实验室中做如下实验:一定条件下,在容积为2.0L的恒容密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g);△H =QkJ/mol
(1)若A、B起始物质的量均为零,通入C的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验 序号 |
![]() |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
1 |
8 0 0 ℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
8 0 0 ℃ |
n2 |
0.60 |
0. 50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
3 |
8 0 0 ℃ |
n3 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
4 |
7 3 0 ℃ |
1.0 |
0.90 |
0.80 |
0.75 |
0.70 |
0.65 |
0.65 |
根据上表数据,完成下列填空:
①在实验1中反应在10至20min内反应的平均速率Vc= 实验2中采取的措施是 ;实验3中n3 1.0 mol(填“>、=、<”)。
②比较实验4和实验1,可推测该反应中Q 0(填“>、=、<”),
(2)在另一反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示,根据图中所示判断下列说法正确的是
a.10~15 min可能是升高了温度
b.10~15 min可能是加入了催化剂
c.20 min时可能缩小了容器体积
d.20 min时可能是增加了B的量
(3)一定条件下,向上述容器中通入5molA (g)和3molB(g),此时容器的压强为P(始)。反应进行并达到平衡后,测得容器内气体压强为P(始)的 。若相同条件下,向上述容器中分别通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g),欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为P(始)的
。
①a、b、c必须满足的关系是 (一个用a、c表示,另一个用b、c表示)
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行,则a的取值范围是
发展低碳经济,构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料,以CuO与ZnO混合物为催化剂,其反应为:CO2+3H2CH3OH + H2O。
(1)某温度下,在体积为l L的密闭容器中充入lmol CO2和4molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如Ⅰ图所示。从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=;氢气的转化率为。
(2)常温常压下已知下列反应的能量变化如Ⅱ图所示:写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:,该反应的△S___0(填“>”或“<”或“=”);反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其它条件不变时,可以采取的措施有(填序号)。
A.缩小反应器体积 | B.升高温度 |
C.恒容条件下通入CO2 | D.使用合适的催化剂 |
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO等副产物出现,且CO2的转化率、甲醇和CO的含量还受气体混合物在反应锅炉内的流动速率、催化剂CuO的质量分数影响。通过实验分别得到如下图。
①由图Ⅲ得,生产甲醇的气体最佳流动速率为L•h-1;
②已知当催化剂中没有CuO,只有单组份ZnO时,反应速率最大。说明为什么不选择单组份ZnO的原因,根据图Ⅳ判断,催化剂CuO的质量分数最好为%。
(I)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。将CO2与焦炭作用生成
CO,CO可用于炼铁等。
(1)已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 =+489 kJ/mol
C(石墨)+CO2 (g)=2CO(g) △H 2 = +172 kJ/mol
则Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3CO2(g) △H=。
(2)利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以H2SO4溶液为电解质溶液),写出该电池的正极反应式。
(II)某学生设计了如图所示的装置(框内部分未画出),
在装置内起初发生的反应为Cu+H2SO4H2↑+CuSO4(未注明反应条件),试回答:
(1)该装置的名称是(填“电解池”或“原电池”)。
(2)A、B中至少有一种是金属(填名称),接电源的(填“正极”或“负极”)。
(3)写出该装置中发生还原反应的电极反应方程式为。
(4)若C溶液为100ml饱和食盐水,A 和B电极均为碳棒,该学生利用图示装置进行电解,写出该电解过程中的总反应的离子方程式,当放出标况下112ml氢气时,该溶液的pH=(室温下)。
(III)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为铜,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 处。
若X为锌棒,开关K置于M处,该电化学防护法称为。
氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样
品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的化学式为 ,①中发生反应的离子方程式为 ,;
(2)试剂Ⅱ的化学式为 ,②中加入试剂Ⅱ的目的是 ;
(3)试剂Ⅲ的名称是 ,③中发生反应的离子方程式为 ;
(4)某同学称取提纯的产品0.8000g,溶解后定容在100 mL容量瓶中,每次取25.00 mL溶液,用0.1000 mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL,该产品的纯度为 。
常温下,向25 mL 0.1 mol/L MOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L HA溶液,曲线如图所示(体积变化忽略不计)。
回答下列问题:
(1)写出MOH的电离方程式:。
(2)MOH与HA恰好完全反应时,溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),理由是(用离子方程式表示):;此时,混合溶液中由水电离出的c(H+)0.2 mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”“<”或“=”)。
(3)分别写出B、C两点,混合溶液中各离子浓度的大小关系
B点;
C点。
(4)D点时,溶液中c(A-)+c(HA) 2 c(M+)(填“>”、“<”或“=”);若此时测得混合溶液的pH=3,则c(HA) + c(H+) =mol/L。
已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c(X)·c(Y)/[c(Z)]2,该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44。请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式。
(2)该反应的正反应是反应(填“放热”或者“吸热”)。
(3)已知在密闭容器中,测得某时刻各组分的浓度如下:
物质 |
Z(g) |
X(g) |
Y(g) |
浓度/(mol•L﹣1) |
0.54 |
0.68 |
0.68 |
①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小:v正v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
②若以Z百分含量为纵坐标,以温度为横坐标,
此时反应点在图象的位置是图中点。比较图中B、D两点所对应的正反应速率BD(填“>”、“<”或“=”),理由是。
(4)一定条件下要提高反应物的转化率,可以采用的措施是。
a.升高温度
b.加入催化剂
c.压缩容器的体积
d.增加Z的浓度
e.及时分离出产物