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(10分)
恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通人体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)
xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态.此时剩余1.2mol B,并测得C的浓度为1
.2mol·L-1。
(1)x=_______________;
(2)物质A的化学反应速率为________;A的转化率与B的转化率之比为_________;
(3)此反应在该温度时的化学平衡常数为_________
(4)保持温度和容积不变,向平衡体系中再充入2mol A和2mol B气体,达到新平衡时B的物质的量为_____________:
恒温恒容下,将2mol A气体和2mol B气体通人体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)
(1)x=_______________;
(2)物质A的化学反应速率为________;A的转化率与B的转化率之比为_________;
(3)此反应在该温度时的化学平衡常数为_________
(4)保持温度和容积不变,向平衡体系中再充入2mol A和2mol B气体,达到新平衡时B的物质的量为_____________:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为
(2)x=
(3)A的转化率与B的转化率之比为
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是
A.压强不再变化 B.气体密度不再变化
C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1
(二)能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H,
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②在300℃时,将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将
A.向正方向移动 B.向逆方向移动 C.处于平衡状态 D.无法判断
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ?mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O,则正极的电极反应式为
(4)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为
(15分)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g)= NH2CO2NH4(s) △H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)= H2O(g) △H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L—1,H2:0.8mol·L—1,CH4:0.8mol·L—1,H2O:1.6mol·L—1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为 。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ,300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是 (填字母)。
A.容器I、II中正反应速率相同
B.容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
![]()
①上述生产过程的能量转化方式是 。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为 ,阴极的电极反应式为 。
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资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ,ΔH=—76.0 kJ·mol-1,该反应中每放出38 kJ热量,转移电子的物质的量为 mol.
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO20.2mol·L—1,H20.8mol·L—1, CH40.8mol·L—1,H2O1.6mol·L—1,起始充CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充人1 mot CO2,和4 molH2,在II中充人1 mol CH4和2 mol H2 O(g) , 300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是 (填字母)。
A.容器I、II中正反应速率相同
B.容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
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①上述生产过程的能量转化方式是
②上述电解反应在温度小于900 0C时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为 ,阴极的电极反应式为
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