C.T1℃时向甲容器中再充入0.1molH2O(g),则平衡正向移动,CO2(g)的体积分数增大
D.若在T2温度下,向2L密闭容器中充入1.0molCO2和2.0molH2,达平衡时,CO2的转化率小于40%
【答案】AD
【解析】A.由表中数据可知,平衡时氢气的物质的量为3.2mol,则:
C(s)+2H2O(g)
CO2(g)+2H2(g)
13.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,已知:
气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
下列说法正确的是()
A.550℃时,若充入惰性气体,v正,v逆均减小,平衡不移动
B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡不移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0p总
【答案】BC
【解析】A.可变的恒压密闭容器中反应,550℃时若充入惰性气体,相当于减小压强,平衡向着正向移动,v正、v逆均减小,故A错误;
B、由图可以知道,650℃时,反应达平衡后CO的体积分数为40%,设开始加入的二氧化碳为1mol,转化了xmol,
则有C(s)+CO2(g)
2CO(g)
开始 1 0
14.在2L的恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应:
A(g)+B(g)
2C(g)+D(s)
△H=akJ/mol实验内容和结果分别如下表和右图所示。
下列说法正确的是
实验
序号
温度
起始物质的量
热量变化
A
B
Ⅰ
600℃
1mol
3mol
96kJ
Ⅱ
800℃
1.5mol
0.5mol
-
A.实验Ⅰ中,10min内平均速率v(B)=0.06mol/(L·min);
B.上述方程式中a=-160
C.600℃时,该反应的平衡常数是1.5
D.向实验Ⅱ的平衡体系中再充入0.5molA和1.5molB,A的转化率减小
【答案】BC
【解析】A、.10min内C生成了1.2mol,则反应速率v(C)=1.2mol/(2L×10min)==0.06mol·L-1·min-1,速率
15.工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。
通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)反应2NO2(g)
N2(g)+2O2(g),设起始时容器中只有NO2,平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。
则A点时,NO2的转化率为_______________,B点时,设容器的总压为aPa,则平衡常数Kp为____________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。
①该反应ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。
(填字母)
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.1molCO2生成的同时有3molH—H键断裂
c.CO2的转化率和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
③反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见下表:
反应时间
CO2/mol
H2/mol
CH3OH/mol
H2O/mol
反应Ⅰ:
恒温恒容
0min
2
6
0
0
10min
4.5
20min
1
30min
1
反应Ⅱ:
绝热恒容
0min
0
0
2
2
反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______________________________。
达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:
平衡常数K(I)____________K(II)(填“>”、“<”或“=”);平衡时CH3OH的浓度c(I)____________c(II)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】50%aPa>
16.
(1)常温下,在200mL氢氧化钡溶液中含有1×10-3mol的钡离子,将此溶液与pH=3的盐酸混合,使其混合溶液的pH=7,应取氢氧化钡溶液和盐酸的体积之比是_________。
(2)25℃时,利用pH试纸测得0.1mol•L-1醋酸溶液的pH约为3,则可以估算出醋酸的电离常数约为_______;向10mL此溶液中加入少量冰醋酸,忽略溶解过程中溶液温度和体积的微小变化,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将_____(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(3)电化学法是合成氨的一种新方法,其原理如图所示,阴极的电极反应式是_____。
(4)废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH4+转化为N2。
若处理过程中产生N20.672L(标准状况),则需要消耗0.3mol·L-1的NaClO溶液______________L。
②在微生物的作用下,NH4+经过两步反应会转化为NO3-,两步反应的能量变化如图所示。
则1molNH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)时放出的热量是______________kJ。
③用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度,得到的产物能参与大气循环,则反应后溶液的pH______(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(5)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______。
[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
【答案】1:
1010-5mol·L-1减小N2+6H++6e-=2NH30.3346升高1:
2或0.5
①,第二步热化学反应为NO2-(aq)+0.5O2(g)=NO3-(aq)△H=-73kJ•mol-1②,由盖斯定律可知①+②得1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3-(aq)+H2O(l)△H=-346kJ•mol-1,即放出346kJ的热量;
③H2催化还原饮用水中NO3-,反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则产物为水和氮气,该反应为5H2+2NO3-
N2+4H2O+2OH-,氢氧根离子浓度增大,则pH升高;
(5)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液酸碱性主要决定CO32-+H2O
HCO3-+OH-,K=
,c(CO32-)∶c(HCO3-)=
。
17.Ⅰ.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。
反应
大气固氮N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
工业固氮N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
温度/℃
27
2000
25
400
450
平衡常数K
3.84×10-31
0.1
5×108
0.507
0.152
①分析数据可知:
大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:
人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:
____________________________。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系:
________。
Ⅱ.目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。
(3)在一定温度下,将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率α1=________。
②已知平衡时,容器压强为8MPa,则平衡常Kp=________(用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】吸热K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产Ap2>p160%49/192或0.255或0.26
18.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2(填“>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________。
A.升高温度B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂D.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,如图所示
下列说法正确的是________(填序号);
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时
增大
(3)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为_____________。
【答案】<>B③④(2-α)/2
物质的量之比,即容器内的压强与起始压强之比等于(4-2α):
4=(2-α):
2。
19.“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:
CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应I:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s)△H1=-159.47kJ/molK1
反应II:
NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ/molK2
总反应:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3K3
请回答:
(1)①总反应的△H3=_______kJ/mol。
该热化学方程式的平衡常数K3=______(用K1、K2表示)。
②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列不能说明反应达平衡状态的是_____________。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
③环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态?
___________(填“是”或“否”)。
(2)在体积可变的恒压(P总)密闭容器中充入1molCO2与足量的碳,让其发生反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H>0。
平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时,达平衡后向容器中若充入稀有气体,v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”);若充入等体积的CO2和CO,平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②650℃,CO2的转化率为_____________。
③已知:
气体分压(P分)=气体总压×体积分数。
用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数,925℃时,Kp=_____________(用含P总的代数式表示)。
【答案】-86.98K1·K2AC否>不25%23.04P总
20.
(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
下列说法正确的是____________(填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-43kJ/mol
Ⅲ:
CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)△H=-178.3kJ/mol
计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)
CaCO3(s)+2H2(g)的△H=__________kJ/mol;
①若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=__________(用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)
CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是________。
(填字母)
A.降低体系的温度B.压缩容器的体积C.增加CaO的量D.选用适当的催化剂
【答案】B-90.3K1·K2·K3A