题目内容

汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0。

起始物质的量



n(H2O)/mol
0.10
0.20
0.20
n(CO)/mol
0.10
0.10
0.20
 
(1)该反应的平衡常数表达式为                                
(2)平衡时,甲容器中CO的转化率是       。比较下列容器中CO的转化率:乙       甲;丙       甲(填“>”、“=”或“<”)。
(3)丙容器中,若要通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,则温度需要降低才能达到,则降温后的平衡常数K     (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(1)K=   (2)50%       >    =  (3)增大

解析试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)可知,该反应的平衡常数表达式为:K═
(2)设甲容器中CO消耗的物质的量为x
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始量(mol)0.1     0.1      0       0
变化量(mol)x      x        x       x
平衡量(mol)0.1-x   0.1-x     x       x
则K==1
解得x=0.5,所以甲容器中CO的转化率=×100%=50%;
根据投料情况知道,乙相当于在甲的基础上增加了水蒸气的投料,所以会使得一氧化碳的转化率增大,丙装置投料是甲装置的2倍,对于化学反应前后系数和不变的反应来说,建立的平衡是等效的,所以两种情况下,转化率是相等的。
③丙容器中,通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,需要使化学平衡向着正向移动,由于该反应为放热反应,要增大一氧化碳的转化率,应该降低温度;由于平衡向着正向移动,反应物浓度减小,生成物浓度增大,则该反应的化学平衡常数增大。
考点:考查化学反应速率和化学平衡移动的影响因素以及有关化学平衡的转化率、平衡常数的计算等

练习册系列答案
相关题目

(14分)甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。
(1)利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后可将H2与CO2转化为甲醇。已知:
光催化制氢:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)  ΔH=+571.5 kJ/mol   ①
H2与CO2耦合反应:3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)  ΔH=-137.8 kJ/mol   ②
则反应:2H2O(l)+CO2(g) = CH3OH(l)+3/2O2(g)的ΔH=     kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有     (填字母)。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离,并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
(2)工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下(有关数据均为在298 K时测定):
反应I:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)  ΔH1=+92.09kJ/mol,K1=3.92×10-11
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)  ΔH2=-149.73 kJ/mol,K2=4.35×1029
①从原子利用率看,反应     (填“I”或“II”。下同)制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看,反应   制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK(平衡常数的对数值)随温度T的变化。图中曲线(1)表示的是反应     

(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下将NH4氧化为NO3(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O +2H+;2HNO2 +O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中,1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为     g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式:     
(4)甲醇燃料电池的工作原理如图所示,则该电池负极的电极反应式为   

(16分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)  H=-1266.8kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g)  H=180.5kJ·mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式                   
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。则原电解质溶液显   (填“酸性”、“中性”或“碱性”),负极的电极反应式为          
(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:

①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是          
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是   (填字母序号);
a.增大压强    b.使用合适的催化剂
c.升高温度    d.及时分离出产物中的NH3
③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻该反应的v(N2)   v(N2)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)①25oC时,将amol·L-1的氨水与0.1mol·L-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=      
②向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是         (填字母序号)。
a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)    b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)    d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)

大气中可吸入颗粒物PM2.5主要来源为燃煤、机动车尾气等。
(1)若取某PM2.5样本,用蒸馏水处理,测得溶液中含有的离子有:K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-,则该溶液为       (填“酸性”或“碱性”)溶液,其原因用离子方程式解释是:        
(2)“洗涤”燃煤烟气可减轻PM2.5中SO2的危害,下列可适用于吸收SO2的试剂有      
A.CaCl2溶液     B.氨水     C.Ca(OH)2悬浊液     D.浓H2SO4
(3)煤烟气中的氮氧化物可用CH4催化还原成无害物质。若常温下,1molNO2与CH4反应,放出477.5kJ热量,该反应的热化学方程式是            。
(4)安装汽车尾气催化转化器也可减轻PM2.5的危害,其反应是:
2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g);△H<0。
①该反应平衡常数表达式K=         ;温度升高K值       (填“增大”或“减小” )
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是         

(5)使用锂离子电池为动力汽车,可减少有害气体的排放。锰酸锂离子蓄电池的反应式为:
     Li1-xMnO4 + LixC LiMnO4 + C
下列有关说法正确的是          
A.充电时电池内部Li向正极移动
B.放电过程中,电能转化为化学能
C.放电时电池的正极反应式为:Li1-xMnO4+xe+xLi=LiMnO4
D.充电时电池的正极应与外接电源的负极相连

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网