(15分)资源化利用CO2不仅可以减少温室气体的排放,还可以重新获得燃料或重要工业产品。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式为:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol,该反应中每生成1mol Fe3O4,转移电子的数目为 。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol/L, H2 0.8 mol/L, CH4 0.8 mol/L, H2O 1.6 mol/L。起始充入CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为 。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1mol CO2和4molH2,在Ⅱ中充入1mol CH4和2molH2O(g),300℃开始反应,达到平衡时,下列说法正确的是( )(填字母)。
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 |
B.容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同 |
C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多 |
D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1 |
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如下图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是 、 。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行,碳酸钙分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极电极反应式为 ,阴极电极反应式为 。
(9分)在2 L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
n(NO)(mol) |
0.020 |
0.010 |
0.008 |
0.007 |
0.007 |
0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=__________.已知:K300℃>K350℃,则该反应是________热反应.
(2)图中表示NO2的变化的曲线是________.用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________.
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________.
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
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:
T/℃ |
700 |
800 |
830 |
1 000 |
1 200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应为________反应(填“吸热”“放热”).
(2)能判断该反应是否已达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.v正(H2)=v逆(H2O)d.c(CO2)=c(CO)
(3)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol CO2和1 mol H2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25 mol/L,试判断此时的温度为________℃.
(4)若在(3)所处的温度下,在1 L的密闭容器中,加入2 mol CO2和3 mol H2充分反应达平衡时,H2的物质的量为________.
a.等于1.0 mol b.大于1.0 mol
c.大于0.5 mold.无法确定
塑料电镀是近几十年来发展起来的表面处理新技术,广泛用于电子、家用电器、汽车、建筑等工业。它先是在塑料、陶瓷等非金属表面采用化学沉积的方法沉积出一层金属层,再用电解的方法镀上铜层,电解液为 CuSO4水溶液。
(1)请写出电解时,阴极上可能发生的反应:
① ;
② 。
(2)设通过0.01mol电子后,阴极上沉积出铜 0.2879g , 阴极上还可能放出的气体是。计算标准状况下阴阳极共放出气体的体积。
一定温度下,将3molA气体和1molB气体通过一密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B (g)xC(g)。请填写下列空白:
(1)若容器体积固定为2L,反应1min时测得剩余1.8molA,C的浓度为0.4mol/L。
①1min内,B的平均反应速率为_________;x_________;
②若反应经2min达到平衡,平衡时C的浓度_________0.8mol/L(填“大于”、“等于”或“小于”);
③平衡混合物中,C的体积分数为22%,则A的转化率是_________;
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应满足的关系式_________。
(2)若维持容器压强不变
①达到平衡时C的体积分数_________22%,(填“大于”、“等于”或“小于”);
②改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍,则应加入_________molA气体和_________molB气体。
在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) (△H< 0)
(1)降低温度,二氧化硫转化率_________,化学反应速率_ (以上均填增大、减小或不变)
(2)600℃时,在一密闭容器中,将二氧硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是_______ 。
(3)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因_____ (用文字表达)
(4)10min到15min的曲线变化的原因可能是 __________________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量