10.减少污染、保护环境是全世界最热门的课题.
Ⅰ.CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=-299kJ•mol-1.
(2)图1中能正确反映反应①平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线为Ⅰ (填曲线标记字母),其判断理由是反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数数值及平衡常数的对数lgK随温度升高变小.

(3)在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2.
①P1小于P2(填“大于”或“小于”),其判断理由是相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正移,提升CO的转化率,故P1<P2.
②M、N、Q三点平均速率ν(M)、ν(N)、ν(Q)大小关系为ν(M)<ν(N)<ν(Q).
③M、N、Q三点平衡常数KM、KN、KQ大小关系为KM=KN>KQ.
Ⅱ.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)?2CO(g).平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图3所示.已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数.

(1)完成下列填空:
①650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%.
②T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡不移动(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)
③925℃时,P总=$\frac{1}{96}$MPa,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=0.24 MPa.
Ⅰ.CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
| 化学键 | H-H | C-O | H-O | C-H | |
| E/(kJ•mol-1) | 436 | 343 | 876 | 465 | 413 |
(2)图1中能正确反映反应①平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线为Ⅰ (填曲线标记字母),其判断理由是反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数数值及平衡常数的对数lgK随温度升高变小.
(3)在密闭容器中充有10mol CO与20mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2.
①P1小于P2(填“大于”或“小于”),其判断理由是相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正移,提升CO的转化率,故P1<P2.
②M、N、Q三点平均速率ν(M)、ν(N)、ν(Q)大小关系为ν(M)<ν(N)<ν(Q).
③M、N、Q三点平衡常数KM、KN、KQ大小关系为KM=KN>KQ.
Ⅱ.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)?2CO(g).平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图3所示.已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数.
(1)完成下列填空:
①650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%.
②T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡不移动(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)
③925℃时,P总=$\frac{1}{96}$MPa,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=0.24 MPa.
9.2015年12月杭州多日被雾霾笼罩,有报道称雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上.已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、燃烧源超细颗粒(PM2.5)等有害物质.目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法.
Ⅰ.在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放.已知:
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:4NO2+O2+2H2O═4HNO3.
(2)尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5KJ/mol.
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1,则NO分子中化学键的键能为631.5kJ•mol-1.
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率.如图1表示在其他条件不变时,反应:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线.若催化剂的表面积S1>S2,在图1中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
Ⅱ.还原法.用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H.某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
(1)T1℃时,该反应的平衡常数K=0.56(保留两位小数).
(2)30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是减小CO2的浓度.
(3)若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为 5:3:3,则该反应的△H<0(填“>”、“=”或“<”).
Ⅲ.变废为宝.
(1)CO可用于合成CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),在一定温度压强下(甲醇为气体),在容积为2L的密闭容器中通入0.2molCO与0.4molH2,达平衡时CO的转化率50%,再加入1.0molCO后重新达到平衡,则CO的转化率减小(填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如图2:
①Pt电极上发生的是还原反应(填“氧化”或“还原”).
②写出NiO电极的电极反应式:NO+O2--2e-=NO2.
Ⅰ.在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放.已知:
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:4NO2+O2+2H2O═4HNO3.
(2)尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5KJ/mol.
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1,则NO分子中化学键的键能为631.5kJ•mol-1.
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率.如图1表示在其他条件不变时,反应:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线.若催化剂的表面积S1>S2,在图1中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
Ⅱ.还原法.用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H.某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol•L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 0.100 | 0 | 0 |
| 10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
| 20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
| 50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
(2)30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是减小CO2的浓度.
(3)若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为 5:3:3,则该反应的△H<0(填“>”、“=”或“<”).
Ⅲ.变废为宝.
(1)CO可用于合成CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),在一定温度压强下(甲醇为气体),在容积为2L的密闭容器中通入0.2molCO与0.4molH2,达平衡时CO的转化率50%,再加入1.0molCO后重新达到平衡,则CO的转化率减小(填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如图2:
①Pt电极上发生的是还原反应(填“氧化”或“还原”).
②写出NiO电极的电极反应式:NO+O2--2e-=NO2.
7.已知:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)△H>0
①该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$.
②其平衡常数K与温度T的关系如表:
试判断K1<K2(填写“>”,“=”或“<”).
③若该反应在恒温恒容条件下进行,能说明该反应已达到平衡状态的是bc (填字母).
a.容器内CO2与CO的浓度之比为1:1
b.v(CO2)正=v(CO)逆
c.混合气体的密度保持不变
d.容器内压强保持不变.
①该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$.
②其平衡常数K与温度T的关系如表:
| T/K | 298 | 398 |
| 平衡常数K | K1 | K2 |
③若该反应在恒温恒容条件下进行,能说明该反应已达到平衡状态的是bc (填字母).
a.容器内CO2与CO的浓度之比为1:1
b.v(CO2)正=v(CO)逆
c.混合气体的密度保持不变
d.容器内压强保持不变.
6.只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是( )
| A. | K值不变,平衡一定不移动 | B. | K值变化,平衡一定移动 | ||
| C. | 平衡移动,K值一定变化 | D. | 平衡移动,K值一定不变化 |
3.
为处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏.化学家研究在催化条件下,通过反应CCl4+H2?CHCl3+HCl△H<O,使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3).已知CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃.在密闭容器中,该反应达到平衡后,测得如下数据.
(1)实验1中,10h后反应达到平衡,则从反应开始至达到平衡状态,H2的平均反应速率为
0.06mol•L-1•h-1.在此实验的平衡体系中,再加入0.5mol CCl4和0.5mol HCl,平衡将怎样移动?向右移动 (填“向左移动”、“向右移动”、“不移动”或“无法确定”).
(2)实验2中,x为B(填字母).
A.等于50% B.大于50% C.小于50% D.无法确定
(3)实验3中的y为0.8.
(4)在100℃条件下,能说明反应CCl4+H2?CHCl3+HCl△H<O达到平衡状态的是D(填字母).
A.压强不再变化
B.生成HCl的速率和消耗H2的速率相等
C.混合气体的密度不变
D.H2的质量不再变化
(5)用电解法处理高浓度重铬酸钠废水具有效果稳定可靠,操作管理
简单,设备占地面积小,废水中的重金属离子也能通过电解有所降
低等优点,其原理是铁作电极,在酸性条件下,将Cr6+还原为Cr3+,
其装置示意图如图所示.
①若以甲醚燃料电池为直流电源(电解质溶液为KOH溶液),则燃料电池中b极应通入甲醚,a极的电极反应为13O2+52e-=26O2-.
②能否用铜作电解重铬酸钠废水的电极?不能(填“能”或“不能”),理由是铜做阳极时铜失电子为铜离子,铜离子不能与+6价铬发生氧化还原反应反应得到+3价铬
③除去重铬酸根离子的离子反应是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
| 实验序号 | 温度℃ | 初始CCl4浓度(mol•L-1) | 初始H2浓度(mol•L-1) | CCl4的转化率 |
| 1 | 110 | 1 | 1 | 50% |
| 2 | 100 | 1 | 1 | x |
| 3 | 110 | 0.8 | y | 60% |
0.06mol•L-1•h-1.在此实验的平衡体系中,再加入0.5mol CCl4和0.5mol HCl,平衡将怎样移动?向右移动 (填“向左移动”、“向右移动”、“不移动”或“无法确定”).
(2)实验2中,x为B(填字母).
A.等于50% B.大于50% C.小于50% D.无法确定
(3)实验3中的y为0.8.
(4)在100℃条件下,能说明反应CCl4+H2?CHCl3+HCl△H<O达到平衡状态的是D(填字母).
A.压强不再变化
B.生成HCl的速率和消耗H2的速率相等
C.混合气体的密度不变
D.H2的质量不再变化
(5)用电解法处理高浓度重铬酸钠废水具有效果稳定可靠,操作管理
简单,设备占地面积小,废水中的重金属离子也能通过电解有所降
低等优点,其原理是铁作电极,在酸性条件下,将Cr6+还原为Cr3+,
其装置示意图如图所示.
①若以甲醚燃料电池为直流电源(电解质溶液为KOH溶液),则燃料电池中b极应通入甲醚,a极的电极反应为13O2+52e-=26O2-.
②能否用铜作电解重铬酸钠废水的电极?不能(填“能”或“不能”),理由是铜做阳极时铜失电子为铜离子,铜离子不能与+6价铬发生氧化还原反应反应得到+3价铬
③除去重铬酸根离子的离子反应是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
2.化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果.下列对图象的描述正确的是( )
0 153724 153732 153738 153742 153748 153750 153754 153760 153762 153768 153774 153778 153780 153784 153790 153792 153798 153802 153804 153808 153810 153814 153816 153818 153819 153820 153822 153823 153824 153826 153828 153832 153834 153838 153840 153844 153850 153852 153858 153862 153864 153868 153874 153880 153882 153888 153892 153894 153900 153904 153910 153918 203614
| A. | 根据图可判断可逆反应A2(g)+3B2(g)?2AB3(g),正反应是吸热反应 | |
| B. | 如图表示压强对反应2A(g)+2B(g)?3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大 | |
| C. | 图可表示乙酸溶液中通入氨气至过量的过程中溶液导电性的变化 | |
| D. | 根据图可知,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入CuO,调节pH在4~5之间即可 |