题目内容
.(16分)Ⅰ.已知下列反应的热化学方程式为:
(1) C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 =" -393.5" kJ/mol
(2) CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) △H2 =" -870.3" kJ/mol
(3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H3 =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l) △H4 = 。
Ⅱ.在某温度下,物质(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应:
(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。
(1)向1L正庚烷中加入0.50mol(t-BuNO)2,10min时反应达平衡,此时(t-BuNO)2的平衡转化率为60%(假设反应过程中溶液体积始终为1L)。反应在前10min内的平均速率为ν(t-BuNO)= 。列式计算上述反应的平衡常数K = 。
(2)有关反应:(t-BuNO)22(t-BuNO) 的叙述正确的是( )
A.压强越大,反应物的转化率越大 B.温度升高,该平衡一定向右移动
C.溶剂不同,平衡常数K值不同
(3)通过比色分析得到40℃时(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示,请在同一图中绘出(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化曲线。
时间(min) | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 |
c(t-BuNO)2 mol/L | 0.05 | 0.03 | 0.01 | 0.005 | 0.003 | 0.002 | 0.002 |
c(t-BuNO) mol/L | 0 | 0.04 | 0.08 | 0.07 | 0.094 | 0.096 | 0.096 |
31.(16分)Ⅰ.-488.3kJ/mol (3分,没写单位扣1分)
Ⅱ.(1)ν(t-BuNO)=0.06mol?L-1?min-1 (2分,没写或写错单位扣1分)
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)22(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1) 0.5 0
转化浓度(mol?L-1) 0.5×60% 0.5×60%×2 (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1) 0.5×(1-60%) 0.5×60%×2
(或只写这个也2分) K===1.8(2分)
(2)C (2分)
(3)(2分,每条线1分,提示t-BuNO在第5min的数据
要处理掉)
Ⅲ.CH3OH + 8OH- -6 e-= CO32- + 6H2O(2分) 4(2分)
解析试题分析:Ⅰ.根据盖斯定律,目标方程式可由已知方程式=(1)×2+ (3) -(2),所以△H4 =2△H1+△H3-△H2 =-488.3kJ/mol。
II.(1)此题中正庚烷和CCl4均是溶剂,不参加反应,因此根据反应的方程式就可以列式计算反应的平均反应速率和平衡常数K如下:
解:当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol?L-1时,实验测得平衡转化率(α)是60%,
则(t-BuNO)22(t-BuNO)
开始浓度(mol?L-1) 0.5 0
转化浓度(mol?L-1) 0.5×60% 0.5×60%×2 (过程1分)
平衡浓度(mol?L-1) 0.5×(1-60%) 0.5×60%×2
ν(t-BuNO)=△C(t-BuNO)/ △t=0.5 mol?L-1×60% ×2/10min=0.06mol?L-1?min-1
K===1.8(2分)
(2)该反应是在溶液中进行的,没有气体参加反应,因此压强不能够改变反应的平衡,A错误;该反应没有告诉焓变的大小,因此不能判断反应是吸热还是放热,因此升高温度不能确定平衡移动方向,B错误;而根据(1)中算得的相同温度下在正庚烷作溶剂的溶液中反应的K的大小为1.8,大于CCl4作溶剂时的K值1.4,因此能够说明该反应在不同溶剂的作用下,平衡常数值不同,故选C。
(3)表中给出的是不同时刻可逆反应的反应物和生成物的浓度大小,根据经验判断,随着反应的进行,反应物不断减少,生成物倍数关系增加,,各物质的量增加慢慢趋于平缓,最终达到平衡,量保持不变。因此把表中的数据全部带入时,会发现5min的点明显跟反应的趋势存在较大差异,因此该时刻的数据不能使用,应舍弃。所以作出的图像如图。
Ⅲ.甲醇做碱性燃料电池时,甲醇在负极发生失电子的反应并且和碱反应生成了CO32-,因此电极反应式为:CH3OH + 8OH- -6 e-= CO32- + 6H2O。通空气的一端为正极,氧气得到电子被还原,一个O2分子得到4个电子,因此32g氧气反应应该转移4mol电子。
考点:本题考查的是
硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
(1)一定条件下,SO2与空气反应10 min后,SO2和SO3物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L,则SO2起始物质的量浓度为______;生成SO3的化学反应速率为______。
(2)若改变外界条件,发生SO2与空气反应生成SO3,使10 min内的用O2表示的反应速率为0.15mol/(L·min),则改变的条件可能是_______________。
A.压缩体积,增大压强 | B.降低温度 | C.充入大量的氮气 | D.仅增加SO2的浓度 |
(14分)工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等,是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
(1)大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。
(2)已知2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H=-196kJ/mol,提高反应中SO2的转化率,是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时,在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,5 min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,则υ(O2)=____________。
②在①的条件下,判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 | B.容器内气体的压强不变 |
C.容器内混合气体的密度保持不变 | D.SO3的物质的量不再变化 |
③若反应初始时,在容器中加入1.5 mol SO2和0.8 mol O2,则平衡后二氧化硫的转化率 氧气的转化率(填大于、小于或等于)。
(3)烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
①图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)_______极,C口流出的物质是_______。
②SO32-放电的电极反应式为_____________________________________。
③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3,则阴极区变化的质量为_______g(假设该过程中所有液体进出口密闭)。
(16分)在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 molA和0.6 molB,在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g)2C(s)+3D(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
⑴该反应的平衡常数表达式K= ,ΔH 0(填“>”或“<”)。
⑵1000 ℃时,4 min后达到平衡.求4 min内D的平均反应速率v(D)= ,B的平衡转化率为 ,平衡时B的体积分数 。
⑶欲提高⑵中B的平衡转化率,可采取的措施是
A.减少C的量 B.增加A的量 C.移出部分D
D.降低反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
⑷1000 ℃时, 在一容积为2 L的密闭容器内加入XmolC和0.6 molD,5 min后达到平衡,B的浓度与⑵中B的浓度相同,求X的范围
⑸下列说法中能说明反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而变 B.B的速率不随时间的变化而变化
C.c(B)︰c(D)=1︰1 D.混合气体的密度保持不变(M(B)≠M(D))
2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霆天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾履形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为;2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是____。
A.在单位时问内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有_____、____。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应原理为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol。
①该反应在___下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2C03溶液吸收,该反应的离子方程式为____。(已知:H2S: Ka1=9.1×10-8;Ka2=1.1×10-12。H2CO3:Ka1=4.30×10-7;Ka2=5.61×10-11)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1条件下平衡常数K=______(保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是______。
③该反应的△H ______0(填“<”或“>”);若在9000C时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO,5mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时υ正______υ逆(填“<”,“>”,“=”)。