工业制硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤.
(1)某温度下,SO2(g)+
12
O2(g)?SO3(g);△H=-98kJ?mol-1.开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2(g)和10.0molO2(g),当反应达到平衡时共放出热量196kJ,该温度下平衡常数K=
3.33
3.33

(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),达平衡后改变下述条件,SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是
AD
AD
(填字母).
A.保持温度和容器不变,充入2molSO3
B.保持温度和容器体积不变,充入2molN2
C.保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3
D.移动活塞压缩气体
E.升高温度
(3)下列关于2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)反应的图象中,不正确的是
C
C


(4)同学们学习了电化学知识后大家提出,可以用电解的方法来生产硫酸,可避免产生酸雨,污染环境.于是大家设计了一个以铂为电极,两极分别通入SO2和空气,酸性电解液来实现电解生产硫酸.
①阳极的电极反应为
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

②若电解液为2L 0.025mol?L-1的硫酸溶液,当电解过程共转移了0.1mol电子时,理论上消耗SO2的体积为(标准状况)为
1.12L
1.12L
,此溶液的pH=
1
1
 (忽略溶液体积变化).
③设计此实验的想法得到了老师的充分肯定,但与工业上生产硫酸相比还是有很多不足,请对此实验进行合理的评价
耗费大量的电能,不经济,产率低,不能大规模生成
耗费大量的电能,不经济,产率低,不能大规模生成
(写出一点即可).
以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1
①该反应在高温下
自发进行(填“能”或“不能”)
②恒温下,在容积不变的密闭容器中,进行如上可逆反应.一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是:
D
D

Ⅰ混合气体的密度;Ⅱ容器内气体的压强;Ⅲ混合气体的总物质的量,ⅣCO物质的量浓度
A.只有Ⅳ.
B只有Ⅰ和Ⅳ
C.只有Ⅱ和Ⅲ
D.只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
(2)水煤气再进一步反应可制取氢气.反应为H2O(g)+CO(g)?H2(g)+CO2(g),某温度下该反应的平衡常数K=4/9.该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中,只投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度下表所示.下列判断不正确的是
C
C

起始浓度
c(H2)/mol/L  0.010 0.020 0.020
c(CO2)/mol/L  0.010 0.010 0.020
A.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应最慢
B.平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中的c(CO2)是甲中的2倍,是0.102mol/L
D.平衡时,乙中的CO2的转化率大于60%
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,冲入1molCO2和3molH2
①下列措施中能使平衡混合物中c(CH3OH))增大的是
CD
CD

A.升高温度
B.冲入He(g)使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再冲入1molCO2和3molH2
②在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82mol,则得T1
T2(填“>”、“<”或“=”)
(4)在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇(常温下为液体).CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.5kJ/mol
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9kJ/mol

②该转化的积极意义是
可降低温室效应和弥补资源短缺
可降低温室效应和弥补资源短缺

有人提出,可以设计反应CO2=C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO2对环境的影响.请你判断是否可行并说出理由:
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,所以不能自发进行
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,所以不能自发进行
(2011?江西二模)已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,这是目前普遍使用的人工固氮的方法.请回答下列问题:
(1)450℃时,往一个2L的密闭容器中充入2.6mol H2和1mol N2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min 5 10 15 20 25 30
c(NH3)/mol?L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①5min内,消耗N2的平均反应速率为
0.008mol.L-1
0.008mol.L-1
,此条件下该反应的化学平衡常数K=
0.1(L/mol)2
0.1(L/mol)2
;反应达到平衡后,若往平衡体系中加入H2、N2和NH3各2mol,此时该反应的v(N2
v(N2(填写“>”、“=”或“<”=).
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
CE
CE
(填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
B.v(N2=3v(H2         C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变      E.容器内混合气体的平均分子量不变
③若改变某一条件,达新平衡时n(H2)=1.60mol,下列说法正确的是
BD
BD

A.平衡一定正向移动            B.可能是向容器中加入了一定量的H2气体
C.可能是降低了容器的温度      D.可能是缩小了容器的体积
(2)450℃时,在另一密闭容器中进行上述合成氨的反应,各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示:
N2 H2 NH3
起始浓度(mol/L) 0.2 0.3 0.2
平衡浓度(mol/L) a b c
请回答:
①各物质的平衡浓度可能是
B
B

A.c=0.5mol/L   B.b=0.5mol/L     C.c=0.4mol/L   D.a=0.3mol/L
②a的取值范围是:
0.1<a<0.3
0.1<a<0.3

③请用数学表达式表示下列量之间的关系:
(I)a与b的关系:
3a=b+0.3
3a=b+0.3

(Ⅱ)a、b、c的关系:
c2/(a×b3)=0.1
c2/(a×b3)=0.1

(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水可发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),此反应的△S
0(填“>”、“<”或“=”),△H=
+1530kJ/mol
+1530kJ/mol
.(已知:H2的燃烧热为285.8kJ/mol)
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳循环正成为科学家研究的主要课题.
Ⅰ.最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.该构想技术流程如下:
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(1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是
 

(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
 

Ⅱ.一氧化碳与氢气也可以合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.
(1)某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡,测得c(H2)=2.2mol?L-1,则CO的转化率为
 

(2)T1℃时,此反应的平衡常数为K(T1)=50.此温度下,在一个2L的密闭容器中加入一定量CO和H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 H2 CO CH3OH
浓度/(mol?L-1 0.2 0.2 0.4
①比较此时正、逆反应速率的大小:v
 
v值(填“>”、“<”或“=”).
②若其他条件不变时,只改变反应的某一个条件,下列说法正确的是
 

A.若达到新平衡时c(CO)=0.3mol/L,平衡一定逆向移动
B.若将容器体积缩小到原来的一半,达到新平衡时,0.2mol/L<c(CO)<0.4mol/L
C.若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH(g),平衡不移动
D.若升高温度,平衡常数将增大
Ⅲ.CO2和SO2的处理是许多科学家都在着力研究的重点.有学者想以如图所示装置用燃料电池原理将CO2、SO2转化为重要的化工原料.
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(1)若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,电池总反应式为CO2+3H2=CH3OH+H2O,则正极反应式为
 

(2)若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极反应式为
 

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