碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K= 。
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
|
0min |
5min |
10min |
CO |
0.1 |
|
0.05 |
H2 |
0.2 |
|
0.2 |
CH3OH |
0 |
0.04 |
0.05 |
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是 ;且该条件所改变的量是 。
如图所示,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0。在某一时间段t0~t6中反应速率与反应过程的曲线图。试回答下
列问题:
⑴合成氨反应已达平衡状态的时间段为:。
⑵t1~t2时间段是改变的条件使平衡向方向移动;t4~t5时间段是改变的条件使平衡向方向移动。
⑶在此过程中,氨的百分含量最高的一段时间是。
在某温度下,A+B2C反应达到化学平衡。
(1)升高温度时,C的物质的量浓度减小,则正反应是 热反应,υ(正) ,
υ(逆) (“减慢”或“加快”),平衡向 移动。
(2)若B为气态,增大压强平衡不发生移动,则A是 态,C是 态。
(3)若增减B的量,平衡不发生移动,则B是 态。
将等物质的量的H2和I2(g)加入密闭容器中进行反应:H2+I2(g)2HI,反应进行到2min时测得反应速率υ(HI)=0.1mol/(L·min),I2(g)的物质的量浓度为0.4mol/L。
(1)反应速率υ(H2)= ,υ(I2)= 。
(2)2min未[HI]= mol/L。
(3)起始时,[H2]= mol/L,[I2]= mol/L。
)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学方程式:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.5 |
回答下列问题:
⑴该反应化学平衡常数的表达式为K=。
⑵该反应为(填“放热”或“吸热”)反应。
⑶能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。
A.容器中压强不变 | B.混合气体中c(CO)不变 |
C.υ(正,H2)=υ(逆,H2O) | D.c(CO2)=c(CO) |
⑷某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)。试判断此时的温度为℃。
在合成氨反应中,测得合成塔入口处N2、H2、NH3气体体积比为6∶18∶1,出口处N2、H2、NH3气体体积比为9∶27∶8,则H2的转化率为______。