(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
⑴ 在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:![]()
①该反应正向反应是 反应。(填“放热”或“吸热”)
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。![]()
| A.容器压强不变 | B.混合气体中c(CO2)不变 | C.υ正(H2)=υ逆(H2O) | D.c(CO2)=c(CO) |
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g)
①该反应的平衡常数表达式K= 。
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同)。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示:
曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(选填“>”、“=”或“<”)。
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
| 容 器 | 甲 | 乙 |
| 反应物投入量 | 1molCO2、3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为 。
(8分)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。
(1)反应需要在闪电或极高温条件下发生,说明该反应_________。(填字母)
A.所需的活化能很高 B.吸收的能量很多
(2)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)的平衡常数K如下表:
| 温度/℃ | 1538 | 1760 | 2404 |
| 平衡常数K | 0.86×10-4 | 2.6×10-4 | 64×10-4 |
(3)一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后,要提高N2的转化率, 可以采取的措施是 。
A.降低温度 B.加催化剂
C.增加压强 D.增加O2浓度
E.分离出一氧化氮
(4)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2,计算反应:
N2(g)+O2(g)
(5) NO在科学界被誉为“明星分子”, 用NO与O2反应可以制备NO2,NO2是一种优良的氧化剂。已知 火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,NO2作氧化剂,这两者反应生成N2和H2O(气)。
且:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ/mol
请写出肼与NO2反应的热化学方程式_______________________________________________
(6分)在20L恒容的密闭容器中,加入3mo1SO3(g)和lmo1氧气,在一定温度下使其反应,反应至4min时,氧气的浓度为0.09 mol·L-1,当反应到8min时,反应到达平衡,此时三氧化硫浓度c(SO3)=" a" mol·L-1。![]()
(1)0min~4min内生成O2平均速率v(O2)= mol·L-1·min-1
(2)达到平衡时c(O2)=c(SO2),则a= mol·L-1,在下列坐标系中作出0min~8min及之后SO2、O2、SO3浓度随时间变化曲线.
(3)若起始时按下表数据投料,相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度大于a mol·L-1的是
| | A | B | C | D |
| SO3 | 1mol | 3mol | 3mol | 0mol |
| SO2 | 2mol | 1.5mol | 0mol | 6mol |
| O2 | 2mol | 1mol | 0mol | 5mol |
在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如右图:![]()
(1)根据图上数据,反应开始至达到平衡时,
CO的化学反应速率为v(CO)= mol/(L·min)-1,
该温度下的平衡常数K= 。
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件重新达到平衡时能使平衡常数K增大的有
(填字母)
| A.升高温度 | B.降低温度 | C.增大压强 | D.减小压强 |
(3)如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2,在相同的条件下,反应达平衡时,c(CO)=________________mol/L.
(4)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol 的水蒸气,重新达到平衡后,CO的转化率_______(填“升高”、“降低”还是“不变”),CO2的质量分数________(填“升高”、“降低”还是“不变”).
(5)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得C(CO)=C(H2O)= 0.09mol/L,
C(CO2 )=C(H2)=0.13mol/L ,则此反应是否处于平衡状态: (填“是”或“否”),若没有处于平衡状态则该反应向 移动。(填“正方向”或“逆方向”)
(10分) 向容积为2L的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。
已知t3-t4阶段为使用催化剂;图1中t0-t1阶段c(B)未画出。![]()
(1) 若t1=15 min,则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)= 。
(2) t4-t5阶段改变的条件为 ,B的起始物质的量为 。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
| t1~t2 | t2~t3 | t3~t4 | t4~t5 | t5~t6 |
| K1 | K2 | K3 | K4 | K5 |
则K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为 (用“>”“<”或“=”连接)。
(3) 在相同条件下,若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,达到平衡时体系中各物质的量与t1时刻相等,a、b、c要满足的条件为 。