(本题16分)(1)为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0). 在2 L
题型:不详难度:来源:
(本题16分) (1)为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△H<0). 在2 L密闭容器中加入一定量NO和CO,当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
物质 T/℃ n/mol
| NO
| CO
| E
| F
| 初始
| 0.100
| 0.100
| 0
| 0
| T1
| 0.020
| 0.020
| 0.080
| 0.040
| T2
| 0.010
| 0.010
| 0.090
| 0.045
| ①请结合上表数据,写出NO与CO反应的化学方程式 . ②根据表中数据判断,温度T1和T2的关系是(填序号)__________。 A.T1>T2 B.T1<T2 C.T1=T2 D.无法比较 (2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g); ΔH= - 1266.8 kJ/mol N2(g) + O2(g) =" 2NO(g)" ; ΔH =" +" 180.5kJ/mol, 则氨催化氧化的热化学方程式为________________________________________。 (3)500℃下,在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动。
当合成氨在容器B中达平衡时,测得其中含有1.0molN2,0.4molH2,0.4molNH3,此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为___________;保持温度和压强不变,向此容器中通入0.36molN2,平衡将___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 (4)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的两种Cu2O分别进行催化分解水的实验: ΔH >0 水蒸气的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号
| 温度
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
| ①
| T1
| 0.050
| 0.0492
| 0.0486
| 0.0482
| 0.0480
| 0.0480
| ②
| T1
| 0.050
| 0.0488
| 0.0484
| 0.0480
| 0.0480
| 0.0480
| ③
| T2
| 0.10
| 0.094
| 0.090
| 0.090
| 0.090
| 0.090
| 可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(O2)= ;催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。 (5)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极和乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸。 总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。 过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为: 4OH--4e-═O2↑+2H2O; 。 |
答案
(1)①2CO + 2 NO = N2 + 2CO2 (2分) ②A (2分) (2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.8kJ/mol(2分) (3)10(2分) 逆向(2分) (4)3.5×10-5 mol·L-1 min-1(2分) <(2分) (5)CH3CHO -2e-+H2O═CH3COOH+2H+ (2分) |
解析
试题分析: (1)NO和CO在一定条件下转化为“两种无毒气体E和F”,根据元素的性质和氧化还原反应的方法可知无毒的气体当为N2和CO2 ②因为“已知该反应△H<0”,所以升高温度,平衡将向逆反应方向移动,K值减小;所以根据表中的数据可算两个温度下的平衡常数就可以得出,平衡常数小的T值大。 (2)氨催化氧化后生成一氧化氮和水,先写出化学方程式,标明状态,根据盖斯定律就可以得到。 (3)计算该条件下平衡浓度,再根据方程式写出平衡常数的表达式,求算可得;当加再加入0.36mol的N2后,体积会增大,利用同T、P下,体积比等于物质的量之比,(1.0mol+0.4mol+0.4mol)/2.0L=(1.0mol+0.4mol+0.4mol+0.36mol)/V,求出V后,再求出此时各气体的浓度,运用Qc=c2(NH3)/c(N2)﹒c3(H2)与K值大小比较,判断反应进行的方向。 (4)审清题意“实验①的前20 min,ν(O2)”,ν(H2O)=(0.050-0.0486)mol·L-1/20min 再根据反应速率之比等于化学计量数之比,求得ν(O2);比较实验①和实验②达到平衡所需要的时间,便可判断催化剂的催化效果。 (5)阳极上的另一个反应,当从题干中去找答案,先根据总式写出 CH3CHO -2e- → CH3COOH ,再根据电解质溶液为Na2SO4,可知在式子的左边当加水,右边当是H+,再根据电荷守恒配平即可。 |
举一反三
在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应: X(g)+Y(g)2Z(g) △H<0。一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
t/min
| 2
| 4
| 7
| 9
| n(Y)/mol
| 0.12
| 0.11
| 0.10
| 0.10
| 下列说法正确的是 A.反应前2 min的平均速率ν(Z) = 2.0×10-3mol·L-1·min-1 B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)>ν(正) C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y,到达平衡时,n(Z)<0.24 mol D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.16mol气体X,与原平衡相比,达到新平衡时,气体Y的转化率增大,X的体积分数增大 |
磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池之一,其基本组成及反应原理如图所示。 下列说法不正确的是
A.该系统中只存在化学能和电能的相互转化 | B.在移位反应器中,反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(ΔH>0),若温度越高,则v(CO)越大 | C.改质器和移位反应器的作用是将CxHy转化为H2和CO2 | D.该电池正极的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O |
|
700℃时,向容积为1 L的密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生反应: CO2+H2(g) CO(g)+H2O(g) 反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min
| n(CO2)/mol
| H2/ mol
| 0
| 1.50
| 1.00
| t1
|
| 0.40
| t2
| 0.90
|
| 下列说法不正确的是 A.反应在t1 min内的平均速率为v(H2O)=0.60 /t1 mol·L-1·min-1 B.温度升至800℃,上述反应平衡常数为1.56,则正反应为放热反应 C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入1.00 molH2,与原平衡相比,达到新平时CO2转化率增大,H2的体积分数增大 D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00 molCO和1.50 molH2O,到达平衡时,c(CO2)=0.90 mol/L |
(16分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。 (1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.2kJ·mol-1。在一定条件下反应时,当生成标准状况下33.6LNH3时,放出的热量为 。 (2)合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知:
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2 (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氦气,平衡 移动、(填“向左”、“向右”或“不”)。 ②T2温度时,在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、l.5molH2,经10min达到平衡,则v(H2)= 。达到平衡后,如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol,则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 (3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)H2O(1)+CO(NH2)2(1) △H, 在一定压强下测得如下数据:
①则该反应△H 0,表中数据a d,b f(均选填“>”、‘‘=”或“<”)。 ②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理 。 |
反应过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该反应是吸热反应 | B.加入催化剂后,反应加快,A的转化率不变 | C.反应物的总键能小于生成物的总键能 | D.反应达到平衡时,升高温度,A的转化率增大 |
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