低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、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 |
850 |
平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
请回答下列问题:
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=______ mol/(L·min)
时 间(min) |
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
![]() |
C1 |
C2 |
C3 |
C3 |
4 |
C1 |
C2 |
C3 |
C3 |
5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
|
6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
|
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化 |
(3) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min~4 min之间反应处于_____状态;C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 | B.降低温度 | C.使用催化剂 | D.增加氢气浓度 |
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为: 。
(5)若在850℃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,试推导Y随X变化的函数关系式为 。
(7分)常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液和20.00 mL 0.1000 mol/L CH3COOH溶液,得到2条滴定曲线,如下图所示:
(1)由A、C点判断,滴定HCl溶液的曲线是______(填“图1”或“图2”);
(2)a=________ mL;(3)c(Na+)=c(CH3COO-)的点是________
(4)E点对应离子浓度由大到小的顺序为____________________________________。
(5)该温度下CH3COOH的电离常数为_____________________(列式代入数据计算)
(6) 当NaOH溶液滴定CH3COOH溶液过程中,NaOH溶液消耗了10.00 mL时, 则此时混合液中c(CH3COOH)_______ c(CH3COO-)(“>”或“<”或“=”).
(7) t℃时,浓度均为0. 0035mol/L的CH3COONa和NaOH的混合液pH=11,则溶液中c(H+) + c(CH3COO-) +2 c(CH3COOH) =____________(t℃时,Kw =4×10-14 mol2/L2)
(1)Na2CO3俗称纯碱,因CO32-水解而使其水溶液呈碱性,其实质促进了水的电离,水的Kw (“增大”或“减小”或“不变”),试写出CO32-水解的离子方程式 。加水稀释后,pH(“增大”或“减小”或“不变”,下同),c(HCO3-)/c(CO32-) 。
(2)25℃时,某HCl溶液中c(H+)=1×10-4 mol/L,则该溶液中c (OH-)= ,
(3)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1 ,100ml的NaOH溶液的pH=11,
①则该温度下水的Kw= 。
②加水稀释后pH=10, 则应加入ml的水。(忽略混合后体积的变化,下同)。
③该温度下将pH=2的硫酸和pH=13的氢氧化钠溶液混合后溶液呈中性,则硫酸和氢氧化钠溶液的体积比=_________
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是。(填字母)
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0且在(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)该反应平衡常数K的表达式为。
(3)下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是
A.混合气体的平均平均相对分子质量不变 B.混合气体的压强不变
C.单位时间内生成3mol H—H键,同时生成2 mol H—O键
D.混合气体中c (CO2) : c (H2) =" 1" : 3
(4)温度降低,平衡常数K(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(5)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为mol·L-1·min-1, CO2和H2的转化率比是
(6)下列措施中能使(5)题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有。(填字母)
A.升高温度 B.加入催化剂 C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大 E.再充入1molCO2和3molH2
(7)若在另一个密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,保持压强不变,并使初始体积与题中容器体积相等,且在相同的温度下进行反应,达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数 ________(5)题中的CO2的体积百分数。(“>”或“<”或“=”,下同)
(8)若为两个容积相同的密闭绝热容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH) 乙容器内n(CH3OH)。
某同学取等体积、等浓度的a. 稀硫酸b. 盐酸c. 醋酸 三种酸溶液分别加入足量的铝粉进行反应,开始时三种溶液中反应速率快慢顺序是;(填字母,下同),反应完毕产生气体体积的大小顺序是(相同条件)。
(1)已知2 mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ热量,
① 该反应的生成物能量总和 (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
② 若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量 (填“>”、“<”或“=”)572 kJ。
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)△H1= -197 kJ/mol;①
H2O (g) = H2O(1)△H2= -44 kJ/mol;②
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) = 2H2SO4(l)△H3= -545 kJ/mol。③
则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是