的活化能,则合成氨反应的活化能_____ 。
Ⅱ.氨在国民经济生产中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程和反应方程式:
(3)图中X是_____ ,这样操作的目的是_____ 。
(4)T℃时在容积为2L的密闭恒容容器中充入和,5min后达到平衡,测得的浓度为0.2mol/L。
①计算此段时间的反应速率_____ 。
②若向平衡后的体系中同时加入、、,平衡将_____ (填“正向移动”、“不移动”或“逆向移动”)。
(5)下列措施可提高平衡转化率的是_____ (填序号)。
a.恒容时充入,使体系总压强增大 b.恒容时将从体系中分离
c.恒容时充入He,使体系总压强增大 d.加入合适的催化剂
(6)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在低温、常压、光照条件下,在催化剂(掺有少量的)表面与水发生反应: 。进一步研究生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强、反应时间3h):
当温度高于323K时,的生成量反而降低的可能原因是_____ 。
(1)甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ,则甲烷燃烧的热化学方程式为
(2)已知: ,查阅文献资料,化学键的键能如下表:
化学键 | H-H键 | N≡N键 | N-H键 |
436 | 946 | 391 |
Ⅱ.氨在国民经济生产中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程和反应方程式:
(3)图中X是
(4)T℃时在容积为2L的密闭恒容容器中充入和,5min后达到平衡,测得的浓度为0.2mol/L。
①计算此段时间的反应速率
②若向平衡后的体系中同时加入、、,平衡将
(5)下列措施可提高平衡转化率的是
a.恒容时充入,使体系总压强增大 b.恒容时将从体系中分离
c.恒容时充入He,使体系总压强增大 d.加入合适的催化剂
(6)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在低温、常压、光照条件下,在催化剂(掺有少量的)表面与水发生反应: 。进一步研究生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强、反应时间3h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
生成量 | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
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