把6 molA气体和5 molB气体混合放入4L恒容密闭容器中。在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),经过5 min后达到化学平衡,此时生成2 molC。又知在此时D的平均速率为0.15 mol·L-1·min-1。求:(1)平衡时A的物质的量浓度; (2) B的转化率;(3) x的值。(要求写出计算过程)
【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<0B.∆H>0, ∆S<0 C.∆H>0, ∆S>0D.∆H<0, ∆S>0 ②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:。
脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。 (1)热解气还原法。已知CO还原SO2生成S(g)和CO2过程中,每转移1mol电子需吸收2.0 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为。 (2)离子膜电解法。利用硫酸钠溶液吸收SO2,再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出,经过滤分离硫磺后,可循环吸收利用,装置如图1所示,则阴极的电极反应式为,阳极产生气体的化学式为。 (3)氧化锌吸收法。配制ZnO悬浊液(含少量MgO、CaO),在吸收塔中封闭循环脱硫,发生的主要反应为ZnO+SO2 = ZnSO3(s),测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图2所示。 ①该反应常温能自发进行的原因是。 ②纯ZnO的悬浮液pH约为6.8,结合图2和图3,下列说法正确的是。 A.向ZnSO3与水混合体系中加稀硫酸,硫元素会以SO2形式逸出 B.pH-t曲线ab段发生的主要反应为ZnO+SO2=ZnSO3 C.pH-t曲线cd段发生的主要反应为ZnSO3+SO2+H2O =" Zn" (HSO3)2 D.pH=7时,溶液中c(SO32-) = c(HSO3-) ③为提高SO2的吸收效率η,可采取的措施为。 A.增大悬浊液中ZnO的量 B.适当提高单位时间内烟气的循环次数 C.调节溶液的pH至6.0以下