能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6molCO2、6 molCH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=___________。
②若再向容器中同时充入2.0molCO2、6.0 molCH4、4.0 molCO和8.0molH2,则上述平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
已知:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=—41.8KJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=—196.6KJ·mol-1
①写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式__________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充人NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO和NO2的浓度之比为3:1,则NO2的平衡转化率是_________。
(3)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);
①判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A.2v(CO2)(正)=3v(H2O)(逆)
B.混合气体中氢气的质量不变
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(4)通过NOx传感器可监测大气中NOx的含量,其工作原理如图所示,甲、乙两电极均为Pt电极,电解质为熔融氧化物。
①乙电极上发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”);
②甲电极上的电极反应式为___________________。
一定温度下,向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH="-196" kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)①SO2的转化率为;②达到平衡时反应放出的热量为;③此温度下该反应的平衡常数K=。
(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
①温度关系:T1T2(填“>”、“<”或“=”,下同);
②平衡常数关系:KAKB,KAKD。
T ℃、2 L密闭容器中某一反应在不同时刻的各物质的量如图所示(E为固体,其余为气体)。回答下列问题。
(1)写出该反应的化学方程式:。
(2)反应开始至3 min时,用D表示的平均反应速率为mol·L-1·min-1。
(3)T ℃时,该反应的化学平衡常数K=。
(4)第6 min时,保持温度不变,将容器的体积缩小至原来的一半,重新达到平衡后,D的体积分数为。
(5)另有一个2 L的密闭容器,T ℃、某一时刻,容器中各物质的物质的量如表所示。
物质 |
A |
B |
D |
E |
物质的量(mol) |
0.8 |
1.0 |
0.4 |
0.2 |
此时v(正)v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
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。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="-1" 200 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(填字母,下同)。
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(NO2)逆=v(N2)正
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。
A.及时分离出CO2
B.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。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑨在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)已知由①、③、④三种元素组成的某种常见化合物的水溶液呈酸性,则符合该条件的化合物的化学式可能为(至少写两种)。
(2)由表中①、④两种元素按原子个数比为1∶1构成的化合物的稀溶液易被催化分解,通常使用的催化剂为(填序号)。
a、MnO2 b、FeCl3 c、Na2SO3 d、KMnO4
(3)下图中A~F是由部分上表中元素组成的单质或化合物,其中A、B、C为单质,转化关系如下:
Ⅰ.若B为黄色固体,A为原子半径最小的原子组成的单质。
①F的电子式为。
②实验测得起始参加反应的B和最后生成的B质量相等,则起始参加反应的A和C的物质的量之比是。
Ⅱ.若D为淡黄色固体,焰色反应为黄色,组成C的元素的原子最外层电子数是内层电子数的2倍。
①下列关于D的说法正确的是(填字母)。
a.能与水发生化合反应
b.既有氧化性,又有还原性
c.既含离子键,又含非极性共价键
d.是一种碱性氧化物
②用惰性电极将F的饱和溶液进行电解,则阳极反应式是。
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物。 请回答下列问题:
(1)B的原子结构示意图。
(2)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是(填具体离子);由A、B、C三种元素按4∶2∶3组成的化合物所含的化学键类型为。
(3)用某种废弃的金属易拉罐与A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:。
(4)在100 mL 18 mol/L的浓的A、C、E组成的酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应, 产生的气体在标准状况下的体积可能是(填序号);
a.7.32 L b.6.72 L c.20.16 L d.30.24 L
若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,反应的离子方程式为:。
(5)A、C两元素的单质与熔融K2CO3组成的燃料电池,其负极反应式为,用该电池电解1 L 1 mol/L NaCl溶液当消耗标准状况下1.12 L H2时,NaCl溶液的pH=(假设电解过程中溶液的体积不变)。