备战高频考点与最新模拟化学专题9--化学反应速率与化学平衡
将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。经5 min后达到平衡,平衡时测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A):c(B) = 3:5,v(C) = 0.1 mol·L-1·min-1。
则:(1)x = 。
(2)前5 min内B的反应速率v(B) = 。
(3)平衡时A的转化率为 。
一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图的所示.下列描述正确的是 ( )
A.从反应开始到10 s末,用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s) |
B.从反应开始到10 s末,用X表示的反应速率为0.79 mol/(L·s) |
C.从反应开始到10 s末,Y的转化率为79.0% |
D.该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)=Z(g) |
对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是( )
A.通入大量O2 | B.增大容器容积 |
C.移去部分SO3 | D.降低体系温度 |
将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示。在相同的条件下,将b g(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是( )
一定温度下,可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是 ( )
①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①④⑤⑥ | B.①②③⑤ | C.②③④⑥ | D.以上全部 |
反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示.其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比.下列说法正确的是( )
A.同温同压同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加 |
B.同压同z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加 |
C.同温同z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加 |
D.同温同压时,增加z,平衡时Q的体积分数增加 |
在密闭容器中进行N2+3H22NH3反应,起始时N2和H2分别为10 mol 和30 mol,当达到平衡时,N2的转化率为30%。若以NH3作为起始反应物,反应条件与上述反应相同时,要使其反应达到平衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同,则NH3的起始物质的量和它的转化率正确的是 ( )
A.40 mol 35% | B.20 mol 30% |
C.20 mol 70% | D.10 mol 50% |
某恒温密闭容器中,可逆反应A(s) B+C(g)-Q达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q
NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液40.0ml混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。据图分析,下列判断不正确的是
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 |
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等 |
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×10-5mol·L-1·s-1 |
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂 |
H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。若向H2S溶液中
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大 |
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大 |
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小 |
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小 |
对于反应CO(g)+H2O(g)CO 2(g)+ H 2(g) △H﹤0,在其他条件不变的情况下
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变 |
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变 |
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变 |
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变 |
在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H < 0, 一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
t/min |
2 |
4 |
7 |
9 |
n(Y)/mol |
0.12 |
0.11 |
0.10 |
0.10 |
下列说法正确的是 ( )
A.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
反应X(g)+Y(g)2Z(g);H<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动 | B.加入催化剂,Z的产率增大 |
C.增大c(X),X的转化率增大 | D.降低温度,Y的转化率增大 |
一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 |
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 |
C.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多 |
D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1 |
将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。
压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
810 |
54.0 |
a |
b |
915 |
c |
75.0 |
d |
1000 |
e |
f |
83.0 |
①b<f ②915℃、2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS>0 ④K(1000℃)>K(810℃)
上述①~④中正确的有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO, MgSO3(s) + CO(g) MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是
选项 |
x |
y |
A |
温度 |
容器内混合气体的密度 |
B |
CO的物质的量 |
CO2与CO的物质的量之比 |
C |
SO2的浓度 |
平衡常数K |
D |
MgSO4的质量(忽略体积) |
CO的转化率 |
碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.50 mol·L—1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L—1K2S2O8、0.10 mol·L—1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82—+ 2I— =" 2" SO42— + I2(慢) I2 + 2 S2O32— = 2I— + S4O62—(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32—):n(S2O82—) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验 序号 |
体积V/ml |
||||
K2S2O8溶液 |
水 |
KI溶液 |
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
Vx |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中Vx = ml,理由是 。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其它条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起捕器电源—锂碘电池的材料,该电池反应为:
2 Li(s) + I2 (s) =" 2" LiI(s) ΔH
已知:4 Li(s) + O2 (g) =" 2" Li2O(s) ΔH1
4 LiI(s) + O2 (g) =" 2" I2 (s) + 2 Li2O(s) ΔH2
则电池反应的ΔH = ;碘电极作为该电池的 极。
一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如右图所示。下列判断正确的是
A.在0-50min之间, pH ="2" 和 PH=" 7" 时 R 的降解百分率相等 |
B.溶液酸性越强, R 的降解速率越小 |
C.R的起始浓度越小,降解速率越大 |
D.在 20-25min之间, pH =" 10" 时 R 的平均降解速率为 0.04mol·L-1·min-1 |
在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:2SO2 + O2 2SO3,ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 |
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 |
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g |
D.达到平衡时,SO2的转化率为90% |
合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为
CO(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H <0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是
A 增加压强 B 降低温度 C 增大CO 的浓度 D 更换催化剂
一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) △H<0 若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变 |
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快 |
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率 |
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应平衡常数不变 |
已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH= -197 kJ·mol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2 mol SO2和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙) 2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A.容器内压强P:P甲=P丙 > 2P乙 |
B.SO3的质量m:m甲=m丙 > 2m乙 |
C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙 > k乙 |
D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=G丙 > 2Q乙 |
为探究锌与稀硫酸的反应速率(以v(H2)表示)。向反应混合汶中加入某些物质,下列判断正确的是
A.加入NH4HSO4固体,v(H2)不变 B,加入少量水,v(H2)减小
C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小 D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小
下列有关说法正确的是
A.CaCO3(s) =CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0 |
B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 |
C.N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) △H<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2 )和H2的平衡转化率均增大 |
D.水的离子积常数Kw 随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应 |
下列说法正确的是
A.一定温度下,反应MgCl2(1)=Mg(1)+ Cl2(g)的 △H>0 △S>0 |
B.水解反应NH4++H2ONH3·H2O+H+达到平衡后,升高温度平衡逆向移动 |
C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 |
D.对于反应2H2O2=2H2O+O2↑, 加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率 |
700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1>t2):
反应时间/min |
n(CO)/mol |
H2O/ mol |
0 |
1.20 |
0.60 |
t1 |
0.80 |
|
t2 |
|
0.20 |
下列说法正确的是
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时,n(CO2)=0.40 mol。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2 PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH< 0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是
已知反应:2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如下图所示。下列说法正确的是
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲线 |
B.反应进行到20min末,H3COCH3的 |
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率 |
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 |
25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。
下列判断正确的是
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大 |
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小 |
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应△H>0 |
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2、 |
向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是
A.反应在c点达到平衡状态 |
B.反应物浓度:a点小于b点 |
C.反应物的总能量低于生成物的总能量 |
D.△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段 |
在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=" 0." 02 mol·L-1·min-1
B.图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的△H<0,且a=2
C.若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前v(正)>v(逆)
D.200℃时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,达到平衡时,A 的体积分数小于0.5
还原沉淀法是处理含铬(含Cr2O72﹣和CrO42﹣)工业废水的常用方法,过程如下:
己知转化过程中反应为:2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) Cr2O72﹣(aq)+H2O(1)。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g/L,CrO42﹣有10/11转化为Cr2O72﹣。下列说法不正确的是
A.溶液颜色保持不变,说明上述可逆反应达到达平衡状态 |
B.若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M=278)作还原剂,处理1L废水,至少需要917.4g |
C.常温下转化反应的平衡常数K=1×1014,则转化后所得溶液的pH=6 |
D.常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10﹣32,要使处理后废水中c(Cr3+)降至1×10﹣5mol/L,应调溶液的pH=5 |
相同温度下,体积均为1.5 L的两个恒容容器中发生可逆反应:
X2 (g+3Y2(g) 2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1,实验测得有关数据如下表:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达平衡时体系能量的变化 |
||
X2 |
Y2 |
XY3 |
||
① |
1 |
3 |
0 |
放热46.3 kJ |
② |
0.8 |
2.4 |
0.4 |
Q(Q>0) |
下列叙述不正确的是
A.容器①中达到平衡时,Y2的转化率为50%
B.Q="27.78" kJ
C.若容器①体积改为1.0 L.则达平衡时放出的热量大于46.3 kJ
D.容器①、②中反应的平衡常数相等,K=
在2L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间变化如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
n(NO)/mol |
0.020 |
0.010 |
0.008 |
0.007 |
0.007 |
0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= 。已知:K(300℃)>K(350 ℃),则该反应正反应是 热反应。
(2)图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v(O2)= 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
一定条件下,使X(g)与Y(g)在2L密闭容器中发生反应生成z(g)。温度为TK时,反应过程中X,Y,Z的物质的量变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T, K和T2 K时,Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是
A.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率V(X)=0.1 mol/(L·min) |
B.平衡时容器内的压强为反应前的倍 |
C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小 |
D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强 |
在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是
A.升高温度,平衡常数增大 |
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 |
C.Q点时,Y的转化率最大 |
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 |
下列图示与对应的叙述相符的是
A.由图甲可以判断:若T1>T2,反应A(g)+ B(g)2C(g)的△H<0 |
B.图乙表示压强对可逆反应2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大 |
C.根据图丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量NaOH溶液,调节pH≈4 |
D.图丁表示用0.1mol/L的盐酸滴定20mL 0.1mol/LNaOH溶液,溶液pH随加入盐酸体积的变化 |
向2L的密闭容器中充入7.6mol NO和3.8mol O2,发生如下反应:
①2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)
②2NO2(g)N2O4(g)
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示,0~10min维持容器温度为T1℃,10min后升高并维持容器的温度为T2℃。下列说法正确的是
A.前5min反应的平均速率v(N2O4)=0.18mol·(L·min)-1 |
B.T1℃时反应②的化学平衡常数K=0.6 |
C.反应①、②均为吸热反应 |
D.若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和2.0mol N2O4,T1℃达到平衡时,N2O4的转化率为10% |
体积相同的密闭容器中均充入1 mol X和1mol Y,分别于300℃和500℃开始发生反应: X(g)+Y(g) 3Z(g),Z的含量(Z%)随时间t的变化如下图所示。
已知在t3时刻改变曲线b某一实验条件,下列判断正确的是
A.曲线a是500℃时的图像 |
B.从0到t1时刻,反应物X(g)的 |
C.t2时刻生成物Z的量 |
D.t3时刻改变的条件可能是降温 |
对于可逆反应mA(g)十nB(g)pC(g)十qD(g),若其它条件都不变,探究催化剂对反应的影响,可得到如下两种v-t图象。下列判断正确的是
A.b1>b2,t1>t2 |
B.两图中阴影部分面积一定相等 |
C.A的平衡转化率(II)大于(Ⅰ)中A的转化率 |
D.若m+n<p+q,则压强变化对正反应速率的影响程度比逆反应速率影响程度大 |
反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,由此可判断
A.1molA与1molB充分反应后,能量变化为ΔE |
B.加入催化剂后,反应加快,ΔE减小 |
C.反应物的总键能小于生成物的总键能 |
D.反应达到平衡时,升高温度,A的转化率增大 |
研究CO、SO2、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义。
(1)以CO或CO2与H2为原料,在一定条件下均可合成甲醇,你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念:(用化学反应方程式表示) 。
(2)如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式:
负极 ,正极 。
(3)一定条件下,NO2和SO2反应生成SO3(g)和NO两种气体,现将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。(填序号)
A.体系压强保持不变 | B.混合气体颜色保持不变 |
C.SO3、NO的体积比保持不变 | D.每消耗 1 mol SO2,同时生成1 mol NO |
当测得上述平衡体系中NO2与SO2体积比为1:6时,则该反应平衡常数K值为 ;
(4)工业常用Na2CO3饱和溶液回收NO、NO2气体:
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2
若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO、NO2混合气体,每产生标准状况下CO2 2.24L(CO2气体全部逸出)时,吸收液质量就增加4.4g,则混合气体中NO和NO2体积比为 。
某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表:
离子 |
H+ |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
浓度/mol·L-1 |
未测定 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断试样的pH= 。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)="CO" (g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式: 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。
A.Ca(OH) 2 B.Na2CO3 C.CaCl2D.NaHSO3
(3)汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2,汽缸中的化学反应式为N2 (g)+O2(g)2NO(g) △H0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,其原因是 。
②目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染,其化学反应方程式为 。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO,2CO(g)=2C(s)+O2(g)
已知该反应的△H0,判断该设想能否实现并简述其依据: 。
为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染,人们采取了很多措施。
(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 ①
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol ②
H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol ③
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催化剂,通过测量逸出气体中氮氧化物含量,从而可确定烟气脱氮率,反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。
①该反应的△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= 。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图,石墨I为电池的 极。 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。
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
(1)如图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知:
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式: 。
(2)将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b.当向容器中再充人0. 20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大
c.升高温度后,K减小,N02的转化率减小
d.向该容器内充人He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温’’、“降温’’)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为 ,当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 mol。
I.“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题:
(1)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:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为 (保留两位小数,下同)。
②该反应为 (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K= 。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mole-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L,将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液的pH= 。
2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失,市疾控中心紧急采购消毒药品,以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体,请回答下列问题:
(1)下列方程中H2O2所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是 。
A.BaO2+2HClH2O2+BaCl2
B.Ag2O+H2O2 =2Ag+O2+H2O
C.2H2O22H2O+O2↑
D.H2O2+NaCrO2+NaOH=Na2CrO4 +H2O
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态H2O2为助燃剂。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=" -" 534 kJ·mol-1
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H=" -" 98.64 kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l
则反应N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
该反应的△S= 0(填“>”或“<”)。
(3)H2O2是一种不稳定易分解的物质。
①如图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图,请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图
②实验证实,往Na2CO3溶液中加入H2O2也会有气泡产生。已知常温时H2CO3的电离常数分别为Kal=4.3×l0-7,Ka2 =" 5.0" ×l0-11 。Na2CO3溶液中CO32-第一步水解常数表达式Khl= ,常温时Khl的值为 。若在Na2CO3溶液中同时加入少量Na2CO3固体与适当升高溶液温度,则Khl的值
(填变大、变小、不变或不确定)。
(4)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图1、图2所示。
注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L-l的条件下进行。图1中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图2中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知,下列叙述错误的是 (填序号)。
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小
利用I2O5可消除CO污染或定量测定CO,反应为:5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s);ΔH 1
(1)已知:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g);ΔH 2
2I2(s)+5O2(g) 2I2O5(s);ΔH 3
则ΔH 1= (用含ΔH 2和ΔH 3的代数式表示)。
(2)不同温度下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图。请回答:
①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)= ,b点时化学平衡常数Kb= 。
②d点时,温度不变,若将容器体积压缩至原来的一半,请在图中补充画出CO2体积分数的变化曲线。
③下列说法正确的是 。(填字母序号)
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态 |
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等 |
C.增加I2O5的投料量有利于提高CO的转化率 |
D.b点和d点的化学平衡常数:Kb<Kd |
(3)将500mL(标准状况)含有CO的某气体样品通过盛有足量I2O5的干燥管,170℃下充分反应,用水—乙醇液充分溶解产物I2,定容到100mL。取25.00mL,用0.0100mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,消耗标准溶液20.00mL,则样品气中CO的体积分数为 。(已知:气体样品中其他成分与I2O5不反应;2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 |
平衡常数 |
温度(℃) |
|
500 |
800 |
||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) |
K1 |
2.5 |
0.15 |
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) |
K2 |
1.0 |
2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) |
K3 |
|
|
(1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)判断反应③△H 0; △S 0(填“>”“=”或“<”)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。
(5)甲醇燃料电池通常采用铂电极,其工作原理如图所示,负极的电极反应为: 。
(6)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(Ⅰ)碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的生活方式。
(1)甲烷燃烧时放出大量的热,可作为能源应用于人类的生产和生活。
(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是: 。
(3)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:
①实验1中,以v( H2)表示的平均反应速率为: 。
②该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应;
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的体积分数分别相等),则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
(Ⅱ)某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如下图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数 (填“>”“<”或“一”)通过阳离子交换膜的离子数;
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为 ;
③电解一段时间后,B出口与C出口产生气体的质量比为 。
氮气及含氮的化合物在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.4 kJ热量。
(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则Q 184.8kJ(填“>”、“<”或“=”)。一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示反应达到化学平衡状态的是 。
a.3v逆(N2)=v正(H2) b.2v正(H2)= v正(NH3)
c.混合气体密度保持不变 d.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为
2NH3 (g)+ CO2 (g)CO(NH2)2 (l)+ H2O (l)。
(2)在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),右图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
(3)图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
(4)已知: 3Cl2+2NH3→N2+6HCl ――① 3Cl2+8NH3→N2+6NH4Cl ――②
完成并配平下列氧化还原反应方程式:12Cl2+15NH3→ ――③
目前,“低碳经济”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。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)—定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中,发生(1)中反应:其相关数据如下表所示:
容器 |
容积/L |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol[ |
达到平衡所需时间/min |
|
C(s) |
H2O(g) |
H2(g) |
||||
甲 |
2 |
T1 |
2 |
4 |
3.2 |
8 |
乙 |
1 |
T2 |
1 |
2 |
1,2 |
3 |
①T10C时,该反应的平衡常数K=_______
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度_______ (填选项字母)。
A.="0.8" mol·L-1 B.=1.4 mol·L-1 C.<1.4 mol·L-1 D.>1.4 mol·L-1
③丙容器的容积为1L,T1℃时,按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g), 达到平 衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是_______(填选项字母)。
A.0.6 mol、1.0 mol、0.5 mol、1.0 mol
B. 0.6 mol、2.0 mol、0 mol、0 mol
C.1.0 mol、2.0 mol、1.0 mol、2.0 mol
D. 0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol、1.5 mol
(3)在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,已知CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
(4)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+ 6H2(g)CH3OCH3(g)+ 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2)/ n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①该反应的焓变△H 0,熵变△S___0(填>、<或=)。
②用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜 g。
2013年初,全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”,造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断:
(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”):在T2温度下,0~2s内的平均反应速率:v(N2)= ;(2)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)某科研机构,在t1℃下,体积恒定的密闭容器中,用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度(具体数据见下表,CO2和N2的起始浓度为0)。
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/xl0-4mol L-1 |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)/xl0-3mol L-1 |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
t1℃时该反应的平衡常数K= ,平衡时NO的体积分数为 。
(4)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v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)
(5)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,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=-867.0kJ • mol-1
2NO2 (g) N2O4 (g) △H=-56.9kJ • mol-1
H2O(g) = H2O(l) △H=-44.0kJ • mol-1
写出CH4催化还原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的热化学方程式 。
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。
① 工业合成氨的热化学方程式是 。
② 若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则
Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4 kJ。
③ 已知:
1 mol N-H键断裂吸收的能量约等于_______kJ。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ |
165 |
175 |
185 |
195 |
K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”) 0
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质 的量之比(氨碳比),下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
③ 上图中的B点处,NH3的平衡转化率为_______。
(3)氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛。
下面是利用氮气制备含氮化合物的一种途径:
①过程Ⅱ的化学方程式是
②运输时,严禁NH3与卤素(如Cl2)混装运输。若二者接触时剧烈反应产生白烟,并且0.4 mol NH3参加反应时有0.3 mol 电子转移。写出反应的化学方程式
③氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。
已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH =" ―1316" kJ/mol,则该燃料电池的负极反应式是 。