钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量,反应原理为:
2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基态锰原子的价电子排布式为 。
(2)上述反应涉及的元素属于同主族元素,其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)已知H2S2O8的结构如图。
①H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。
②上述反应中被还原的元素为 。
③上述反应每生成1 mol MnO4-,S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 、 。
(4)一定条件下,水分子间可通过氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构,其中的多面体孔穴中可包容气体小分子,形成笼形水合包合物晶体。
①右图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子),其包含的氢键数为 ;
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。
(5)MnO2可用于碱锰电池材料的正极材料,加入某种纳米粉体可以优化碱锰电池的性能,该纳米粉体的结构如右图。该纳米粉体的化学式为__________。
(6)铑(Rh)与钴属于同族元素,性质相似。铑的某配合物的化学式为CsRh(SO4)2·4H2O,该物质易溶于水,向其水溶液中加入一定浓度的BaCl2溶液,无沉淀生成,该盐溶于水的电离方程式为 。
实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求,依靠理论知识做基础。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:它所对应的化学反应为:_____________________________
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3 kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH="__________" ,
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,该电池的负极反应为_____________________________。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
该反应的正反应方向是_________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:________。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对反应 N2O4(g) 2NO2(g) △H>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是___________。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A>C
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将m mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2X10-5 mol·L-1)
(6)某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如右图,电极为多孔的材料能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触.
①溶液中H+的移动方向由______ 极到______极;(用A、B表示)
②B电极的电极反应式为__________________________。
近年,为提高能利用率,西方提出共生理念——为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化.共生工程将会大大促进化学工业的发展.
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V.实际过程中,将SO2通入电池的 极(填“正”或“负”),负极反应式为 .用这种方法处理SO2废气的优点是 .
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如下:
①生产中,向反应Ⅱ中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是 .
②下列有关说法正确的是 (填序号)。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 |
B.反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑ |
C.反应Ⅳ需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解 |
D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥 |
③反应Ⅴ中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是 .
④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统.写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 .
2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),
反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。
①该反应的△S 0,△H 0(填“>”、“=”或 “<”)。
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),
则上述反应的KP= 。
③以下说法正确的是 。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为 。
(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:1)的质量为___________g。
Ⅰ.沿海地区有着丰富的海水资源,海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等离子。合理利用资源和保护环境是可持续发展的重要保证。
(1)海水经过处理后可以得到无水氯化镁,无水氯化镁是工业制取镁的原料。试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 。
(2)某化工厂生产过程中会产生含有Cu2+和Pb2+的污水。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,根据下列数据,你认为投入 (选填“Na2S”或“NaOH”)效果更好。
难溶电解质 |
Cu(OH)2 |
CuS |
Pb(OH)2 |
PbS |
Ksp |
4.8×10-20 |
6.3×10-36 |
1.2×10-15 |
1.0×10-28 |
(3)火力发电在我国的能源利用中占较大比重,但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
①天然海水的pH≈8,试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因 (任写一个)。
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2吸收效率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,实验结果如图所示。
请你根据图示实验结果,就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,提出一条合理化建议: 。
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子,使用氧气将其氧化的化学原理是 (任写一个化学方程式或离子方程式)。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是 。
Ⅱ.能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义。已知下列热化学方程式
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-570kJ/mol;
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=-242kJ/mol;
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=—110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g) H=—393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=2CH4(g)+2 O2(g) H=+890kJ/moL
回答下列问题
(1)上述反应中属于吸热反应的是 。
(2)H2的燃烧热为△H= 。
(3)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难直接测定,但可通过间接的方法求得。已知C(s) + H2O(g)=H2(g)+ CO(g) H=akJ/moL;则a= ;该反应的熵S 0(选填“>”、“=”、“<”);已知自由能G=H—TS,当G<0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行__________________。
(4)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是 。
A.负极的电极反应式为:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2—由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
I.碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下,在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应: W(g)+ I2(g)WI2(g)
为模拟上述反应,在实验室中准确称取0.508 g 碘、0.736 g金属钨放置于50.0mL密闭容器中,并加热使其反应。下图一是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图像[n(WI2) ~ t]
其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃。
请回答下列问题:
(1)该反应是 (填写“放热”“吸热”)反应。
(2)反应从开始到t1(t1=" 3" min)时间内的平均速率υ(I2)= mol/(L.min)。
(3)在450℃时,计算该反应的平衡常数K= 。
(4)能够说明上述反应已经达到平衡状态的有 。
A.I2与WI2的浓度相等 |
B.单位时间内,金属钨消耗的物质的量与单质碘生成的物质的量相等 |
C.容器内混合气体的密度不再增加 |
D.容器内气体压强不变化 |
Ⅱ.图中甲为甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),该同学想在乙中实现铁上镀铜,则a处电极上发生的电极反应式是 。
Ⅲ.已知:H2(g)、CO(g)和CH3CH2OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1和1365.5 kJ·mol-1。反应 2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(l) 的△H= 。
分碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备,该反应的化学方程式为 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s) △H="-l59.5" kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ·mol-1
③H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
(3)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点,已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(Min) 浓度(mol·L-1) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.58 |
0.40 |
0.40 |
0.48 |
0.48 |
N2 |
0 |
0.21 |
0.30 |
0.30 |
0.36 |
0.36 |
CO2 |
0 |
0.21 |
0.30 |
0.30 |
0.36 |
0.36 |
①T1℃时,该反应的平衡常数K= ;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
a.加入一定量的活性炭 b.通人一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则Q 0(填“>”或“<”)。
我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知反应 Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反应经过l0min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率=____________
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 |
反应物投入的量 |
反应物的 转化率 |
CH3OH的浓度 |
能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 |
1mol CO和2mol H2 |
α1 |
c1 |
放出Q1kJ热量 |
乙 |
1mol CH3OH |
α2 |
c2 |
吸收Q2kJ热量 |
丙 |
2mol CO和4mol H2 |
α3 |
c3 |
放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是________
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3 D.α1+α2 =1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
Ⅲ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
(1)B极上的电极反应式为
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为 (标况下)。
利用太阳能分解水生成的氢气,在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为 。
(3) 在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,反应式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
①可逆反应的平衡常数表达式K=
②下列说法正确的是
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇 的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1 |
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 |
C.该反应为放热反应 |
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大 |
③在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为 ;
(4) 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,总反应式为
2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,则正极的反应式为 ;
负极的反应式为 。[来
高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,可作为水处理剂和高容量电池材料。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42-+ 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是________。
(2)与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为____________________________。
(3)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-)=1.0×10-3 mol/L(1.0mmol/L)的试样,FeO42-在水溶液中的存在形态如右图所示。下列说法正确的是(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=______________,其数值接近_______(填字母)。
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL1.0×10-3 mol/L的K2FeO4溶液中的c(FeO42-)完全沉淀,则理论上需控制溶液中Ca2+浓度至少为__________。
(8分)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或 “电镀池”),A电极的电极反应式为 。
(2)丙池中F电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),
该池的总反应方程式为 。
(3)当池中C极质量减轻10.8 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。
(4)一段时间后,断开电键K,加入下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。
A.Cu | B.CuO | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(OH)2CO3 |
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H= +180.5kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =" -483.6" kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =" -92.4" kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。
(2)汽车尾气净化的一个反应原理为:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H<0。一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①NO的平衡转化率为 ,0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
(3)某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池,则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变,下列说法正确的是 (填字母代号)。
a.放电过程中,电解质溶液的pH保持不变
b.溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变
c.每转移6.02×1023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化
d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)工业合成氨时,合成塔中每产生1 mol NH3,放出46.1 kJ的热量。
① 工业合成氨的热化学方程式是 。
② 已知:
N2 (g)2N (g)
H2 (g)2H (g)
则断开1 mol N-H键所需的能量是_______kJ。
(2)下表是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
① 曲线a对应的温度是 。
② 关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 (填字母)。
A. 及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B. 加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率
C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M点对应的H2转化率是 。
(3)氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。电池的总反应为:
4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g)。
则该燃料电池的负极反应式是 。
国家拟于“十二五”期间将SO2的排放量减少8%,研究SO2综合利用意义重大。
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=bkJ/mol。
则CO与Sx生成COS反应的热化学方程式是________________________。
(2)有人设想按如图所示装置用废气中的SO2生产硫酸。
写出SO2电极的电极反应式__________________________。
(3)提高反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0中SO2的转化率是控制SO2排放的关键措施之一。某课外活动小组进行了如下探究:
①T1温度时,在2L的密闭容器中加入4.0molSO2和2.0molO2,5 min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,前5 min内SO2的平均反应速率为___________。
②在①中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率及SO3的平衡浓度都比原来增大的是
_________(填序号)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe (g)
b.温度和容器体积不变,充入2molSO2和lmolO2
c.温度和容器体积不变,充入1.0molSO2
d.在其他条件不变时,减小容器的容积
③在其他条件不变的情况下,探究起始时氧气物质的量对2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应的影响,实验结果如图所示。(图中T表示温度,n表示物质的量):在a、b、c三点所处的平衡状态中,SO2的转化率最高的是____,温度T1______T2(填“>”“<”或“=”)。
空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有 (填化学式)。
(2)早期人们曾经使用铅室法生产硫酸,其主要反应为:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
则SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH= kJ·mol-1。
②一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是 (选填序号)。
a.体系压强保持不变 b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变 d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)= ,此反应在该温度下的平衡常数K= 。
(3)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为 ,理论上通过外电路的电子最多为 mol。
试题篮
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