【题目】为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,再转变为燃料甲醇的“绿色自由”构想,其部分技术流程如图:
(1) 吸收池中主要反应的离子方程式为____
(2) 合成塔中合成1molCH3OH(g)的反应热是ΔH1,则该反应的热化学方程式为____;工业上CO也可用于合成甲醇,已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2;2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3;则CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH4=____(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(3) 一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入1molCH3OH(g),发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),CO的体积分数随时间的变化如图所示。
① 反应达到平衡状态的标志是____(填序号)。
A. 气体的密度保持不变
B. 气体的平均摩尔质量保持不变
C . 2v正(H2)=v逆(CO)
D. c(CH3OH):c(CO):c(H2)=1:1:2的时候
E. 气体的体积分数保持不变
② 在该温度下,此反应的化学平衡常数K=______,若在t1时刻再加入1mol CH3OH(g),在t2时刻重新达到平衡,则在t2时刻CO的体积分数____0.25(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】CO32-+CO2+H2O=2HCO3- CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 ΔH1+ΔH2-ΔH3 BE 0.25mol2·L-2 <
【解析】
(1)吸收池中K2CO3溶液吸收CO2,主要反应的离子方程式为CO32-+CO2+H2O=2HCO3-;
(2)合成塔中合成1mol CH3OH(g)的反应热是△H1,其反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1;根据盖斯定律,CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H4=△H1+△H2-△H3;
(3)①A、气体的密度自始至终保持不变,故A错误;
B、气体的平均摩尔质量M=m/n,反应后混合气体的物质的量增加,M逐渐减小,当M保持不变,达到平衡状态,故B正确;
C、2v正(H2)=v逆(CO),比例关系错误,故C错误;
D、 c(CH3OH):c(CO):c(H2)=1:1:2时,各物质的浓度不一定不变,则反应不一定平衡,故D错误;
E、气体的体积分数是一个变量,当保持不变,反应达到平衡,故E正确;
故选BE;
② CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),
反应前(mol·L-1) 0.5 0 0
变化量(mol·L-1) x x 2x
平衡时(mol·L-1) 0.5-x x 2x
根据平衡时CO的体积分数
x/(0.5+2x)=1/4,x=0.25mol·L-1;
此反应的化学平衡常数K= =0.25mol2·L-2;若在t1时刻再加入1mol CH3OH(g),体积不变,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,在t2时刻重新达到平衡,CO的体积分数小于0.25;
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【题目】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:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)△H=+197kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器编号 | 起始时各物质物 质 的量 /mol | 平衡时反应中的能量变化 | ||
SO3 | SO2 | O2 | ||
① | 2 | 0 | 0 | 吸收热量akJ |
② | 0 | 2 | 1 | 放出热 量 bkJ |
③ | 4 | 0 | 0 | 吸收热量ckJ |
下列叙述正确的是( )
A. 达平衡时O2的体积分数:①>③
B. 热量关系:a一定等于b
C. ①②③ 反应的平衡常数:③>①>②
D. ①中的密度不再改变时说明反应已达到平衡状态
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【题目】为了测定含氰废水中CN-的含量,某化学小组利用如图所示装置进行实验。关闭活塞a,将100ml含氰废水与过量NaClO溶液置于装置B的圆底烧瓶中充分反应,打开活塞b,滴入稀硫酸,然后关闭活塞b。
已知装置B中发生的主要反应为:CN-+ClO-=CNO-+Cl-、2CNO-+2H++3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O
(1)B中盛装稀硫酸的仪器的名称是_____________。
(2)装置D的作用是_________________,装置C中的实验现象为______________。
(3)待装置B中反应结束后,打开活塞a,经过A装置缓慢通入一段时间的空气
①若测得装置C中生成59.1mg沉淀,则废水中CN-的含量为_________mg·L1。
②若撤去装置A,直接向装置B中缓慢通入一段时间的空气,则测得含氰废水中CN的含量__________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(4)向B中滴入稀硫酸后会发生某个副反应而生成一种有毒的黄绿色气体单质,该副反应的离子方程式为_________________。
(5)除去废水中CN的一种方法是在碱性条件下,用H2O2将CN氧化生成N2,反应的离子方程式为_____________________________。
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【题目】研究NOx、CO、SO2等大气污染气体的治理,对保护环境有重要的意义。回答下列问题:
(1)NOx与CO反应生成无污染气体的相关热化学方程式如下:
①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1=234.0kJ·mol1
②4NO(g)2NO2(g)+N2(g) ΔH2=291.8kJ·mol1
反应③2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)的ΔH3=___kJ·mol1,有利于提高该反应NO2平衡转化率的条件是___(填标号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(2)在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO,在催化剂作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),测得相关数据如下:
0min | 5min | 10min | 15min | 20min | |
c(NO2)/mol·L1 | 2.0 | 1.7 | 1.56 | 1.5 | 1.5 |
c(N2)/mol·L1 | 0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5minNO2的转化率将___(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是___。
A.CO的反应速率为N2的4倍
B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化
D.混合气的压强不再变化
③该温度下反应的化学平衡常数K=__(保留两位有效数字)。
④在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入2.0molNO2和2.0molN2,则化学平衡__移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2,也可消除氮氧化物的污染。
①CH4还原NO2反应的化学方程式为___。
②在相同条件下,选用A、B、C三种不同催化剂进行反应,生成N2的物质的量与时间变化如图图1所示,其中活化能最大的是___[Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)分别表示三种催化剂下该反应的活化能]。
③在催化剂A作用下,测得相同时间内处理NO2的量与温度的关系如图2所示,曲线先增大后减小的可能原因是___。
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【题目】一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1。下列叙述不正确的是( )
A. 反应中共消耗1.8 mol H2SO4B. 气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1
C. 反应中共消耗97.5 g ZnD. 反应中共转移3 mol电子
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【题目】某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______;仪器b中可选择的试剂为______。
(2)实验室中,利用装置A,还可制取的无色气体是______(填字母)。
A.Cl2 B.O2 C.CO2 D.NO2
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明NH3具有______性,写出相应的化学方程式______。
(4)E装置中浓硫酸的作用______。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作:______。
(6)实验完毕,若测得干燥管D增重mg,装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为______(用含m、n字母的代数式表示)。
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【题目】设NA为阿伏加罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4 L H2O中含有氢原子数目为2NA
B.17 g NH3所含质子数为10NA
C.0.1 mol Cu(NO3)2中含有的离子数目为0.2NA
D.28 g N2体积为22.4L
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【题目】在密闭容器中一定量混合气体发生反应:2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡时测得A的浓度为0.5mol/L,在温度不变的条件下,将容器中的容积扩大到原来2倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.3mol/L,下列有关判断正确的是
A. x=3 B. 平衡向正反应方向移动
C. B的转化率降低 D. C的体积分数增大
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【题目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y、W同主族,W的原子序数是Y的两倍,Z是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
B.由Y、W组成的化合物是共价化合物
C.Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
D.常温下Z的块状单质可溶于W最高价氧化物所对应的水化物的浓溶液中
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