将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于某1L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示:
HI体积分数 |
1min |
2min |
3min |
4min |
5min |
6min |
7min |
条件I |
26% |
42% |
52% |
57% |
60% |
60% |
60% |
条件II |
20% |
33% |
43% |
52% |
57% |
65% |
65% |
(1)在条件I到达平衡时,计算该反应的平衡常数K,要求列出计算过程。
(2)在条件I从开始反应到到达平衡时,H2的反应速率为____________。
(3)为达到条件II的数据,对于反应体系可能改变的操作是_______________。
(4)该反应的△H_____0(填">","<"或"=")
(5)在条件I下达到平衡后,在7min时将容器体积压缩为原来的一半。请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。
2013年初,全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”,造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在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)的变化曲线如下图所示。据此判断:
(1)该反应为反应(填“放热”或“吸热”):在T2温度下,0~2s内的平均反应速率:v(N2)=;(2)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,在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)某科研机构,在t1℃下,体积恒定的密闭容器中,用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度(具体数据见下表,CO2和N2的起始浓度为0)。
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/xl0-4mol L-1 |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)/xl0-3mol L-1 |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
t1℃时该反应的平衡常数K=,平衡时NO的体积分数为。
(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(填代号)。(下图中v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)
(5)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g)△H=-867.0kJ • mol-1
2NO2 (g) N2O4 (g)△H=-56.9kJ • mol-1
H2O(g) = H2O(l)△H=-44.0kJ • mol-1
写出CH4催化还原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的热化学方程式。
蓝铜矿主要含xCuCO3·yCu(OH)2,还含有少量Fe的化合物,工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO3和CuSO4.5H2O。具体方法步骤如下:
已知:
金属离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
|
pH |
氢氧化物开始沉淀 |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀 |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
(1)蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式
。
(2)从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为(填代号)。
a.KMnO4 b.K2Cr2O7c.H2O2 d.氯水
(3)在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为。
(4)由溶液C获得CuSO4.5H2O,需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发至时停止加热。
(5)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通人(或加入)试剂②,则试剂②可以是
(填代号);
a.氨水 b.盐酸 c.水蒸气 d.NaOH溶液
如果不加人试剂②,则CaCl2溶液不能与CO2反应生成CaCO3,请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因。
(6)为确定试剂①的用量,需测定溶液A中Fe2+的浓度。实验操作为:准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中,用0.01200 mol/L的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液15.00 mL,则溶液A中Fe2+的浓度为。
如图为相互串联的甲乙两个电解池,X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中,发 现石墨电极附近先变红。请回答:
(1)电源X极为极(填“正”或“负”),乙池中Pt电极上的电极反应式为 。
(2)甲池若为电解精炼铜的装置,其阴极增重12.8 g,则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为,电路中通过的电子为mol。
(3)在(2)的情况下,若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL,则电解后所得溶液c(OH-)=。
已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。
(1)A是铅蓄电池的极,铅蓄电池正极反应式为,放电过程中电解液的密度(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是,该电极的电极产物共g。
(3)Cu电极的电极反应式是,CuSO4溶液的浓度(填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示。
a.各U形管中产生的气体的体积
b.各U形管中阳极质量的减少量
c.各U形管中阴极质量的增加量
某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的(填“正”或“负”)极相连,氢气从(选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的电极反应式为。
(4)若在标准状况下,制得11.2 L氢气,则生成硫酸的质量是,转移的电子数为。