2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+

2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+

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2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(1)判断反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A.容器内压强不变          B.混合气体中c(CO)不变
C.v(H2)=v(H2O)  D.c(CO2)=c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。

①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母);
②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A.升温   B.降温   C.加压   D.减压   E.加催化剂
(3)如(2)题中图甲,平衡时氢气的转化率为________。

(4)工业上可利用如下反应:H2O (g)+CH4 (g)  CO(g)+3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示:0~4 s内,用CO(g)表示的反应速率为____________。
答案
(1)BC (2) ①E ②A 减小
(3)80% (4)0.025 mol/(L·s)
解析
(1)该反应前后气体物质的量不变,故压强不能用来判断是否达到平衡状态的标志,选项B、C由平衡状态特征及本质可知可作为判断反应达到化学平衡状态的依据;选项D与平衡状态无直接关系;
(2)  3H2(g) +N2(g)2NH3(g),
投料   3 mol  1 mol      0
转化量  3x     x           2x
平衡量 3-3x   1-x        2x
反应前后的压强比等于物质的量比即(4-2x)∶4=0.6,x=0.8, c=1.6 mol,平衡没移动,但速率加快,所以改变的条件是使用催化剂;c<1.6 mol,逆向移动,且速率加快,只能升高温度。
(3)由(2)可以求出氢气的转化率为80%。
(4)0~4 s内,v(CO)=v(CH4)=0.025 mol/(L·s)。
举一反三
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按
投料,在时,不同温度下SO2的平衡转化率。

(1)该反应是_         反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)时,将含10 mol SO2的原料气通入一密闭容器中进行反应平衡时SO2的物质的量是        mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分为SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若尾气中SO2与氨水恰好反应得到弱碱性的(NH42SO3溶液,则有关该溶液的下列关系正确的是     (填序号)。

②用MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4
i.得到MnSO4的化学方程式是       
ii.该吸收过程生成MnSO4时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO2的吸收率与溶液pH的关系如图乙。

图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4生成H2SO4反应的化学方程式是____;由图乙可知pH的降低       SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是              
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分1923年以前,甲醇一般是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。现在工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

(1)反应②是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_________(用K1、K2表示
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如下图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是________。

(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,若采用铂为电极材料,两极上分别通入甲醇和氧气,
以氢氧化钾溶液为电解质溶液,则该碱性燃料电池的负极反应式是_________________;
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2)=c(CH3COO),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_____________。
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kJ。在2L恒容密闭容器中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.前25min内反应放出的热量为46.lkJ
B.第25min改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去
C.若第60min时反应又达到了平衡,则时段Ⅲ改变的条件是降低温度
D.若时段I中投入物质的浓度为原来的2倍,则反应物的转化率增大,平衡常数不变

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(18分)钛被誉为“二十一世纪的金属”,用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率并能减少环境污染。请回答下列问题:

(1)已知中FeTiO3元素的化合价为+3,钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中________元素被氧化,每生产1. 9kgTiCl4消耗Cl2在标准状况下的体积为________L。

则金属Mg还原TiCl4制取金属Ti (s)的热化学方程式为___________.
(3)某化学兴趣小组探究外界条件对合成甲醇反应的影响。

①在300℃时,向体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和1mol CO,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

则从反应开始到建立平衡,v(H2)为___________ ;
该温度下的化学平衡常
数为___________
②在其它条件不变,只改变其中的一个条件,该小组同学
根据实验绘制如下图像,其中与事实相符的是为___________(填
序号)。

(4)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。
①电解饱和食盐水的离子方程式为为___________ 。
②电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,盐酸的作用为为___________。(用必要的离子方程式和文字说明)
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相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:

下列叙述正确的是
A.放出热量关系:a<b <92.4
B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>②
C.达平衡时氨气的体积分数:①>③
D.N2的转化率:②>①>③

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