在体积为1 L的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃ |
700 |
800 |
850 |
1 000 |
1 200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=__________,升高温度,化学平衡向__________
(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A c(CO2)=c(CO) B K不变 C 容器中的压强不变
D.v正(H2)=v正(CO2) E.c(H2)保持不变
(3)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时的温
度为_____;在此温度下,若向该容器中投入1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol
CO、1.5 mol H2O,则此时反应朝______方向进行(填“正反应”、“逆反应”)。
已知钙的金属活泼性介于钾和钠之间,其化学性质与钠相似。钙及其化合物的有关反应如下:
①Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑②CaO+H2O=Ca(OH)2 ③CaO+CO2=CaCO3
④CaO2+H2O=(未配平)⑤2CaO2+2CO2=2CaCO3+O2
结合所学知识完成下列问题:
(1)写出上述④的化学方程式:;
(2)用单线桥标出反应①的电子转移方向和数目:Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑
(3)写出以钙为原料制取过氧化钙(CaO2)的化学方程式:;
(4)在CaO2的水溶液中,滴入酚酞溶液,预期的实验现象可能是。
无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(A12O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。
(1)氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为。
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为,在标准状况下,吸收112L Cl2需要molNa2SO3。
(3)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3·6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3,实现这一步的操作方法是在(填试剂)中加热。
(4)工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝,写出在950-970℃和冰晶石作用下进行电解制铝反应的化学方程式。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH>0,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O(g)的平衡转化率的是。
A.升高温度 | B.增加碳的用量 |
C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(2)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(计算结果保留两位有效数字)。
(3)把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于工业合成氨。已知:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=" +1530.0kJ" /mol
①氢气的燃烧热ΔH=_______________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在下图中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图,并作必要的标注。
工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室”效应,可用CO2生产燃料甲醇:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ·mol-1
(1)在相同温度和容积不变时,能说明该反应已达平衡状态的是。
A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1 |
B.容器内压强保持不变 |
C.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 |
D.容器内的密度保持不变 |
(2)一定温度下,将6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1,6)代表的意思是:在1 min时H2的物质的量是6 mol。
①a点正反应速率逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”),在1~3min内的平均反应速率v(H2)= 。
②仅改变某一实验条件时,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是,曲线II对应的实验条件改变是。
(3)甲醇可用于制作燃料电池,若电解质溶液为酸性,负极的电极反应式为:。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是__________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,需进行的实验是__________。
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为(简要表述计算过程)__________。