(10分)(1)一定温度下,在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下:4NO2(g)+O2(g)
2N2O5(g);
若已知K350℃< K300℃,则该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)。
反应达平衡后,若再通入一定量NO2,则平衡常数K将______,NO2的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)若初始时在恒容密闭容器中加入N2O5,下表为N2O5分解反应在一定温度下不同时间测得N2O5浓度的部分实验数据:
| t/s | 0 | 500 | 1000 |
| c(N2O5)/mol·L-1 | 5.00 | 3.52 | 2.48 |
① 写出该反应的平衡常数表达式:K= 。
② 1000 s内N2O5的分解速率为 。
③若每有1molN2O5分解,吸收QkJ的热量,写出该分解反应的热化学方程式 。
(10分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___ C+ ___ KMnO4+6 H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ 6H2O
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
| 实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| CO | H2O | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
| 2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以v (CO2) 表示的反应速率为 (保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=_________,该反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
⑷某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
① 该电池正极的电极反应为
。
②该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动。
(16分)Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。 ![]()
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________________;
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
热(填“吸”或“放”)反应。
③该反应的平衡常数K为 (保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为 。
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________ ____ ___。
Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
1. 2H2 (g)+CO(g)
CH3OH (g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)
CO2 (g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为__________ _ 。
(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
| A.高温高压 |
| B.加入催化剂 |
| C.减少CO2的浓度 |
| D.增加CO的浓度 |
(5)已知反应②2CH3OH(g)
| 物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| c / mol·L-1 | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
(16分)Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。![]()
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________________;
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
热(填“吸”或“放”)反应。
③该反应的平衡常数K为 (保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为 。
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________ ____ ___。
Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
① 2H2 (g)+CO(g)
CH3OH (g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)
CO2 (g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为__________ _ 。
(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
| A.高温高压 |
| B.加入催化剂 |
| C.减少CO2的浓度 |
| D.增加CO的浓度E.分离出二甲醚 |
| 物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| c / mol·L-1 | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:![]()
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=![]()
它所对应反应的化学方程式为 。
已知在一定温度下,在同一平衡体系中各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO2(g)
2CO(g),K1
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),K3
则K1、K2、K3之间的关系为 。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
(3)对于反应N2O4(g)
A.两种不同的温度比较:T1 > T2
B.A、C两点的反应速率:A<C
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法实现
(4)如右图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率,反应原理为:NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
、