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) CO2(g)+H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
T/℃ |
700 |
800 |
850 |
1 000 |
1 200 |
K |
2.6 |
1.7 |
1.0 |
0.9 |
0.6 |
请回答下列同题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K = 。
(2)上述正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)能判断该反应已经达到化学平衡状态的是____。
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)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 ℃。
(5)已知在一定温度下:
C(s)+CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常数K2;
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 平衡常数K;
则K1、K2 、K之间的关系是________。
近年来我国汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。
(1)已知:
① N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mo1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mo1
③ C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mo1
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=。
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响);
①前2s内的平均反应速率v(N2)=。
②在该温度下,反应的平衡常数K=L·mo1-1(写出计算结果)。
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明(填字母)
A.该反应的反应物混合后很不稳定 |
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成 |
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小 |
D.该反应在一定条件下能自发进行 |
E.该反应使用催化剂意义不大
(3)为节约能源,减少污染,该研究小组继续探究一种高铁电池,这是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为
该电池放电时负极反应式为,每有1mo1K2FeO4被还原,转移电子的物质的量为,充电时阳极反应式为。
某混合物的水溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-,现分别取100mL的两等份溶液进行如下实验:
①第一份加过量NaOH溶液后加热,收集到0.02mol气体,无沉淀生成,同时得到溶液甲。
②向甲溶液中通入过量CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、灼烧后,得到1.02g固体。
③第二份加足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后,得到11.65g固体。
依据实验回答下列问题:
(1)由①可知存在的离子为,浓度是mol·L-1。
由②可知存在的离子为,浓度是mol·L-1。
由③可知存在的离子为,浓度是mol·L-1。
(2)该溶液中一定不存在的离子是(填离子符号)。
(3)某同学通过分析认为该溶液中一定存在K+,他的理由是。
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步,其能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是。
II.在容积为1L的密闭容器内,加入0.1molCO和0.1molH2O,在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图:
(2)在该温度下,从反应开始至达到平衡时,CO的平均反应速率为;
(3)该温度下,此反应的化学平衡常数为(可以用分数表示);
(4)下列改变中,能使平衡向正反应方向移动的是。
A.升高温度 | B.增大压强 |
C.增大H2O(g)的浓度 | D.减少CO2(g)的浓度 |
(5)保持温度不变,若起始时c(CO)=1mol·L-1 , c(H2O)="2" mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.4 mol·L-1。通过计算,判断此时该反应进行的方向并说明理由。
“民以食为天,食以安为先”,食品安全一直是社会关注的话题。过氧化苯甲酰()过去常被用来做面粉增白剂,但目前已被禁用。合成过氧化苯甲酰的流程如下:
请回答下列问题:
(1)①、②的反应类型分别是______、______。
(2)A的结构简式为______。
(3)写出反应③的化学方程式______。
(4)写出两种符合下列要求的过氧化苯甲酰同分异构体的结构简式:____________。
①分子中只一种含氧官能团;②核磁共振氢谱有3种峰,其信号强度之比为1:2:2。
(5)丁苯橡胶是以苯乙烯和1,3—丁二烯在一定条件下共聚合成的,写出该反应的化学方程式__________________。
(6)以苯乙烯为原料,无机物任选,请设计合成|的流程。示例如下:
目前,我省多地正在积极推广使用太阳能。常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。
(1)Cu+在基态时的价电子排布式为______。
(2)砷、碲是第四周期的相邻元素,已知砷的第一电离能(947kj • mol-1)大于碲(941 kj • mol-1)。请从原子结构的角度加以解释_________。
(3)As2O3俗名砒霜,是一种剧毒物质。法医检验砒霜中毒的方法是:向试样中加入锌粉和盐酸,如果有砒霜,将生成无色气体AsH3,将气体导入热玻璃管会分解成亮黑色的“砷镜”,这就是著名的“马氏验砷法”。请用化学方程式表示检验原理:
__________________、__________________
(4)硼酸(H3BO3)在水溶液中易结合一个OH—生成[B(OH)4]-,而体现弱酸性。
①[B(OH)4]-中B原子的杂化类型为____________。
②[B(OH)4]-的结构式为____________。
(5)金刚石的晶胞如图,若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子,便得到晶体硅;若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子,且碳、硅原子交替,即得到碳化硅晶体(金刚砂)。
①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是______ (用化学式表示
②立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。
立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、______个硼原子,立方氮化硼的密度是______g • cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。