圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時(shí)間變化的示意圖。根據(jù)圖意回答下列問(wèn)題:
a b
(1)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)= 。
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ;溫度降低,K (填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡時(shí)c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量變化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的轉(zhuǎn)化率 | α1 | α2 | α3 |
(14分)(每空2分)
(1)NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=" —234" kJ/mol
(2)1.50/t1 mol·L-1·min-1
(3) 9 ; 變大
(4) 1 ; 234 ; 3
解析試題分析:(1)該反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=134KJ·mol-1-368KJ·mol-1=-234KJ·mol-1,所以熱化學(xué)方程式為:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ·mol-1,
故答案為:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ·mol-1
(2)由圖可知,t1min到達(dá)平衡,平衡時(shí)NO的濃度變化量為1.5mol·L-1,故v(NO)=1.5mol·L-1/t1min=,速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故v(NO2)=v(NO)=
故答案為:
(3)CO的起始濃度為2mol·L-1,二氧化氮與NO的起始物質(zhì)的量相等,故NO2的起始濃度為2mol·L-1,平衡時(shí)NO的濃度變化量為1.5mol·L-1,則:
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)
開(kāi)始(mol·L-1):2 2 0 0
變化(mol·L-1):1.5 1.5 1.5 1.5
平衡(mol·L-1):0.5 0.5 1.5 1.5
故該溫度下平衡常數(shù)k=
該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)變大,
故答案為:9:變大;
(4)甲與乙是等效平衡,對(duì)應(yīng)各組分的含量完全相同,對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量乙是甲中的2倍,CO的轉(zhuǎn)化率為α1,則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為(1-α1)mol,乙中平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為α2,乙中平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為2α2mol,故2(1-α1)=2α2,整理得α1+α2=1;
令平衡時(shí)甲中CO為nmol,則乙中CO為2nmol,甲中放出的熱量為(1-n)×234kJ=akJ,乙中吸收的熱量為2n×234kJ=bkJ,整理得a+b/2=234;
丙與乙是完全等效平衡,平衡時(shí)NO的濃度相等,故m=3mol·L-1,
故答案為:1;234;3mol·L-1.
考點(diǎn):化學(xué)平衡常數(shù)的含義;化學(xué)平衡建立的過(guò)程;化學(xué)平衡的計(jì)算
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)圖中A、C分別表示__________、______________,E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無(wú)影響?______________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低?____________;
(2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計(jì)算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
CO2的固定和利用在降低溫室氣體排放中具有重要作用,從CO2加氫合成甲醇不僅可以有效緩解減排壓力,還是其綜合利用的一條新途徑。CO2和H2在催化劑作用下能發(fā)生反應(yīng)CO2+3H2CH3OH+H2O,測(cè)得甲醇的理論產(chǎn)率與反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)提高甲醇產(chǎn)率的措施是 。
(2)分析圖中數(shù)據(jù)可知,在220 ℃、5MPa時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為 ,再將溫度降低至
140℃,壓強(qiáng)減小至2MPa,化學(xué)反應(yīng)速率將 (填“增大、減小 或 不變“ 下同),CO2的轉(zhuǎn)化率將 。
(3)200℃時(shí),將0.100molCO2和0.275molH2充入1L密閉容器中,在催化劑作用下反應(yīng)達(dá)到平衡。若CO2的轉(zhuǎn)化率為25%,則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。(要求寫(xiě)出算式和計(jì)算結(jié)果)
(4)已知已知:CO的燃燒熱△H=-283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6KJ/mol、
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol,寫(xiě)出CO2與H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
I.科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技術(shù)原理為氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏捍呋瘎l件下生成氨氣,一定條件下,向一個(gè)2L的密閉容器中充入2molN2和6molH2,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成NH3的濃度為0.5mol/L,并放出QkJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_(kāi)_____。
II.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.20kJ/mol。
在1000C時(shí),將0.100molN2O4氣體充入lL恒容抽空的密閉容器中,每隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進(jìn)行分析得到下表數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4)/mol | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2)/mol | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(I某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧化成NO3-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是 _ 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成 N2,若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是_ 。
(B)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)
將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同的時(shí)間的NO和CO濃度如下表:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題(均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H 0(填寫(xiě)“>”、“<”、“=”)
(2)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (只寫(xiě)出計(jì)算結(jié)果);
(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,
部分實(shí)驗(yàn)條件如下表:
該同學(xué)畫(huà)出了表中三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下,混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖,請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào);
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為 。
(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中進(jìn)行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。
①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號(hào))。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2 2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②下圖是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)下圖表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請(qǐng)寫(xiě)出該電池的正極反應(yīng)式 。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42—等雜質(zhì),提純工藝線路如圖所示:
Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示:
Ⅱ.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下
物質(zhì) | CaCO3 | MgCO3 | Ca(0H)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.61×10-12 | 2.64×10-39 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的原子元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)25℃時(shí),0.1mol/LNH4NO3溶液中水的電離程度 (填“大于”、“等于”或“小于”) 0.1mol/L NaOH溶液中水的電離程度。
(2)若將0.1mol/L NaOH溶液和0.2mol/LNH4NO3溶液等體積混合,混合溶液中2c(NH4+)>c(NO3-),所得溶液中離子濃度由大到小的順序是 。
(3)發(fā)射火箭時(shí)肼(N2H4)為燃料,二氧化氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。經(jīng)測(cè)定16g氣體在上述反應(yīng)中放出284kJ的熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(4)下圖是1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
2NO (g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)圖1是表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化情況。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用CO濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)=
(2)圖2表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化,曲線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應(yīng)是_________(選填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(3)該反應(yīng)平衡常數(shù)K為_(kāi)_____________,溫度升高,平衡常數(shù)K_________(填“增大”、“不變”或“減小”)
(4)恒容條件下,下列措施中能使增大的有
a.升高溫度 b.充入He氣
c.再充入2 molH2 d.使用催化劑
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