二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.
请回答下列问题:
(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:_____ _____.
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g);△H=﹣90.8kJ•mol﹣1
②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=﹣23.5kJ•mol﹣1
③CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g);△H=﹣41.3kJ•mol﹣1
总反应:3H2(g)+3CO(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=___________;则该反应( )
A.任何温度下都能进行 |
B.任何温度下都不能进行 |
C.高温下能自发进行 |
D.低温下能自发进行 |
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(以上都填字母代号).
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(3)已知反应②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
浓度/(mol•L﹣1) |
0.44 |
0.6 |
0.6 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正__________ v逆 (填“>”、“<”或“=”).
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=__________.
t℃时,将3 mol A和1 mol B气体通人体积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g),2min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol/L,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为____________;
(2)x=_______;
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡(填字母) ________。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C,在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)= ________mol;
(5)如果上述反应在相同温度和容器中进行,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为_________。
自2013年3月我国北方地区出现了雾霾天气,其产生的原因说法不一,汽车的尾气排放被称为原因之一,有关氮的化合物的研究是一项重要课题。
(1).已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5KJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH= -566.0 KJ·mol-1
则加催化剂处理汽车尾气的热化学方程是
(2).反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 在容积为2.0L的密闭容器中进行,反应过程中NO2的物质的量随时间的变化如下表
时间(s) |
0 |
10 |
20 |
25 |
30 |
条件A [n(NO2)](mol) |
0.20 |
0.14 |
0.13 |
0.13 |
0.13 |
条件B [n(NO2)](mol) |
0.20 |
0.10 |
0.10 |
0.10 |
0.10 |
①条件A与条件B表示的是该反应在某不同条件的反应状况,该不同条件是
A.有、无催化剂 B.温度不同 C.压强不同 D.容器体积不同
②能说明该反应已达到平衡状态的是
A.V正(NO2)=V逆(NO) B.c(NO2)=c(NO) C.O2的物质的量不变
D.混合气体的密度不变 E.混合气体的平均摩尔质量
③在条件A从反应开始至10s时,氧气的平均速率为 mol·L-1·s-1
④在条件B不变保持压强不变的条件下,向平衡体系里再通入0.15molO2和0.1molNO2,则反应 (填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
I:已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:T℃时物质的浓度(mol•L-1)变化
时间/ min |
CO |
H2O(g) |
CO2 |
H2 |
0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
3 |
0.100 |
0.200 |
0.100 |
0.100 |
4 |
0.100 |
0.200 |
0.100 |
0.100 |
5 |
0.116 |
0.216 |
0.084 |
C1 |
6 |
0.096 |
0.266 |
0.104 |
C2 |
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是 ,T℃时该化学反应的平衡常数是 。在该温度下,若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和2.0mol H2,则反应向 进行。(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(2)已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol•L-1,则CO在此条件下的转化率为 ,如果保持体积不变向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时CO的转化率 (填“变大”“不变”“变小”)。
(3)397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H 0(填“<”、“>”或“=”)。
Ⅱ:工业上可用CO和H2在一定条件下合成甲醇,反应为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=Q kJ•mol-1
现在容积均为2L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图1和图2。
(1)该反应的Q 0(选填“<”、“>”或“=”,下同),K1 K2。
(2)300℃时,该反应的平衡常数为 。
(3)将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有:____________
(至少答2种) 。
(原创)含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2 和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。
③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃ |
30 |
40 |
50 |
NH3生成量/10-6mol |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式:
此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式:
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。CO和H2O浓度变化如下图,则0~4min的平均反应速率v(CO)=______________mol/(L·min)
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如右上表。请回答:
①表中3min~4min之间反应处于____________状态;C1数值__________0.08mol/L(填大于、小于或等于)。
②反应在4min~5min问,平衡向逆方向移动,可能的原因是____________(单选),表中5min—6min之间数值发生变化,可能的原因是____________(单选)。
a、增加了水蒸气的量 b、降低温度 c、使用催化剂 d、增加氢气浓度
铁是当代社会中用量最大的金属之一。磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,发生的主要反应为:Fe3O4(s)+4CO3Fe(s)+4CO2
(1)已知:①Fe3O4(s)+4C(石墨)3Fe(s)+4CO(g) ΔH=+646.0 kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol
由Fe3O4(s)与CO反应生成Fe(s)的热化学方程式是 。
(2)T℃时,在 2L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各1.0 mol ,10 min反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol /L。
①能证明该反应达到化学平衡的是 (选填字母)。
a.容器内压强不再变化
b.容器内CO、CO2物质的量比为1 : 1
c.容器内气体的质量不再变化
d.生成CO2的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率是 。
③l0 min内,反应的平均反应速率v (CO2)= 。
④欲提高该反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是 (选填字母)。
a.提高反应温度 b.移出部分CO2
c.加入合适的催化剂 d.减小容器的容积
⑤T℃时,该反应的平衡常数K= 。
研究碳、氮氧化物的性质与利用具有重要意义。
(1)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的SO2和SO3,此时反应的化学方程式是 。
②由MgO制成的Mg可构成“镁——次氯酸盐”电池,其装置示意图如图1,该电池的正极反应式为 ;
(2)化合物甲、乙是两种氮的氧化物且所含元素价态均相同,某温度下相互转化时的量变关系如图2所示:
①甲的化学式是 ;
②图中a、b、c、d四点中,表示反应处于平衡状态的是 。t1~t2时间内v正(乙) v逆(甲)(填“>”“<”或“=”)
③反应进行到t2时刻,改变的条件可能是 。
(3)用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) = N2(g) + O2(g) △H = -180.5kJ·mol-1
2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) △H = +571.6kJ·mol-1
则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是 。
(12分)近年来我国汽车拥有量呈较快增长趋势,NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式 ,该反应的△S 0(填“>”、“<”或“=”);
②根据下图所示,只改变条件R,当N2的转化率从a3到a1时,平衡常数K 。
A.可能增大 |
B.一定不变 |
C.可能不变 |
D.可能减小 |
E.增大、减小、不变均有可能
(2)氮气是合成氨的原料之一,合成氨反应:N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) △H<0,500℃时将1molN2与1molH2充入容积为1L的密闭容器中发生反应,达到平衡后NH3的体积分数为20%。若升高温度至800℃,达到新的平衡时,H2的转化率 (填“增大”、“减小”或不变,下同),N2的体积分数 。
(3)在汽车上安装高效催化转化器,将有毒气体转化为无毒气体,可有效降低NOx的排放。某研究性学习小组用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)(×10-4mol·L-1) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)(×10-3 mol·L-1) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题:
①写出反应的化学方程式 。
②前2 s内的平均反应速率ν(N2) = 。
工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡状态所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO2 |
|||
I |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
1.6 |
5 |
II |
900 |
2 |
1 |
0.5 |
0.5 |
3 |
①对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),下列说法正确的是
A.当容器中CO的含量保持不变时,说明该反应达到平衡状态
B.若混合气体的密度不再改变,说明该反应已达化学平衡状态
C.实验I中,反应达到平衡后,再通入4molCO和2molH2O,平衡正向移动,H2的体积分数增大
D.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的焓变不变
②实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,CO的平均反应速率(CO)= ;
③实验II条件下反应的平衡常数K= (保留小数点后二位);H2O(g)的平衡转化率为 。
④若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1.5molCO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,则平衡向 方向移动(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)
⑤若仅改变温度,纵坐标y随T变化如图所示,则纵坐标y表示的是 。
A.CO2的百分含量 B.混合气体的平均相对分子质量
C.CO的转化率 D.H2O的物质的量
在体积不变的2L密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃ |
500 |
600 |
800 |
900 |
1000 |
K |
0.5 |
0.6 |
1.0 |
1.3 |
1.5 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)该反应正反应为_____反应(选填“吸热”“放热”)。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:
3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。
(4)若800 ℃时,向容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,反应进行到5min内,容器内CO的体积分数为20%,则用CO2表示的平均反应速率为 ,达到平衡后,CO2的转化率为 。
(5)800 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-190KJ·mol-1
(1)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO38g,则V(O2)= mol·L-1·min-1,计算此时化学平衡常数K1= 。
(2)若温度不变,继续通入0.20mol SO2和0.10mol SO3,则平衡移动方向及原因是 ,达平衡后,化学平衡常数为K2,则K1、K2之间的关系为 (填 “>”、“<”或“=”)。
(3)有两只密闭容器A和B,A能保持恒容,B能保持恒压。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的等量的SO2和O2,使之发生反应。则(填>、=、<;左、右;增大、减小、不变)。
①达到平衡所需要的时间:t(A) t(B)
②平衡时,SO2的转化率:a(A) a(B)
③达到平衡时,在两容器中分别通入等量的Ar气。B中的化学平衡向 反应方向移动,A中的化学反应速率 。
把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有 500mL0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如右的坐标曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线由0→a段不产生氢气的原因___________,有关反应的离子方程式为____________ ;
(2)曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因___________
有关的化学方程式__________________________;
(3)曲线由b→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因_________________________;
(4)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因_________________________。
某温度时,在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中,A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析得:
(1)该反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为________________________________。
(3)4 min时,反应是否达到平衡状态?________(填“是”或“否”),8 min时,v(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g),已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的物质的量减少了,B的物质的量减少了mol,有a mol D生成。回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA=_____mol/(L·min);
(2)化学方程式中,x:y:p:q= ;
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为________;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5 a mol,则该反应的ΔH________0;(填“>”“<”或“=”)
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率_____,(填“增大”、“减小”或“不变”)理由是 ;
②平衡时反应物的转化率________,(填“增大”、“减小”或“不变”)
理由是 。
试题篮
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