题目内容

煤化工常常需要研究不同温度F的平衡常数、投料比及热值等问题。已知反应
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表
试回答下列问题：
(1)上述正向反应的△H____0（填“>”或“<”）。
(2)若在800℃时进行上述反应，各物质以不同的物质的量（单位：mol）组合分别投入恒容反应器，则向正反应方向移动的有_______（填字母编号）。
(3)若在500℃时进行上述反应，CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L，则在该条件下，CO的最大转化率为________。
(4)常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5. 60，c(H2CO3)=1.5×10-5 mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=___________。
(已知：10-5.60= 2.5×10-6)
(1)<
(2)BCE
(3)75%
(4)4.2×10-7
练习册系列答案
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实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择．化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求．如图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

（1）该产业链中属于高中阶段常见的在低温下能自发进行的反应是：
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3

（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：
K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
它所对应的化学反应为：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）

（3）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g）?2CO（g）平衡常数K1；
CO（g）+H2O（g ）?H2（g）+CO2（g）平衡常数K2；
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）  平衡常数K3；
则K1、K2、K3之间的关系是：
K3=K1×K2
K3=K1×K2
．
（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：
75%
75%
．
（5）从图1看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的结构式分别是和．实验测得N-N键键能为167kJ?mol-1，NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1．请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
．对反应N2O4（g）?2NO2（g），在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是
D
D
．
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（6）0.2mol/L的NaOH与0.4mol/L的上述产业链中一产品化肥硝酸铵溶液等体积混合后，溶液中所有分子和离子（ 除水和氨分子外）等微粒从大到小的顺序是
c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3?H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3?H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
．
（7）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
．
如图1是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？
可以
可以
．
（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=
C(H2)C(CO)
C(H2O)
，它所对应的化学反应为：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；
．
（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
C（s）+CO2（g）?2CO（g），K1
CO（g）+H2O（g?H2（g）+CO2（g），K2
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），K3
则K1、K2、K3之间的关系是：
K3=K1×K2
K3=K1×K2
．
（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
该反应的正反应方向是
放热
放热
反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：
75%
75%
．
（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等．已知NO2和N2O4的结构式分别是和．已知N-N键键能为167kJ?mol-1，NO2中氮氧键的键能为466kJ?mol-1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ?mol-1．请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
．对反应N2O4（g）?2NO2（g），在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是
D
D
．
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；
．
试运用所学知识，解决下列问题：
（1）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/°C 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol?L-1，在该条件下，CO的平衡转化率为
75%
75%
．
（2）在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间/s 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①n3
=
=
n4（填“＞”或“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为
2.8
2.8
；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是
0.1
0.1
mol?L-1，假设在80s时达到平衡，请在右图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线．
（3）以甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的正极反应式
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：

⑴已知某反应的平衡表达式为：

它所对应的化学反应方程式为：

⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）；ΔH=－90.8kJ·mol

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=－23.5kJ·mol

③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）；ΔH=－41.3kJ·mol

总反应：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=__________

(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

 

该反应的正反应方向是反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：。

(4)从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。

对反应:N2O4（g）2NO2（g）△H>0，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。

A．A、C两点的反应速率：A＞C

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

E．A、C两点的化学平衡常数：A＞C

(5)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=－49.0kJ·mol－1。现在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是

 

 

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