用一张滤纸浸湿些食盐水和酚酞试剂,放在表面皿上,滤纸两端用电极与直流电源相连,过一会发现其中一根导线连接的电极所接触的滤纸附近出现红色。简述出现红色的原因并指出该导线是直流电源的哪一极。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol 则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)=H2O(g)+CO2(g),ΔH=____ ___kJ/mol。 (2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH ①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。 A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2 B.混合气体总物质的量不变 C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 ②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由图判断ΔH _____0。 ③某温度下,将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,则CO的转化率= ,此温度下的平衡常数K= (保留二位有效数字)。 (3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,用煤炭气(CO、H2)作负极反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,催化剂镍作电极,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为 。
【改编】氨气在科研、生产中有广泛应用。 (1)在三个1L的恒容密闭容器中,分别加入0.1mol N2和0.3mol H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH1<0,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c(N2)随时间(t)的变化如图所示(T表示温度)。 ①实验Ⅲ在前10分钟内NH3平均反应速率v(NH3)= ; ②与实验Ⅱ相比,实验Ⅲ采用的实验条件可能为 。 ③K(T1)___K(T2)(填“>”、“=”或“<”)。 ④下图表示随条件改变,平衡体系中氨气体积分数的变化趋势。当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(填序号,下同)__________,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是___________。 (2)常温下NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5 mol·L-1,则反应NH4+(aq)+H2O(l)NH3•H2O(aq)+H+(aq)的化学平衡常数Kh= (保留三位有效数字)。 (3)工业上用NH3消除NO污染。在一定条件下,已知每还原1molNO,放出热量120kJ,请完成下列热化学方程式: NO(g)+ NH3(g)= N2(g)+ (g) ΔH2= 。
(16分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素): (1)装置Ⅰ中,NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液 ①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式 。 ②已知混合液pH随:n()变化关系如下表:
当混合液中时,c(Na+) c(HSO3-)+ 2c(SO32-)(填“>”“=”或“<”) (2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ,写出只生成NO2-的离子方程式 ; (3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。 ①生成的Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出; ②生成S2O42 - 的电极反应式为 ; (4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2- 的浓度为a g·L- 1 ,要使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NO3-,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示)
2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应: C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g); CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。 (1)判断反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分) A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变 C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO) (2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。 ①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母); ②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”) A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂 (3)如(2)题中图甲,平衡时氢气的转化率为________。 (4)工业上可利用如下反应:H2O(g)+CH4(g)CO(g)+3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示:0~4 s内,用CO(g)表示的反应速率为____________。
(14分)尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示。A点的正反应速率v正(CO2)_______B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);氨气的平衡转化率为________________________。(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是 。A.∆H<0, ∆S<0 B.∆H>0, ∆S<0 C.∆H>0, ∆S>0 D.∆H<0, ∆S>0②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是________________A.分离出少量的氨基甲酸铵,反应物的转化率将增大B.平衡时降低体系温度,CO2的体积分数下降C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率③氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1 L0.1 mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下,忽略溶液体积变化),共用去0.052 mol氨基甲酸铵,此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4+ )= ;NH4+ 水解平衡常数值为 。(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电!用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,写出该电池的负极反应式: 。