煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填字母,下同)
A.容器中的压强不变
B.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
C.v正(CO)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实 验 组 |
温 度 /℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①该反应的逆反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3 min,则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。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。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2, 下列措施中能使 c(CH3OH)增大的是
A.升高温度
B.充入N2(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2
已知重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种主要的的无机试剂。
(1)强氧化性的K2Cr2O7溶液中,存在如下平衡: Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+,
①若要使溶液的橙色加深,下列可采用的方法是。
A.加入适量稀盐酸 | B.加入适量稀硫酸 | C.加入适量烧碱固体 | D.加水稀释。 |
(2)向K2Cr2O7溶液中加入Ba(NO3)2和Pb(NO3)2溶液,可析出BaCrO4和PbCrO4两种沉淀,此时溶液中c(Pb2+)/ c(Ba2+)=[结果保留一位小数;已知Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10;Ksp(PbCrO4)=2.8×10-13]。
已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H=-196 kJ/mo1,850K时,在2L固定容积的密闭容器中充入2mol SO2和2mol O2,10分钟后达到平衡,SO2浓度和时间关系如图。
回答下列问题
(1)前10分钟内O2的平均反应速率为mol/(L·min)
(2)平衡时,02的转化率为,此时反应共放热kJ。
(3)若15分钟时维持温度不变,压缩容器体积,使其体积变为1L,假设在20分钟时达到新平衡,此时c(O2)=1.15 mol/L,请在图上画出15-25分钟SO2的浓度变化曲线。
为测定某H2C2O4溶液的浓度,取25.00mL该溶液于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定。滴定原理为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
(1)滴定时,KMnO4溶液应装在(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管” )中,达到滴定终点的现象为。
(2)若滴定时,没用标准液洗涤滴定管,会使得草酸溶液的物质的量浓度_ _(填“偏高”“偏低”“无影响”)
(3)若滴定时,反应前后的两次读数分别为a和b,则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为mol/L。
(4)在该溶液与KOH溶液反应所得的0.1 mol/L KHC2O4溶液中,c(C2O42-)>c(H2C2O4),下列关系正确的是。
A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-) |
B.c(HC2O4-)+ c (C2O42-)+ c(H2C2O4)=0.1mol/L |
C.c(H+)<c(OH-) |
D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-) |
(1) 25℃时,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 |
HCOOH |
HCN |
H2CO3 |
电离平衡常数 |
Ki=1.7×10-4 |
Ki=4.9×10-10 |
Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11 |
①HCOONa溶液呈性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是
(用离子方程式表示)。
②在测定c(H+)相等的盐酸和HCOOH溶液的pH时,某同学先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测,用此法误差较大的是________(填“盐酸”或“HCOOH”),原因是。
③将少量CO2通入NaCN溶液中,它们是否能反应(若能,写出反应的离子方程式;若不能,直接填“否”)。
(2)某温度下的溶液中,c(H+)=10x mol/L,c(OH-)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:
①M、N点对应的温度分别是T1、T2,则T1T2(填“>”、“=”或“<”)。
②T2时,水的离子积常数Kw=,pH=9的NaOH溶液中,由水电离产生的c(H+)=mol/L。
研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理,对于防止大气污染有重要意义。
(1)将煤转化为清洁气体燃料:
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= −241.8kJ/mol
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H= −110.5kJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应制H2和CO的热化学方程式 。
(2)一定条件下,在密闭容器内,SO2被氧化成SO3的热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);
△H=−a kJ/mo1,在相同条件下要想得到2akJ热量,加入各物质的物质的量可能是
A.4mo1 SO2和2mol O2 B.4mol SO2、2mo1 O2和2mol SO3
C.4mol SO2和4mo1 O2 D.6mo1 SO2和4mo1 O2
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化:
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)
H>0
在一定温度下的定容密闭容器中,能说明此反应已达平衡的是
A.压强不变 B.混合气体平均相对分子质量不变
C.2v正(N2)=v逆(NO) D. N2的体积分数不再改变
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)H>0,
简述该设想能否实现的依据 。
(4)燃料CO、H2在一定条件下可以相互转化:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。在420℃时,平衡常数K=9。若反应开始时,CO、H2O的浓度均为0.1mol/L,则CO在此反应条件下的转化率为。