(6分) 实验室用Zn与稀硫酸反应制取4.48LH2(标准状况)。请计算:
(1)消耗Zn的质量。
(2)若选用2.0mol/LH2SO4,至少需要该硫酸多少升?
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时,分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验编号 |
温度 |
时间 |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
1 |
130℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
2 |
180℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是。
(2)180℃时,反应到40min,体系(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是;CH4的平衡转化率为。
(3)已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率μ(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180℃时,压强为P2(设压强P2>P1)的变化曲线,并做必要的标注。
(5)根据已知求算:ΔH2=。
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=−574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
①恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号);
A.容器内混合气体颜色不再变化 B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器内混合气体密度保持不变
②能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是________(填序号);
A.及时分离出CO2B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大 D.选择高效催化剂
③对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填序号);
(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0;820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照右表进行投料,达到平衡状态时K=1.0。
起始物质的量 |
甲 |
乙 |
丙 |
n(H2O)/mol |
0.10 |
0.20 |
0.20 |
n(CO)/mol |
0.10 |
0.10 |
0.20 |
①该反应的平衡常数表达式为___________;平衡时,甲容器中CO的转化率=;
②平衡时,比较下列容器中CO的转化率:乙 甲(填“>”、“=”或“<”,下同);丙 甲。
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式,并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1条件下,反应从开始至达到平衡,以v(CO2)表示的平均反应速率为(保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=____ _____,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g)=H2O(l)ΔH3=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:。
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应式为:;
②该电池工作时,溶液中的OH-向______(填“正”或“负”)极移动。
为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。写出②中反应的化学方程式__________________________。
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是(填序号)。
A.烷烃 | B.烯烃 | C.炔烃 | D.苯的同系物 |
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入 2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ/mol。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,v(H2)=;氢气的转化率=;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有__________________________________________________。
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) +2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1="―890.3" kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是____________________。
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g |
溶度积(Ksp) |
||
Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
CaCO3 |
BaCO3 |
0.16 |
3.89 |
2.9×10-9 |
2.6×10-9 |
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是(填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定。
在一密闭容器中发生反应: 2A(g)+B(g)E(g)
(1)写出该反应的平衡常数表达式_______________,已知升高温度时,v(正)>v(逆),此时K值____(填“变大”“变小”或“不变”);该反应的△H_____0(填“>”、“=”、“<”);
(2)将1.0mol A和1.0mol B混合后装入2L容器中发生反应,E的物质的量的变化如图所示。
①3分钟内E的平均反应速率为_________________;
②求此温度下该反应的平衡常数K=(结果保留小数后1位);
③请在图中画出5分钟内A的物质的量变化的曲线;
(3)已知在如图所示的变化中,平衡常数K保持不变,则在5~7min内引起E的物质的量变化的原因可能是____________(填编号)。
①降低了温度②升高了温度③使用了催化剂④增大了容器的体积⑤缩小了容器的体积⑥减少了A的物质的量。