(8分)为了将10.0ml同时含H2SO4和HNO3的溶液完全中和,共消耗16.8ml物质的量浓度为2.38mol/L的Ba(OH)2溶液,这时生成6.99g沉淀。
(1)计算原溶液中每种酸的物质的量浓度。
(2)若将上述混合酸加水稀释到800.0ml,求稀释后溶液的PH.
甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•molˉ1
II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-129.0kJ•molˉ1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为。
(2)将1.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100℃时达到平衡所需构时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为。
②1000C时反应I的平衡常数为。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a molCO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器舶容积压缩到原来的1/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填字母序号)。
A.平衡常数K增大 | B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.CH3OH的物质的量增加 | D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小 |
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将CO2+氧化成CO3+,然后以CO3+做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化。若下图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池正极的电极反应式:,该电池工作时,溶液中的OHˉ向极移动。净化含1mol甲醇的水,燃料电池转移电子mol。
工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
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2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”,汽车尾气已成为重要的空气污染物。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2,5min后达平衡时NO物质的量为4mol,该反应的速率v(N 2)为;计算该条件下的平衡常数(写出计算过程)。
(2)恒温恒容,能说明反应 2NO(g) N2(g)+O2(g) 达到平衡的是 (填代号)。
A.NO、N2、O2的浓度之比为2∶1∶1 |
B.N2的浓度不再发生变化 |
C.单位时间内消耗2 mol NO,同时消耗1 mol N2 |
D.容器内气体密度不再发生变化 |
(3)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的:
①已知:N2(g)+ O2(g) = 2NO(g)△H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l)△H = —285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为。
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图是反应:2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,据此判断该反应的△H0 (填“>”、“<”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1>S2 ,在下图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时,分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验编号 |
温度 |
时间 |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
1 |
130℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
2 |
180℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是。
(2)180℃时,反应到40min,体系(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是;CH4的平衡转化率为。
(3)已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率μ(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180℃时,压强为P2(设压强P2>P1)的变化曲线,并做必要的标注。
(5)根据已知求算:ΔH2=。
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=−574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
①恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号);
A.容器内混合气体颜色不再变化 B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器内混合气体密度保持不变
②能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是________(填序号);
A.及时分离出CO2B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大 D.选择高效催化剂
③对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填序号);
(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0;820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照右表进行投料,达到平衡状态时K=1.0。
起始物质的量 |
甲 |
乙 |
丙 |
n(H2O)/mol |
0.10 |
0.20 |
0.20 |
n(CO)/mol |
0.10 |
0.10 |
0.20 |
①该反应的平衡常数表达式为___________;平衡时,甲容器中CO的转化率=;
②平衡时,比较下列容器中CO的转化率:乙 甲(填“>”、“=”或“<”,下同);丙 甲。