I.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答:
(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变 |
(2)反应进行到10 min时,共吸收热量11.38 kJ,则该反应的热化学方程式为
;
(3)计算该反应的平衡常数K= 。
(4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此
时测得c(NO2)="0.9" mol/L。
第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1 w2 (填“>”、“=”或“<”);
请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和
“Y”)。
II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学
电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mol e-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L.
我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):
(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是。
A、增大压强 B、升高温度C、充入He气D、增大水蒸气浓度
(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值(填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正)v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)有关合成氨工业的说法中正确的是。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为。
(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
常温下,将某一元碱BOH和HCl溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HCl的物质的量浓度 (mol·L-1) |
BOH的物质的量浓度 (mol·L-1) |
混合溶液的pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=5 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.1 |
0.2 |
pH>7 |
请回答:
(1)从第①组情况分析,BOH是(选填“强碱”或“弱碱”)。该组所得混合溶液中由水电离出的
c(OH—)=mol·L-1。
(2)第②组情况表明,c0.2。该混合液中离子浓度c(B+)c(Cl—)(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)从第③组实验结果分析,混合溶液中(选填“<”、“>”或“=”)
甲:BOH的电离程度BCl的水解程度
乙:c(B+)—2 c (OH—)c(BOH)—2 c(H+)
图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题:
a b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=。
(3)此温度下该反应的平衡常数K=;温度降低,K(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
1 mol NO2 1 mol CO |
2 mol NO 2 mol CO2 |
1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡时c(NO) /mol·L-1 |
1.5 |
3 |
m |
能量变化 |
放出a kJ |
吸收b kJ |
放出c kJ |
CO或NO的转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
则:α1+α2=, a+b/2=,m=
化合物A是一种酯,它的分子式为C4H8O2,有下图转化关系。试回答下列问题。
(1)A的名称是。
(2)B的结构简式是。
(3)D中含有的官能团(填名称)。
(4)写出B和C生成A的化学方程式。
(1)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如右图所示(实线)。图中数据a(1,6)代表的意思是:在l min时H2的物质的量是6mol。
①下列时间段平均反应速率最大的是__________,最小的是______________。
A.0~1min | B.1~3min | C.3~8min | D.8~11min |
②仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线Ⅰ对应的实验改变的条件是________,曲线Ⅱ对应的实验改变的条件是_________。
(2)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,等量的CO2和H2O(g)在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。在0~30 h内,CH4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)从大到小的顺序为。反应开始后的12小时内,在第___________种催化剂的作用下,收集的CH4最多。