化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中,正确的是( )
A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关
B.当温度升高时,弱酸的电离平衡常数Ka变小
C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) ,由此可以判断AgCl(s) + I-(aq)=AgI(s)+ Cl-(aq)能够发生
D.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH) ,说明物质的量浓度相同时,氢氰酸的酸性比醋酸强
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=______________________。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的
目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。
③常温下,0.1 mol·L-1的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka=________。
合成氨工业的核心反应是:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1,能量变化如下图,回答下列问题:
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“=”)。
(3)关于该反应的下列说法中,正确的是________。
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS<0
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.10 mol,H2为0.30 mol,NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率________。若升高温度,K值变化________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中,欲提高合成氨中H2的转化率,下列措施可行的是________(填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气
B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂
D.分离出氨气
(1)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
根据题意和所给图像完成下列各题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________。
②升高温度,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一定温度下,将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)。若容器体积固定为2 L,反应2 min时测得剩余0.6 mol B,C的浓度为0.4 mol·L-1。
请填写下列空白:
①x=________。
②平衡混合物中,C的体积分数为50%,则B的转化率是______________。
在100℃时,将0.40 mol NO2气体充入2 L密闭容器中,每隔一段时间对该容器的物质进行测量,得到的数据如下表:
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 |
下列说法中正确的是( )
A.反应开始20 s内NO2的平均反应速率是0.001 mol·L-1·s-1
B.80 s时混合气体的颜色与60 s时颜色相同,比40 s时的颜色深
C.80 s时向容器内加0.32 mol He,同时将容器扩大为4 L,则平衡不移动
D.若起始投料为0.20 mol N2O4,相同条件下达到平衡,则各组分的含量与原平衡相同
在某温度下,将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后达到平衡,已知各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)=c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下,将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率没有发生变化,则B的转化率为( )
A.60% B.40% C.24% D.4%