题目内容
【题目】一定条件下,0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),下列示意图合理的是
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】
A.由于在该可逆反应中,X、Y、Z的物质的量的比是1:3:2,所以每反应消耗1mol的X,就会产生2mol的Z,经过一段时间后达到平衡,但是平衡后X、Z两种物质的物质的量不一定相等, A错误;
B .因为反应是从正反应方向开始的,所以V正逐渐减小,V逆逐渐增大,经过一段时间后反应达到平衡,此时用同一物质表示的正反应和逆反应的化学反应速率相同,而用不同物质表示正逆反应速率时由于二者的方程式的系数不同,所以V正=V逆时反应没有达到不是平衡状态,B错误;
C.因为在方程式中Y、Z的系数是3:2,所以经过相同的时间达到平衡时二者改变的物质的量的浓度比是3:2,但是题图给出的是1:1,不符合题意,C错误;
D.可逆反应是气体体积减小的反应,随反应的进行平衡时X的体积分数保持不变,Z逐渐增大至平衡后不变,D正确;
答案选D。
【题目】氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题。(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
②第Ⅱ步反应为可逆反应。800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol·L-1,则CO的平衡转化率为__________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B元素的化合价不变,该反应的化学方程式为___________________,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为_______。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=____________________(用含a、b的关系式表达)。
(4)一定条件下,如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成)。
①实现有机物储氢的电极是________;
A.正极 | B.负极 | C.阴极 | D.阳极 |
其电极反应方程为:________________________。
②该储氢装置的电流效率η明显小于100%,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是_________。由表中数据可知,此装置的电流效率η=______________。[η=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%,计算结果保留小数点后1位]。
【题目】氮的化合物既是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3 催化还原法:原理如图所示
①若烟气中 c(NO2):c(NO)=1∶1,发生如图甲所示的脱氮反应时,反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为___________。
②图乙是在一定时间内,使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_________;使用 Mn 作催化剂时,脱氮率 b~a 段呈现如图变化的可能原因是__________。
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为__________。
(Ⅱ)氨是重要的化工原料,工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。
(2)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g) H=-56.9kJmol-1,测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0~20min时,v(N2O4)=____________。
②已知该反应v正(NO2)=k1c2(NO2),v逆(N2O4)=k2c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,=_________;改变温度至T1时,k1=k