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①该反应的逆反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
②T℃、Ppa压强下,在体积为VL的容器中进行反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。
A、混合气体的平均相对分子质量不再变化;
B、容器内压强不再变化;
C、v正(CO2)=v逆(FeO)
③T1温度下,向体积为VL的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2,反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示。
则CO2的平衡转化率为 ,平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为。
⑶在恒温条件下,起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器),均进
行反应:
N2+3H2
2NH3,有关数据及平衡状态特定见下表。
容器
起始投入
达平衡时
甲
2molN2
3molH2
0molNH3
1.5molNH3
同种物质的体积分数相同
乙
amolN2
bmolH2
1.2molNH3
起始时乙容器中的压强是甲容器的倍。
⑷一定条件下,2.24L(折算为标准状况)N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应,放出bkJ热量。
生成的3种产物均为大气组成气体,并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的
倍。
请写出该反应的热化学方程式。
3、(15分)科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
如用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯:
6H2(g)+2CO2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=akJ/mol
(1)已知:
①H2和CH2=CH2的燃烧热分别为285.8kJ/mol和1411kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol
则a=kJ/mol。
(2)不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是
(填序号)。
①M点的速率最大
②温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④为提高CO2的转化率应在尽可能低的温度下进行
反应
(3)若在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和
CO2,则图中M点时,产物CH2=CH2的体积分数为;
若要进一步提高乙烯的体积分数,可采取的措施有。
(4)科学家开发了一种新型陶瓷(主要成分为Li4SiO4),在500℃时可高效吸收CO2,同时生成Li2CO3;
该材料在700℃时可再生循环。
请写出表示该过程的化学方程式______________。
(5)利用高温电解技术可将CO2转化为高热值的燃料CO:
①电极a发生(填“氧化”或“还原”)反应。
②高温电解的总反应的化学方程式为_____________。
4、(14分)淮南是我国重要的煤炭生产基地,通过煤的气化和液化,能使煤炭得以更广泛的应用。
I.工业上先将煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,存在以下平衡:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
(1)向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表。
t/min
2
3
4
n(H2O)/mol
1.20
1.04
0.90
0.70
n(CO)/mol
0.80
0.64
0.50
0.30
则从反应开始到2min时,用H2表示的反应速率为;
该温度下反应的平衡常数K=(小数点后保留1位有效数字)。
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3molH2O(g)、2molCO2(g)、2mo1H2(g),此时v正v逆(填“>
”“<
”或“=”)。
II.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283kJ·
mol-1、286kJ·
mol-1、726kJ·
mol-1。
(3)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为。
(4)依据化学反应原理,分析升高温度对制备甲醇反应的影响。
III.为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如右图所示:
一个电极通入氧气,另一电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—。
(5)以己烷(C6H14)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式。
(6)已知一个电子的电量是1.602×
10—19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×
104C的电量时,生成标况下氢气的体积为L。
5、N2、NO、NO2、等是中学课本中重要的物质,有着重要的用途:
(1)已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)
2H2O
(1)ΔH=-571.6kJ/mol
写出常温、常压下,N2在催化剂条件下与水反应的热化学反应方程式。
(2)汽车排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<
0,若在一定温度下,将1.4molNO、1.2molCO充入2L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。
①能说明该反应已达到平衡状态的是________________(填字母);
a.2v正(NO)=v逆(N2)b.c(CO2)=c(CO)
c.气体总压不变d.混合气体的相对分子质量
②该反应的化学平衡常数K=;
③从反应开始到5min,生成了N20.05mol,则5min内v(CO2)=______________,若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______
移动(填“向左”、“向右”或“不”);
④20min时,若改变反应条件,导致CO浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是____(填序号)。
a.缩小容器体积
b.增加NO的浓度
c.升高温度
d.加入催化剂
(3)利用NO2可制备N2O5,原理如图2所示。
N2O5在电解池的 (填“阴”或“阳”)极区生成,其电极反应式为 。
6、.(14分)锰的化合物是优良的催化剂,可用于干电池原料生产等。
(1)锌锰干电池的反应为2MnO2+Zn+2NH4Cl=2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2,MnO(OH)中锰元素的化合价为。
(2)向废电池还原后的废液(含有Mn2+、Fe2+、Zn2+_等)中逐滴滴加Na2S溶液,最先生成的沉淀为(填化学式)。
[已知Ksp(MnS)=1.4×
10-15,Ksp(ZnS)=2.9×
10-25,Ksp(FeS)=6.0×
10-18]
(3)Mn2+催化H202分解:
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H1,其反应机理如下:
①已知反应Ⅱ为MnO2(s)+H2O2
(1)+2H+(aq)=Mn2+(aq)+O2(g)+2H2O
(1)△H2。
写出反应
I的热化学方程式(焓变用△H1和△H2表示):
。
②某温度时,向10mL0.4mol.L-1H2O2液中滴入1滴MnSO4发生分解:
2H2O2=2H2O+O2,测得不同时刻生成O2的体积(已折算为标准状况下的体积)如下表:
0~2min时反应速率比2~4min时的快,其原因是
0~6min的平均反应速率v(H2O2)=(忽略溶液体积的变化)。
(4)锰基催化剂是合成甲醇、二甲醚的催化剂。
已知:
①反应I的正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。
②反应Ⅱ的平衡常数表达式为。
7、(14分)化学反应与能量以及化学平衡原理是中学化学学习的重要内容。
请回答下列问
题:
Ⅰ.
(1)己知:
CH4、H2的燃烧热(△H)分
别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol,
则CO2和H2反应生成CH4和H2O(l)的热
化学方程式是。
(2)设想以N2和H2为反应物,以溶有A的
稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电
能,又能固氮的新型燃料电池,装置如右图
所示。
电池正极的电极反应式是,A是______________。
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用合成气制备甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是_______(填序号)。
A.一定条件下,单位时间内消耗1molCO,同时生成1molCH3OH
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
(2)右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△H_______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
答案
2、(15分)答案:
⑴4NH3+5O2
4NO+6H2O(2分)⑵①放热(2分)②A(2分)③
(2分),
(2分)
⑶0.8(2分)
⑷4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g)+O2(g)△H=-60bkJ·
mol-1(3分)
3、
4、
(1)0.075mol••L-1•min-1(2分)1.2(2分)
(2)<
(2分)
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=—129kJ·
mol-1(2分)
(4)升高温度使反应速率加快,平衡左移,CH3OH产率减小(2分)
(5)C6H14-38e-+19O2—=6CO2+7H2O(2分);
(6)2.24(2分)
5、
(1)2N2(g)+6H2O
(1)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530.0kJ/mol
(2)①cd②0.1③0.01mol·
L-1·
min-1向左④c
(3)阳(1分)NO2–e-+HNO3=N2O5+H+
6、
7、(14分,每空2分)
Ⅰ.
(1)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol
(2)N2+8H++6e-=2NH4+氯化铵(或NH4Cl)
Ⅱ.
(1)A
(2)①<
②<③B
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