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固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体.工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)+49.0kJ
某科学实验将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标):

回答下列问题:
(1)由图分析,在下列时间段内反应速率最快的时间段是               (填答案编号)
a.0~1min     b.1~3min    c.3~8min    d.8~11min
(2)该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是                 mol/(L•min).
(3)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示.与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是               ,曲线Ⅱ改变的条件可能是                 
若实线对应条件下平衡常数为K,曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1,曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2,则K、K1和K2的大小关系是                 
(4)下列表述能表示该反应已达平衡的是                (填答案编号)
a.容器内压强不再改变                 b.容器内气体的密度不再改变
c.容器内气体平均摩尔质量不再改变     d.容器内各物质的物质的量相等

科目 化学   题型 填空题   难度 困难
知识点: 探究温度、压强对化学平衡的影响
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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)写出镁在CO2中燃烧的化学方程式为_________ _ ____。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是__________。
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为 ____________________。

图1图2图3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=______________。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH_______(填“>” “<”或“=”)0。
③在两种不同温度下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K ________K(填“>” “<”或“=”)。
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。

容器


反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
(a、b、c均不等于0)

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为____________。

过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂,在工业生产中有着重要的用途。

(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(B为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt或C,正极材料采用MnO2,其工作原理如图所示。该电池放电时正极的电极反应式为_________________________;MnO2除了作正极材料外,还可能对电极反应具有_________________作用。
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢为助燃剂。已知:
N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g),ΔH=-534 kJ·mol-1
H2O2(l)===H2O(l)+O2(g),ΔH=-98 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g),ΔH=+44 kJ·mol-1
试写出N2H4和液态H2O2反应生成气态水的热化学方程式___________________。
(3)O3可由臭氧发生器(原理如右图所示)电解稀硫酸制得。

①图中阴极为___________(填“A”或“B”)。
②若C处不通入O2,A极的电极反应式为_________________。
③若C处通入O2,则A极的电极反应式为_________________。
(4)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx 95%以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确说法是________。

a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.该反应为放热反应
d.Δt1=Δt2时,NO的转化量:a~b段小于b~c段

(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H1,平衡常数为K1
反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) △H2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:


700℃
900℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67

①反应CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数为K,则△H= (用△H1和△H2表示),K= (用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②能判断CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v(H2)= v(H2O) D.c(CO)= c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H > 0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。

① 该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为____________mol·L-1
②下列措施中能使平衡时增大的是__________(填序号)。
A.升高温度B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉

依据氧化还原反应:2Ag+(aq) + Cu(s) ="=" Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。

HNO2是一种弱酸,且不稳定,易分解生成NO和NO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2氧化成Fe3。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2。若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2转化为Fe3而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填序号)。
A.亚硝酸盐被还原B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3还原为Fe2 D.亚硝酸盐是还原剂
(2)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是________(填序号)。
A.测定这两种溶液的pH
B.分别在两种溶液中滴加甲基橙
C.在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别
D.用AgNO3和HNO3两种试剂来区别
(3)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,请写出反应的离子方程式:_____________
(4) Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,将Fe2转化为Fe3,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是________(填序号)。
a.Cl2 b.Fe c.H2O2 d.HNO3
(5)若FeSO4和O2的化学计量数比为2∶1,试配平下列方程式: FeSO4 K2O2 K2FeO4 K2O+ K2SO4 O2↑,当转移了1.5NA个电子时,在标况下可收集到 升氧气。
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______________________

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