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 |
完成下列问题:
(1)该反应为 (填“放热反应”或“吸热反应”)
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K=____________。
(3)能判断该反应是否达到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)
(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________。
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)__________。
某同学用下图所示装置制取氯水并进行相关实验。
(1)装置②中反应的化学方程式是__________。
(2)实验进行一段时间后,装置①中溶液呈黄绿色,说明该溶液中含有的一种物质是(填化学式)__________。
(3)取少量装置①中的溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸先变红后褪色,说明氯水具有的性质是__________。
(4)下列物质能替代NaOH溶液的是__________(填字母)。
a.浓硫酸b.FeCl2溶液c.饱和食盐水
(5)欲验证Cl2的氧化性强于I2,取少量装置①中的溶液加入盛有__________(填“KI”或“KIO3”)溶液的试管中,用力振荡后加入少量四氯化碳,振荡、静置,观察到的现象是__________。
利用物质之间的性质差异可提纯物质。
(1)除去Fe2O3中的Al2O3,反应的离子方程式是__________。
(2)除去FeCl3溶液中的CuCl2,选用的试剂是__________。
(3)除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、
等杂质,选用的试剂是①盐酸②BaCl2③NaOH④Na2CO3
i.上述4种试剂的加入顺序是__________。
ii.加入盐酸的作用是(用离子方程式表示)__________。