11.氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-l C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-l
2C(s)+O 2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-l
请写出NO和CO反应的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1.
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g).某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:
①反应开始时体系压强为P0,第3.00min时体系压强为p1,则p1:p0=1.975;2.00min~5.00min内,O2的平均反应速率为0.055mol•L-1•min-1.
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是a.
a.容器中压强不再变化 b.NO2和O2的体积比保持不变
c.2υ正(NO2)=υ逆(N2O5) d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)?2NO2(g)△H=QkJ•mol-l.将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图1所示.

如图1中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为200kPa,该温度下反应的平衡常数Kp=213.3KPa(小数点后保留一位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)将固体氢氧化钠投入0.1mol/L的HN3(氢叠氮酸)溶液当中,溶液的体积1L(溶液体积变化忽略不计)溶液的pH变化如图2所示,HN3的电离平衡常数K=1×10-5,B点时溶液的pH=7,计算B点时加入溶液的氢氧化钠的物质的量0.099mol.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-l C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-l
2C(s)+O 2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-l
请写出NO和CO反应的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1.
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g).某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:
| t/min | 0.00 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
| c(N2O5)/(mol•L-1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是a.
a.容器中压强不再变化 b.NO2和O2的体积比保持不变
c.2υ正(NO2)=υ逆(N2O5) d.气体的平均相对分子质量为43.2,且保持不变
(3)N2O4与NO2之间存在反应:N2O4(g)?2NO2(g)△H=QkJ•mol-l.将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如图1所示.
如图1中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为200kPa,该温度下反应的平衡常数Kp=213.3KPa(小数点后保留一位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)将固体氢氧化钠投入0.1mol/L的HN3(氢叠氮酸)溶液当中,溶液的体积1L(溶液体积变化忽略不计)溶液的pH变化如图2所示,HN3的电离平衡常数K=1×10-5,B点时溶液的pH=7,计算B点时加入溶液的氢氧化钠的物质的量0.099mol.
10.
钨酸钙是非常重要的化学原料,主要用于生产钨铁、钨丝及钨合金等钨制品.在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙.发生反应:
Ⅰ.WO42ˉ(aq)+Ca(OH)2(s)?CaWO4(s)+2OHˉ(aq) K1
已知:反应Ⅰ的平衡常数K1理论值如下表
请回答下列问题:
(1)判断反应Ⅰ的△S>0、△H>0(填“>”、“=”或“<”),在较高(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行.
(2)氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,溶解度均随温度升高而减小.它们在水中存在如下沉淀溶解平衡:
Ⅱ.CaWO4(s)?Ca2+(aq)+WO42ˉ(aq) K2
Ⅲ.Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OHˉ(aq) K3
①根据反应Ⅰ~Ⅲ,可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K1=K1=$\frac{{K}_{3}}{{K}_{2}}$(用K2、K3表示).
②根据反应Ⅱ,图为不同温度下CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.则T1<T2(填“>”“=”或“<”).T1时,向0.5mol•Lˉ1钨酸钠的碱性溶液中,加入适量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42ˉ的转化率为60%,此时溶液中c(Ca2+)=5×10ˉ10mol•Lˉ1.(假设反应前后体积不变)
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量的某种酸性物质,有利于提高WO42ˉ的转化率.反应后过滤,再向滤液中通CO2,进一步处理得到Na2CO3.
①在反应混合液中不直接通入CO2,其理由是碱性条件下CO2与Ca2+生成难溶物CaCO3,降低WO42ˉ的转化率;
②用平衡移动原理解释添加酸性物质的理由加入酸性物质与OHˉ反应,使溶液中OHˉ浓度减小,平衡向生成CaWO4的方向移动.
Ⅰ.WO42ˉ(aq)+Ca(OH)2(s)?CaWO4(s)+2OHˉ(aq) K1
已知:反应Ⅰ的平衡常数K1理论值如下表
| 温度/℃ | 25 | 50 | 90 | 100 |
| K1 | 79.96 | 208.06 | 222.88 | 258.05 |
(1)判断反应Ⅰ的△S>0、△H>0(填“>”、“=”或“<”),在较高(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行.
(2)氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,溶解度均随温度升高而减小.它们在水中存在如下沉淀溶解平衡:
Ⅱ.CaWO4(s)?Ca2+(aq)+WO42ˉ(aq) K2
Ⅲ.Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OHˉ(aq) K3
①根据反应Ⅰ~Ⅲ,可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K1=K1=$\frac{{K}_{3}}{{K}_{2}}$(用K2、K3表示).
②根据反应Ⅱ,图为不同温度下CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.则T1<T2(填“>”“=”或“<”).T1时,向0.5mol•Lˉ1钨酸钠的碱性溶液中,加入适量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42ˉ的转化率为60%,此时溶液中c(Ca2+)=5×10ˉ10mol•Lˉ1.(假设反应前后体积不变)
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量的某种酸性物质,有利于提高WO42ˉ的转化率.反应后过滤,再向滤液中通CO2,进一步处理得到Na2CO3.
①在反应混合液中不直接通入CO2,其理由是碱性条件下CO2与Ca2+生成难溶物CaCO3,降低WO42ˉ的转化率;
②用平衡移动原理解释添加酸性物质的理由加入酸性物质与OHˉ反应,使溶液中OHˉ浓度减小,平衡向生成CaWO4的方向移动.
7.氨是生产硝酸、尿素等物质的重要原料,工业合成氨是最重要的化工生产之一.
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法.已知:2NO(g)+3H2(g)?2NH3(g)+O2(g)△H1=-272.9 kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-483.6kJ•mol-1,则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-905.0 kJ/mol.
(2)恒容密闭容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H4=-92.4 kJ•mol-1,其化学平衡常数(K)与温度的关系如表:
K1> (填“>”或“<”)K2,其判断理由是反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小.
(3)向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2进行氨的合成,一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示.下列说法正确的是AB(填字母).
A.由图1可知增大体系压强(p),有利于增大氨气在混合气体中的体积分数
B.若图1中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率
D.当3v正(H2)=2v逆(NH3)时,反应达到平衡状态
当温度为T、氨气的体积分数为25%时,N2的转化率为50%.
(4)电化学法是合成氨的一种新方法,其原理如图2所示,通入H2的一极为阳极(填“阴极”或“阳极”),阴极得电极反应式是N2+6H++6e-=2NH3.

(5)氨碳比[$\frac{n(N{H}_{3})}{C{O}_{2}}$]对合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影响,T℃时,在一体积为2L地 恒容密闭容器中,将物质的量之和为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图3所示,a,b分别表示CO2或NH3的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数,$\frac{n(N{H}_{3})}{C{O}_{2}}$=2时,尿素的产量最大;该条件下反应的平衡常数K=40.
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法.已知:2NO(g)+3H2(g)?2NH3(g)+O2(g)△H1=-272.9 kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-483.6kJ•mol-1,则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-905.0 kJ/mol.
(2)恒容密闭容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H4=-92.4 kJ•mol-1,其化学平衡常数(K)与温度的关系如表:
温度/K | 298 | 398 | 498 | … |
| 平衡常数(K) | 4.1×105 | K1 | K2 | … |
(3)向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2进行氨的合成,一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示.下列说法正确的是AB(填字母).
A.由图1可知增大体系压强(p),有利于增大氨气在混合气体中的体积分数
B.若图1中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率
D.当3v正(H2)=2v逆(NH3)时,反应达到平衡状态
当温度为T、氨气的体积分数为25%时,N2的转化率为50%.
(4)电化学法是合成氨的一种新方法,其原理如图2所示,通入H2的一极为阳极(填“阴极”或“阳极”),阴极得电极反应式是N2+6H++6e-=2NH3.
(5)氨碳比[$\frac{n(N{H}_{3})}{C{O}_{2}}$]对合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影响,T℃时,在一体积为2L地 恒容密闭容器中,将物质的量之和为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图3所示,a,b分别表示CO2或NH3的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数,$\frac{n(N{H}_{3})}{C{O}_{2}}$=2时,尿素的产量最大;该条件下反应的平衡常数K=40.
6.
臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)十O2(g)△H.不同温度下,在三个容器中发生上述反应,相关信息如表及图所示:
下列说法正确的是( )
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 容积/L | 1 | 1 | 2 |
| 反应物 | |||
| 起始量 | 2mol NO2 | ||
| 1mol O3 | 2mol NO2 | ||
| 1mol O3 | 2mol N2O5 | ||
| 1mol O2 | |||
| 温度/K | T1 | T2 | T2 |
| A. | 0~10 min内甲容器中反应的平均速率:v(NO2)=0.02 mol•L-1•min-1 | |
| B. | T1<T2,△H>0 | |
| C. | 平衡时N2O5浓度:c乙(N2O5)>c丙(N2O5) | |
| D. | T1K时,若起始时向容器甲中充入2 mol NO2、1 mol O3、2 mol N2O5和2 mol O2,则脱硝反应达到平衡前,v(正)<v(逆) |
4.增强环保意识.爱护环境是每个公民的职责.利用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义.请回答下列问题:
(1)溶于海水的CO2有4种存在形式.其中HCO3-占95%,除上述两种形式外,碳的存在形式还有H2CO3、CO32- (填微粒符号);利用图1装置进行的实验中,a室的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=2H2O+O2↑.

(2)下列为合成甲醇的有关化学方程式
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为5.0.
(3)一定条件下,甲醇可同时发生:
A.2CH3OH(g)═CH3OCH3+H2O(g)
B.2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g).
上述反应过程中能量变化如图2所示:
①写出反应速率较大的序号并说明原因A;该反应的活化能较小,在相同条件下反应速率较大.
②若在容器中加入催化剂,则E2-E1将不变〔填“变大”、“不变”或“变小”〕.
(4)一定温度时,容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,发生反应2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90kJ/mol,测得达平衡时的有关数据如下表:
①表中数据存在的关系为:|Q1|+|Q2|=90(填>、=或<,下同).2c2<c3.
②在温度不变、恒容条件下,该反应的平衡常数数值Kp=4.80×10-2,若甲容器中反应达平衡状态时,p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为61.5% (Kp是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压×物质的量分数).
0 160147 160155 160161 160165 160171 160173 160177 160183 160185 160191 160197 160201 160203 160207 160213 160215 160221 160225 160227 160231 160233 160237 160239 160241 160242 160243 160245 160246 160247 160249 160251 160255 160257 160261 160263 160267 160273 160275 160281 160285 160287 160291 160297 160303 160305 160311 160315 160317 160323 160327 160333 160341 203614
(1)溶于海水的CO2有4种存在形式.其中HCO3-占95%,除上述两种形式外,碳的存在形式还有H2CO3、CO32- (填微粒符号);利用图1装置进行的实验中,a室的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=2H2O+O2↑.
(2)下列为合成甲醇的有关化学方程式
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为5.0.
(3)一定条件下,甲醇可同时发生:
A.2CH3OH(g)═CH3OCH3+H2O(g)
B.2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g).
上述反应过程中能量变化如图2所示:
①写出反应速率较大的序号并说明原因A;该反应的活化能较小,在相同条件下反应速率较大.
②若在容器中加入催化剂,则E2-E1将不变〔填“变大”、“不变”或“变小”〕.
(4)一定温度时,容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,发生反应2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90kJ/mol,测得达平衡时的有关数据如下表:
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 起始反应物投入量 | 2molH2(g) 1molCO(g) | 1mol CH3OH(g) | 2mol CH3OH(g) | |
| 平衡 | c(CH3OH)/mol/•L-1 | c1 | c2 | c3 |
| 反应的能量变化/KJ | Q1 | Q2 | Q3 | |
②在温度不变、恒容条件下,该反应的平衡常数数值Kp=4.80×10-2,若甲容器中反应达平衡状态时,p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为61.5% (Kp是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压×物质的量分数).