【題目】工業(yè)燃燒煤、;石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體,嚴(yán)重污染空氣。對 廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。

Ⅰ脫硝:

己知:H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+l33kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1

在催化劑存在下,H2還原NO2可生成水蒸氣和其它無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為:____________。

Ⅱ.脫碳:在2L的密閉容器中充入2mo1 CO2和6mol H2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟掳l(fā)生反應(yīng):

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H<0

①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是___________(填“”低溫或“任意溫度”)

②下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)

a.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

b. CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變

c.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等

d. 混合氣體的密度保持不變

e. 1mol CO2生成的同時有3 mul H―H鍵斷裂

③CO2的濃度隨時間(0~t2)變化如下圖所示,在t2時將容器容積縮小一倍,t3時達(dá)到平衡,請畫出t2~t4CO2濃度隨時間的變化。______

(2)改變溫度,使反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0中的所有物質(zhì)都為氣態(tài)。起始溫度、體積相同(T1℃、2L密閉容器)。反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:

反應(yīng)時間

CO2(mol)

H2(mol)

CH3OH(mol)

H2O(mol)

反應(yīng)I:恒溫恒容

0min

2

6

0

0

l0min

4.5

20min

1

30min

1

反應(yīng)Ⅱ:絕熱恒容

0min

0

0

2

2

① 達(dá)到平衡時,反應(yīng)I、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(I)_____K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡時CH3OH的濃度 c(I)______c(Ⅱ)。

②對反應(yīng)I,前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=_________。在其他條件不變的情況下,若30min時只改變溫度T2℃,此時H2的物質(zhì)的量為3.2mol,則T1________T2(填“>”“<”或“=”)。

【答案】 4H2(g)+2NO2(g)= N2(g)+4H2O(g) △H=-1100.2kJ·mol-1 低溫 d e < < 0.025 mol·L-1·min-1 <

【解析】Ⅰ、①H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol

②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+l33kJ·mol-1;③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1,①×4-②-③×4得到催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為4H2(g)+2NO2(g)= N2(g)+4H2O(g) △H=-1100.2kJ·mol-1

Ⅱ.Ⅱ.(1)①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l),熵變△S<0,則反應(yīng)焓變△H<0,低溫下滿足△H-T△S<0,故答案為:低溫;

②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l),a、混合氣體的平均式量始終保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a錯誤;b、向2L密閉容器中加入2molCO2、6molH2,按照1:3反應(yīng),所以過程中CO2H2的體積分?jǐn)?shù)始終保持不變,故b錯誤;c、向2L密閉容器中加入2molCO2、6molH2,按照1:3反應(yīng),CO2H2的轉(zhuǎn)化率始終相等,不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯誤;d、反應(yīng)物是氣體,生成物是液體,混合氣體的密度保持不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d正確;e、1molCO2生成的同時有3molH-H鍵斷裂,說明正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故e正確;故選de;

③在t2時將容器容積縮小一倍,壓強(qiáng)增大,二氧化碳濃度增大,平衡正向進(jìn)行,隨后減小,t3時達(dá)到平衡,t4時降低溫度,平衡正向進(jìn)行,二氧化碳減小,反應(yīng)速率減小,t5時達(dá)到平衡;圖象t2起點(diǎn)二氧化碳濃度突然增大為1mol/L,隨反應(yīng)進(jìn)行減小,圖中t3t4終點(diǎn)平衡線在0.5的線上,t4t4以后在0.5線以下,但不能到橫坐標(biāo)線上且有平衡線段,圖象為:,故t2~t4CO2濃度隨時間的變化。

(2)①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,反應(yīng)Ⅰ是恒溫恒容容器,Ⅱ?yàn)楹闳萁^熱,反應(yīng)是放熱反應(yīng),圖表中反應(yīng)ⅠⅡ若恒溫恒容達(dá)到相同平衡狀態(tài),Ⅱ?yàn)槟嫦蚝闳萁^熱,溫度降低,平衡正向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大,甲醇濃度增大;故答案為:<,<;

②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)

起始量(mol) 2 6 0 0

變化量(mol) 131 1

30min量(mol)1 3 1 1

對反應(yīng)I,前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=1/3V(H2)=1/3×(6-4.5)mol2L10min=0.025molL-1min-1;

30min時只改變溫度為T2℃,此時H2的物質(zhì)的量為3.2mol,氫氣增加,說明平衡逆向進(jìn)行,溫度升高T2>T1,若30min時只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),對正逆反應(yīng)的影響程度相同,平衡不變;故答案為:0.025molL-1min-1 ,<,不。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】非諾洛芬是一種治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物,可通過以下方法合成:

請回答下列問題

(1)有機(jī)化合物B中的含氧官能團(tuán)為____________________(填名稱)。

(2)上述反應(yīng)中,過程②屬于__________反應(yīng),過程④屬于__________反應(yīng)。

(3)若過程①發(fā)生的是取代反應(yīng),且另一種產(chǎn)物有HBr,寫出由A到B發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________

(4)非諾洛芬的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件:

Ⅰ.能與NaHCO3反應(yīng)放出CO2,能與 FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。

Ⅱ.分子中有6 種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且分子中含有兩個苯環(huán)。

寫出符合條件的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________________________。

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【題目】如圖所示的甲、乙兩個裝置,均擠壓膠頭滴管,一段時間后兩裝置中的氣球都明顯脹大(忽略液體體積氣球體積的影響),則滴管和燒瓶中所有試劑可能是( )

選項(xiàng)

滴管

燒瓶

滴管

燒瓶

A

濃硫酸

Fe

NaOH溶液

SO2氣休

B

雙氧水

MnO2

AgNO3溶液

HCl氣體

C

濃硝酸

Al

H2O

氨氣

D

氨水

CaO

稀鹽酸

NaCO3

A. A B. B C. C D. D

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【題目】反應(yīng)2Al+MoO3===Mo+Al2O3可用于制備金屬鉬(Mo)。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是(  )

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C. Al失去電子 D. MoO3發(fā)生氧化反應(yīng)

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【題目】下列各種基態(tài)原子的核外電子排布式中,正確的是( )。

A. 1s22s12p2 B. 1s22s22p33s1

C. 1s22s22p63s14s1 D. 1s22s22p63s23p64s1

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【題目】下列過程放出熱量的是(  )

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【題目】(1)下列各組中的兩種有機(jī)物,可能是相同的物質(zhì)、同系物或同分異構(gòu)體等,請判斷它們之間的關(guān)系

①2-甲基丁烷和異戊烷_____________________________

②1-已烯和環(huán)已烷_______________________________。

(2)支鏈只有一個乙基且相對分子質(zhì)量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式____________________

(3)寫出乙醛溶液與足量的銀氨溶液共熱的離子方程式:_____________________________ 。

(4)寫出1,3-丁二烯與溴單質(zhì)發(fā)生1,4-加成的反應(yīng)方程式__________________。

(5)寫出由乙烯制乙醇的化學(xué)方程式__________________________

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A. Na2O2 是強(qiáng)氧化劑,有漂白性,可用作食品的漂白劑

B. Al2O3熔點(diǎn)很高,可用作耐火材料,制作耐火管和耐火坩堝

C. NaHCO3能與酸反應(yīng),可制成胃藥治療胃酸過多

D. Fe2O3是紅棕色固體,可用作紅色油漆和涂料

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A. CaO、Ca(OH)2、CaCO3都含有氧元素,所以CaO、Ca(OH)2、CaCO3都屬于氧化物

B. 電解熔融氯化鈣得到金屬鈣和氯氣的反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)又是化合反應(yīng)

C. 工業(yè)上可利用反應(yīng)4的原理將氯氣通入石灰乳制漂白粉,漂白粉的主要成分是CaCl2

D. 往澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液或NaHCO3溶液都可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)6的轉(zhuǎn)化

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