将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g) +B(g) 2C(g)+2D(g)△H<0,反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
(1)用C表示10s内正反应的平均反应速率为: ;
(2)反应前A的物质的量浓度是: ;
(3)10s末,生成物D的浓度为 ;
(4)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(用“增大”、“减小”或“不变”填空)。
编号 |
改变的条件 |
生成D的速率 |
① |
降低温度 |
|
② |
增大A的浓度 |
|
③ |
使用催化剂 |
|
④ |
恒容下冲入Ne(不参与体系反应) |
|
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= 。
臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
(1)与KI溶液反应生成的两种单质是和.(填分子式)
(2)在水中易分解,一定条件下,的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。已知:的起始浓度为0.0216 。
①增大能加速分解,表明对分解起催化作用的是.
②在30°C、=4.0条件下,的分解速率为 。
③据表中的递变规律,推测在下列条件下分解速率依次增大的顺序为.(填字母代号) . 40°C、="3.0 " b. 10°C、="4.0 " c. 30°C、=7.0
(3) 可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为(填""或""),其电极反应式为.
②若C处通入 ,则极的电极反应式为.
③若C处不通入 ,、处分别收集到L和有L气体(标准情况),则E处收集的气体中 所占的体积分数为.(忽略 的分解)。
(1)氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为:
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)
反应过程中能量变化如图所示:
则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。若已知,破坏1mol化学键需要吸收的热量如下代数式表示:
化学键 |
C—H |
O—H |
C=O |
H—H |
吸收热量(kJ/mol) |
a |
b |
c |
d |
则根据该反应制取1mol H2要吸收或放出热量为 kJ(用含a b c d字母表示)。
(2)某温度下,10L密闭容器中充入1.8mol CH4和3mol H2O(g),发生CH4+2H2O(g) CO2+4H2反应,反应进行到8s时CO2的浓度为0.08mol/L,则:
①前8s以H2O(g)表示的平均反应速率为 ;
②8s时,混合气体中H2的体积分数为 ;
用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气气体,请回答:
(1)实验过程如下图所示,分析判断________段化学反应速率最快,_______段收集的氢气最多。
这段反应速率最快的原因是 。
(2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是
A.蒸馏水 | B.氯化钠固体 | C.氯化钠溶液 | D.浓盐酸 |
(3)除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率?(至少回答一种)
。
将4molA气体和2molB气体在2L的密闭容器中混合,在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)2C(g)若经过2秒后测得C的浓度为0.6mol/L。
则:(1)2s内用B表示的反应速率 。
(2)2s时A的物质的量浓度为 。
(3)2s时B的物质的量为 。
(4)最终C的浓度 (填“能”或“不能”)达到2mol/L。
(6分,每空2分)下图表示的是在800℃时,含有A、B、C三种气体的体系中各物质浓度随时间变化的情况,请回答:
(1)该反应的反应物是 。
(2)该反应的化学方程式是 。
(3)若达到平衡状态的时间为2min,则A物质的平均反应速率为 。
甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g) + H2O (g) =CO(g) + 3H2(g) △H =+206.0 kJ/mol
II:CO (g) + 2H2 (g) = CH3OH (g) △H =—129.0 kJ/mol
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为_______________。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图
假设100 ℃时达到平衡所需的时间为15min,则用H2表示该反应的平均反应速率为_______________。
(3)写出甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:______________。
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
① 写出阳极电极反应式_______________。
② 写出除去甲醇的离子方程式_________________。
甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。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)下列措施中既有利于增大反应速率又有利于提高CO转化率的是_____________。
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 |
B.降低反应温度 |
C.增大体系压强 |
D.使用高效催化剂 |
(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。请回答:
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,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数 K= 。
(3)在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
|
0min |
5min |
10min |
CO |
0.1 |
|
0.05 |
H2 |
0.2 |
|
0.2 |
CH3OH |
0 |
0.04 |
0.05 |
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是 ;且该条件所改变的量是
在化学反应中,能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞,这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能,其单位用kJ•mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应 (填“需要”或“不需要”)环境先提供能量,该反应的△H= (用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式:H2(g)+1/2O2(g) =H2O(g) △H= -241.8kJ•mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ•mol-1,则其逆反应的活化能为 。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(I)相比,活化能 ,单位体积内活化分子的百分数 ,因此反应速率 ,(前面的三个空填“增大”“减小”“不变”)你认为最可能的原因是 。
将等物质的量的A和B,混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应 3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经过4min时,测得D的浓度为0.5 mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,A在4 min末的浓度是___________,B的平均反应速率是______ __,x的值是 。
某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)X的转化率是 ;
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程为 ;
(3)反应从开始至2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ;
(4)当反应进行到第 min,该反应达到平衡。
有一化学反应2AB+D ,B、D起始浓度为0,在四种不同条件下进行。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表,根据下述数据,完成填空:
实验 序号 |
浓度(mol/L) |
时间(min) |
|||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|||
1 |
温度 |
800 ℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800 ℃ |
C2 |
0.60 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
|
3 |
800 ℃ |
C3 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
(1)在实验1,反应在0至40分钟时间内A的平均速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度C2= mol/L,可推测实验2中隐含的条件是
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则达到平衡时v3 v1(填>、=、<=,)800℃时,反应平衡常数= ,且C3= mol/L,可推测实验3中隐含的条件是 。
(4)800℃时,反应B+D 2A当其他条件不变, B、D的起始浓度为0.50 mol/L , A的起始浓度为0,达到平衡时A的浓度为 mol/L, B的转化率= 。
(1)等质量的D216O和H216O所含的质子数之比为______,中子数之比为______;等物质的量的D216O和H216O分别与足量的金属钠反应,放出的氢气的质量比为_____,转移电子数之比为______。
(2)在2L密闭容器中进行如下反应:,5min内NH3的质量增加了
1.7g,则v(NH3)= 。