将表面已部分被氧化为氧化钠的金属钠样品5.4g放入40g水中,在标准状况下放出1.12LH2。求:(1)产生H2的物质的量为多少?(2)原混合物中金属钠的质量为多少克?(3)若反应后溶液的体积为40mL,所得溶液的物质的量浓度为多少?
氢是一种理想的绿色清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用FeO/Fe3O4循环制氢,已知:H2O(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+4H2(g) △H=akJ/mol (I)2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) △H=bkJ/mol (II)下列坐标图分别表示FeO的转化率(图-1 )和一定温度时,H2出生成速率[细颗粒(直径0.25 mm),粗颗粒(直径3 mm)](图-2)。(1)反应:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H= (用含a、b代数式表示);(2)上述反应b>0,要使该制氢方案有实际意义,从能源利用及成本的角度考虑,实现反应II可采用的方案是: ;(3)900°C时,在两个体积均为2.0L密闭容器中分别投人0.60molFeO和0.20mol H2O(g)甲容器用细颗粒FeO、乙容器用粗颗粒FeO。①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时,H2生成速率不同的原因是: ;②细颗粒FeO时H2O(g)的转化率比用粗颗粒FeO时H2O(g)的转化率 (填“大”或“小”或“相等”);③求此温度下该反应的平衡常数K(写出计箅过程,保留两位有效数字)。(4)在下列坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时,H2O(g)转化率随时间变化示意图(进行相应的标注)。
乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g) + 4H2(g)CH3CH2OH(g) + H2O(g) △H =" —256.1" kJ·mol-1已知:CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=" —41.2" kJ·mol-1(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:2CO2(g) +6H2(g)CH3CH2OH(g) +3H2O(g) △H = 。(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。①某研究小组在实验室以Ag– ZSM– 5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图。若不使用CO,温度超过800℃,发现NO的转化率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(C O)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。②用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C (s) +2NO2(g) N2 (g) + CO2 (g)。某研究小组向某密闭容器中加人足量的活性炭和NO,恒温( T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
I.根据表中数据,求反应开始至20min以v(NO)表示的反应速率为 (保留两位有效数字),T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位有效数字)。II.30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。下图表示CO2的逆反应速率[v逆(CO2)]随反应时间的变化关系图。请在图中画出在30min改变上述条件时,在40min时刻再次达到平衡的变化曲线。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1(1)下列有关上述反应的说法正确的是________。a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡c.保持容器体积不变,升高温度可提高CO的转化率d.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量(2)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。①在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是 。②利用图中a点对应的数据,计算该反应在对应温度下的平衡常数K (写出计算过程)。 ③在答题卡相应位置上画出:上述反应达到平衡后,减小体系压强至达到新的平衡过程中,正逆反应速率与时间的变化关系图并标注。(3)已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283 kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242 kJ·mol-1则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 。
甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。(1)制备合成氨原料气H2,可用甲烷蒸汽转化法,主要转化反应如下:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH =" +206.2" kJ/molCH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH = +165.0kJ/mol上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。(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:
① 反应热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。求图中的B点处,NH3的平衡转化率。(3)已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时,a口放出的物质为_________,该电池正极的电极反应式为:____ ,工作一段时间后,当3.2g甲烷完全反应生成CO2时,有 mol 电子发生转移。
工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室’效应。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1(1)在相同温度和容积不变时,能说明该反应已达平衡状态的是
(2)一定温度时将6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1,6)代表的意思是:在1 min时H2的物质的量是6 mol。① a点正反应速率 逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。② 仅改变某一实验条件时,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线Ⅰ对应的实验条件改变是 ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。③ 在题给图中绘出加入催化剂对应的曲线。④ 结合图给实线的数据,计算该温度时反应的化学平衡常数。(写出计算过程)(3)甲醇可用以制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为: 。