近年来雾霾天气在秋冬季节经常肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)
在某密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
据此判断:
①该反应的平衡常数表达式为 。
②该反应的ΔH 0(选填“>”、“<”)。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在右图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ·mol-1
2NO2(g) N2O4(g)
=-56.9kJ·mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。
写出上述光电转化过程的化学反应方程式 。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是 (填a→b或b→a) 。
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g) +7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)△H1= -2741.8kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)△H2= -566kJ/mol
(1)写出表示丙烷气体燃烧热的热化学方程式
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H1=" +" 41.2kJ/mol
5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则υ(H2)=,此过程吸收的热量为_____________。
(3)对于反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H1=" +" 41.2kJ/mol
在一个绝热的固定容积的容器中,判断此反应达到平衡的标志是。
①体系的压强不再发生变化②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化⑥υ(CO2)正=υ(H2O)逆
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度(×10-3mol/L) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A. B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:_______________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示。
④计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率_____________________。
⑤根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:_________________。
我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕,一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。
请根据图示回答下列问题:
(1)图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况,从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________。
(2)图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化,曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。
(3)写出该反应的热化学方程式。
(4)该反应的平衡常数K的表达式为;当温度升高时,该平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)恒容条件下,下列措施中能使增大的有。
A.升高温度 B.充人He气
C.再充入1molCO和2molH2 D.使用催化剂
(6)在恒温条件下,保持CO浓度不变,扩大容器体积,则平衡(填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”)
(7)在温度、容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投料,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
投料量 |
1mol CO 、2mol H2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
CH3OH的浓度(mol·L-1) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
放出Q1kJ |
吸收Q2kJ |
吸收Q3kJ |
体系压强(Pa) |
P1 |
P2 |
P3 |
反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
则下列关系正确的是
A.c1= c2 B.Q3= 2Q2 C.2 P1<P3
D.α1+α2=1E.2α2=α3
F.该反应若生成1molCH3OH放出的热量为(Q1+ Q2)kJ
(8)若在一体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2和1molCH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向(填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度T的关系如下表,回答下列问题:
T℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
(1)该反应正向为ΔH0;若该反应符合如图所示的关系,则在图中,Y轴是指。(答出一种即可)
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是(多选扣分)。
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v (H2)正=v (H2O)逆 d.c(CO2)=c(CO)
(3)某温度下,平衡浓度符合下式: 0.9·c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),由此可以判断此时的温度为℃。其它条件不变,升高温度,原化学平衡向反应方向移动(填“正”或“逆”),容器内混合气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(7分)请回答下列有关金属的问题。
(1)铝是活泼金属,通常铝锅却很耐腐蚀,原因是。
(2)右边是某探究实验装置图。一段时间后,能观察到现象(装置气密性良好,且开始时U型管两端的红墨水液面相平)。
(3)X、Y、Z是三种金属固体,将X和Y浸入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,X无变化;将X和Z浸入硝酸银溶液中,X表面有银析出而Z无变化。
①X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序是。
②具体确定一种X后,写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式。