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(16分)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)该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行? 。
(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
它所对应的化学反应为: 。
(3)已知在一定温度下,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之间的关系是: 。
(4)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,会发生如下反应: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 |
该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为: 。
(5)从图中看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和
。已知N-N键键能为167kJ·mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol-1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为 。
对反应N2O4(g)2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法正确的是 。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
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
(6)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式 。
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(16分)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:
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(1)该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行? 。
(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:
它所对应的化学反应为: 。
(3)已知在一定温度下,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之间的关系是: 。
(4)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,会发生如下反应: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 |
该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为: 。
(5)从图中看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是
和
。已知N-N键键能为167kJ·mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol-1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为
。
对反应N2O4(g)
2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
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下列说法正确的是 。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
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
(6)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式 。
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(1)对反应N2O4(g)?2NO2(g),△H=+57kJ?mol-1在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示.
下列说法正确的是
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
c.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(2)在100℃时,将0.400mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
| 时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
| n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
②已知100℃反应2NO2?N2O4的平衡常数K=2.8.若该温度下某时刻测得c(NO2)=1.00mol/L,c(N2O4)=0.20mol/L,则该时刻的v正
③若在相同情况下最初向该容器只充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是
④计算在题③的条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为
(3)肼(N2H4)通常是航天航空的重要燃料,我们常用的一种肼燃料电池,是以肼与氧气的反应为原理设计的(N2H4+O2=N2+2H2O),其电解质溶液是KOH溶液.写出该电池负极的电极反应式
回答下列有关常数的问题:
(1)Kw的数学表达式是Kw=________,温度升高,Kw的变化情况是________(选填“变大”、“变小”或“不变”),若定义pOH=-lg c(OH-),则pH+pOH=________(用含Kw的代数式表示).
(2)K通常表示化学平衡常数,K值越大表示该反应进行得越________,对于反应2NO2(g)
N2O4(g),其化学平衡常数K的数学表达式为________.
(3)Ka通常表示弱酸的电离平衡常数,Ka值越大表示该弱酸的________,α通常称为电离度,顾名思义是表示弱电解质的电离程度大小的一个指标,对于某一元弱酸,当用蒸馏水稀释该酸时,溶液越稀,Ka的变化情况是________(选填“变大”、“变小”或“不变”),α的变化情况是________(同上).
(4)Ksp表示难溶物的溶度积常数,该常数越大表示________,若在1 L蒸馏水中加入1滴(约0.05 mL)0.1 mol/L的NaCl溶液,搅拌均匀后再滴入1滴0.1 mol/L AgNO3溶液,请估算是否会产生沉淀?________(已知AgCl的Ksp=1.8×10-10).
Ⅰ.A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球.关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应开始时,A、B的体积相同.已知:2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0.
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是V(A)________V(B)(填“<”、“>”或“=”);若打开活塞K2,气球B将________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同).
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率α(A)将________.若通入等量的Ne气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将________,B中NO2的转化率将________.
(3)室温时,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,________中的颜色较深.
(4)若在容器A中充入4.6 g的NO2,达到平衡后容器内混合气体的压强为原来的80%,试求出平衡时NO2的转化率________.
Ⅱ.已知可逆反应:M(g)+N(g)
P(g)+Q(g);ΔH>0,请回答下列问题:
①若要增大M的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为________
A、加入一定量M
B、加入一定量N
C、反应温度升高
D、缩小容器体积
E、加入某物质作催化剂
F、分离出一定量P
②在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________.
③若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=________ mol·L-1.