煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数Kc |
9.94 |
9 |
1 |
试回答下列问题
(1)上述正向反应是: ▲ 反应(选填:放热、吸热)。
(2)在800℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有 ▲ (选填A、B、C、D、E)。
|
A |
B |
C |
D |
E |
n(CO2) |
3 |
1 |
0 |
1 |
1 |
n(H2) |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
n(CO) |
1 |
2 |
3 |
0.5 |
3 |
n(H2O) |
5 |
2 |
3 |
2 |
1 |
(3)已知在一定温度下:C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常数K;
C(s) + H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常数K1;
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2 ,
则K、K1、K2之间的关系是: ▲ 。
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为: ▲ 。
(5)若在800℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为x;平衡时CO转化率为y,则y随x变化的函数关系式为:y= ▲ 。
(6)在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸气,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各物质的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知CO燃烧热为283kJ/mol,H2燃烧热为286kJ/mol),则T℃平衡常数K= ▲ 。
(8分)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s) DH1 = +571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s) DH2= +226.2 kJ·mol-1 ②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(3)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的DH2= kJ·mol-1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
,。
(12分)已知A为蓝色溶液,B、C、I、K为单质,其余均为化合物,其中B、L、I、K 常温下为气体,且I为有色气体。G为黑色固体,F的焰色反应透过蓝色钻玻璃片显紫色,各物质转化关系如图。
回答下列问题:
(1)P的电子式是_________________;
(2)C元素原子价电子排布式为:。
(3)已知B、H和C2H5OH能够组成燃料电池,写出该燃料电池的负极反应式:
_______________________________________________________________;
(4)A的水溶液呈___________(填“酸性”“碱性”“中性”),用离子方程式和必要的文字说明原因______________________________________________________________
(5)用惰性电极电解400.00 mL A溶液,一段时间内测得溶液pH=1,则需要向溶液中加入___________,其质量为______g,才能使溶液恢复到电解前的状态(不考虑溶液体积变化)。
(8分) X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知:
①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物;
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答:
(1)Z2Y的化学式是____________。
(2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是__________________________________。
(3)如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。
接通S1后,C(Ⅰ)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转。此时:
C(Ⅰ)的电极名称是____________(填写“正极”或“负极”)。
C(Ⅱ)的电极反应式是__________________________________。
(4)铜屑放入稀硫酸不反应,若在稀硫酸中加入X2Y2,铜屑可逐渐溶解,该反应的离子方程式是__________________________________。
(9分)如下图装置实验,A、B两烧杯分别盛放200 g10%NaOH和足量CuSO4溶液。通电一段时间后,c极上有Cu析出,又测得A杯中溶液的质量减少4.5 g(不考虑水的蒸发)。
请回答下列问题:
(1)电源P极为 极;请分别写出b极和c极上发生的电极反应式:;
(2)c极上析出固体铜的质量为 g
(3)若装置中用铅蓄电池作电源,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
负极:Pb+SO42-=PbSO4+2e-
正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
假设在a极制得气体0.050 mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 mol
(9分) 某化学反应2A(g) B(g)+D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行,B、D起始浓度均为0,反应物A的浓度(mol•L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
时间 实验序号 |
1 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
1 |
800 ℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800 ℃ |
c2 |
0.60 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
3 |
800 ℃ |
c3 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
4 |
820 ℃ |
1.0 |
0.40 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1中,在10~20 min时间内,以A的速率表示的平均反应速率为
mol•L-1•min-1。
(2)实验2中,A的初始浓度c2=mol•L-1,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是。
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3v1(填“>”“=”或“<”),且c3 =mol•L-1
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应的正反应是反应(填“吸热”或“放热”),理由是。