5.(2015湖北省荆门市元月调研)
工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g)
△H=QJ/mol(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,
下列叙述正确的是
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达平衡时,吸收热量为QJ
C.反应至4min时,若HCl浓度为0.12mol/L,则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)
D.当反应吸收热量为0.025QJ时,生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液恰好反应
【答案】D【解析】增大压强,平衡逆向移动,降低SiCl4的转化率,A错误;该反应为可逆反应,不能进行彻底,B错误;H2的反应速率为0.03/2mol/(L·min)=0.015mol/(L·min),C错误;根据方程式,当反应吸收热量为0.025QJ时,生成0.1molHCl,与100mL1mol/L的NaOH溶液恰好反应,D正确。
6.(2015安徽省江南十校期末联考)
纳米钴(Co)加氢反应的催化剂,500时催化反应:
CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)△H<0。
有关说法正确的是()
A.纳米技术的应用,提高了催化剂的催化性能,但平衡常数不变·
B.缩小容器体积,平衡向正反应方向移动CO的浓度减小·
C.温度越低,越有利于CO催化加氢
D.从平衡体系中分H2O(g)能加快正反应速率·
【答案】A【解析】催化剂不能改变,A正确;缩小容器体积,各物质浓度都增大,平衡后,CO的浓度增大,B错误;催化剂有活性温度,因此温度降低,催化剂的活性降低,不利于CO催化加氢,C错误;从平衡体系中分出H2O(g),减小正反应速率,D错误。
7.[2015浙江省嘉兴市一中等五校期末]
下列有关颜色变化错误的是()
在4mL0.1mol/L的2Cr2O7溶液中滴加数滴1mol/LNaOH溶液,溶液颜色从橙色变成黄色
B.在试管中加入少量氯化钴晶体,滴加浓盐酸溶解后加水稀释至紫色,将试管置于热水中片刻,溶液颜色变成粉红色
C.向血红色的Fe(SCN)3溶液中加入少量I固体,溶液颜色变浅
D.用50mL针筒抽取30mL红棕色的NO2气体并封住注射孔,当用力推压活塞,压缩针筒中的气体(此过程中不考虑温度变化),从针筒顶端观察,气体颜色逐渐变浅
【答案】B【解析】重铬酸根(Cr2O72-)和铬酸根(CrO42-)离子间存在如下平衡:
Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2CrO42-(黄色)+2H+;滴加NaOH溶液,平衡正向移动,溶液颜色从橙色变成黄色,故A正确;CoCl2溶于浓盐酸中能形成CoCl42-,将试管放热水中片刻,由紫色变成了蓝色,故B错误;向血红色的Fe(SCN)3溶液中加入少量I固体,Fe3+与I‾发生氧化还原反应,Fe3+浓度减小,红色变浅,故C正确;用50mL针筒抽取30mL红棕色的NO2气体并封住注射孔,当用力推压活塞,增大压强,平衡向生成N2O4的方向移动,从针筒顶端观察,气体颜色变浅,故D正确。
8、(2015湖南省怀化市期末)在25℃时,密闭容器中、Y、三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
Y
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是()
A.反应达到平衡时,的转化率为50%
B.反应可表示为+3Y2,其平衡常数值为1600
C.增大压强使平衡向生成的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】C【解析】反应达到平衡时,的转化率为0.05/0.1×100%=50%,A正确;由表中的数据可得方程式为:
+3Y2,=
=1600,B正确;增大压强不能改变平衡常数,C错误;改变温度,平衡移动,该反应的平衡常数改变,D正确
9.(2015北京市海淀区期末)
工业上用CO和H2合成CH3OH:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
反应的平衡常数如下表:
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10-2
2.4×10-4
1×10-5
下列说法正确的是
A.该反应的△H>0
B.加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率
C.工业上采用5×103Pa和250℃的条件,其原因是原料气的转化率高
D.t℃时,向1L密闭容器中投入0.1molCO和0.2molH2,平衡时CO转化率为50%,则该温度时反应的平衡常数的数值为100
【答案】D
【解析】根据表中数据可知随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,则△H<0,A错误;催化剂不能改变平衡状态,因此使用催化剂不能改变CO的转化率,B错误;工业上采用5×103Pa和250℃的条件,原因是催化剂的活性在此条件下最大,C错误;根据方程式可知
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度(mol/L)0.10.20
转化浓度(mol/L)0.050.10.05
平衡浓度(mol/L)0.050.10.05
所以该温度下平衡常数=
D正确。
10、(2015·福建省漳州市3月质检)环境中氮氧化物的合理控制和治理是减少雾霾天气、优化生存环境的有效途径之一。
请运用化学反应原理知识,回答下列问题:
.
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O
(1)△H1=-662J·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O
(1)△H2=-1251J·mol-1
据此,写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式:
。
(2)用活性炭还原法也可处理氮氧化物。
有关反应为:
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。
某研究小组向一个容积(3L)恒定的真空密闭容器中加入0.3molNO和足量的活性炭与催化剂(固体试样的体积忽略不计),在恒温(T1℃)条件下发生反应,经10min反应达到平衡,测得N2的物质的量为0.09mol。
①0min~10min内以v(NO)表示的平均化学反应速率为。
②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是。
A.容器内压强保持不变B.速率关系:
2v(NO)(正)=v(N2)(逆)
C.容器内CO2的体积分数不变D.混合气体的密度保持不变
③在相同条件下,若在容器中放入生石灰,则NO的平衡转化率(填“增大”、“不变”或“减小”)。
解析:
(1)根据盖斯定律,方程式(①+②)/2可得:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-956.5J/mol。
(2)①v(NO)=2v(N2)=0.09mol/(3L·10min)×2=0.006mol·(L·min)-1。
②该反应是气体体积不变的反应,故容器内压强不变时不能说明反应达到平衡,A项错误;正逆反应速率符合v(NO)(正)=2v(N2)(逆),能够说明反应达到平衡,B项错误;CO2的体积分数不变时,能够说明反应达到平衡,C项正确;由于容器体积不变,其中碳是固体,随着反应的进行,容器内气体的密度是变量,当混合气体的密度不变时,能够说明反应达到平衡,D项正确。
③生石灰吸收CO2生成CaCO3,会使平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大。
答案:
(1):
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-956.5J/mol
(2)①0.006mol·(L·min)-1②CD③增大
11.(2015四川省眉山市期末)(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点64.7℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。
甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡。
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(g) △H=Q1J·mol-1
又查资料得知:
①CH3OH(l)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=Q2J·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)△H=Q3J·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为 。
(2)工业上可用CO和H2O(g)合成CO2 和H2,再利用
(1)中反应原理合成甲醇。
某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6mol。
回答下列问题
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为 。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是 。
a.升高温度 b.缩小容器的体积
c.增大H2O(g)的浓度 d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为 。
【答案】(16分)(每空2分)
(1)CH3OH(l)+3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)J•mol-1
(2)①6×10-3mol·L-1·min-1②ac③25%
[解析]
(1)已知反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(g) △H=Q1J·mol-1
②CH3OH(l)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=Q2J·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=Q3J·mol-1
根据盖斯定律:
2×①+3×②+2×③得:
CH3OH(l)+3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)J•mol-1
(2)①当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6mol,V(H2)=0.6mol÷10L÷10min=6×10-3mol·L-1·min-1。
②正反应为吸热反应,升温平衡正向移动,CO的转化率增大,且反应速率加快,a正确;由于反应前后气体的系数之和相等,缩小容器的体积平衡不移动,CO的转化率不变,速率加快,b错误;增大H2O(g)的浓度,CO的转化率增大,速率加快,c正确;催化剂不能改变物质的转化率,d错误。
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),温度不变,平衡常数不变。
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始(mol/L)0.20.200
转化(mol/L)
平衡(mol/L)0.2-0.2-
解得=0.1mol
平衡混合气体中H2的体积分数为0.1/0.4×100%=25%
12、(2015·河南省焦作市一模)雾霾天气严重影响人们的生活,其中氮氧化
物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。
消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=QJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________,Tl℃时,该反应的平衡常数=___________。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是_____________(填代号)。
a.加入一定量的活性炭b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中,NO、N2、CO2的浓度之比为
5:
3:
3,则Q____(填“>”、“=”或“<”)0。
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
反应原理如图所示:
①由图甲可知,SCR技术中的氧化剂为_____________。
已知c(NO2)︰c(NO)=
1︰1时脱氮效果最佳,若生成1molN2时反应放出的热量为QJ。
此时对应的脱氮反应的热化学方程式为____________________。
②图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为_______________。
(3)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收。
该温度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol·L-1,已知
sp(CaSO3)=1.4×10-7,求吸收后溶液中的
的浓度______________。
(写出计算过程,结果保留2位有效数字)
解析:
(1)①0~10min内,NO的平均反应速率v