碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =" 2" N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2= ;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下:Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ΔH>0
① 若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为 _________ 。
② 若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_____(选填序号)
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.固体的总质量不变
③ 该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA____KB(填“>”、“ <”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
a.H2的逆反应速率
b.CH4的的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度分别为c(A)=0.100mol/L,c(B)=0.200mol/L,c(C)=0.000mol/L。反应物A浓度随时间变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)实验③平衡时C的浓度为____________;
(2)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。其中,②所改变的条件___________,
判断的理由是:__________________________________;③所改变的条件是_________。
(3)该反应的△H _____0,判断其理由是___________________________________________。
(4)下图表示实验①条件下达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况。若降温时,请把反应速度变化情况画在图中a~b处。
利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-15小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为 ;
反应开始后的30小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H="+206" kJ•mol-1
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol,完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水,并放出515kJ热量,请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________ 。
盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:
________________
甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备气态甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示:
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应.
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同? ,理由是。
(3)合成甲醇的主要反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H<0,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示:
T/℃ |
T1 |
T2 |
T3 |
K |
1/1000 |
1/40 |
25 |
T1、T2、T3的大小关系为
X、Y、Z三种气体都是大气污染物,在工业上通常都用碱溶液吸。已知X是造成酸雨的主要物质;Y是一种单质,其水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,易溶于水。
(1)写出X、Y、Z的化学式:
X ; Y ; Z 。
(2)X能使湿润的红布条褪色,通过方法能使布条颜色复原。
(3)写出下列有关反应的化学方程式:
X在一定条件下与氧气反应。
Y与NaOH溶液反应。
Z与水反应。