(12分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O(g)的平衡转化率的是 。
A.升高温度 B.增加碳的用量
C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO
(2)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | ||
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(计算结果保留两位有效数字)。
(3)把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于工业合成氨。已知:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH= +1530.0kJ /mol
①氢气的燃烧热ΔH=_______________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在下图中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图,并作必要的标注。
(12分)工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室”效应,可用CO2生产燃料甲醇:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ·mol-1
(1)在相同温度和容积不变时,能说明该反应已达平衡状态的是 。
A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
B.容器内压强保持不变
C.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
D.容器内的密度保持不变
(2)一定温度下,将6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1,6)代表的意思是:在1 min时H2的物质的量是6 mol。
①a点正反应速率 逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”),在1~3min内的平均反应速率v(H2)= 。
②仅改变某一实验条件时,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是 ,曲线II对应的实验条件改变是 。
(3)甲醇可用于制作燃料电池,若电解质溶液为酸性,负极的电极反应式为: 。
根据下列实验设计及有关现象,所得结论不正确的是
实验 | 实验现象 | 结 论 |
A | 左烧杯中铁表面有气泡,右边烧杯中铜表面有气泡 | 活动性:Al>Fe>Cu |
B | 左边棉花变为橙色,右边棉花变为蓝色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
C | 白色固体先变为淡黄色,后变为黑色(Ag2S) | 溶解性 :AgCl>AgBr>Ag2S |
D | 锥形瓶中有气体产生,烧杯中液体变浑浊 | 酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3 |
对于0.1mol•L-1 (NH4)2SO4溶液,不正确的是
A.c(NH4+)> c(SO42―) B.c(NH4+)+ c(NH3•H2O)= 2c(SO42―)
C.c(NH4+)+c(H+)= c(SO42―)+ c(OH―) D.加入少量NaOH固体,c(NH4+)增大
25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应Sn(s)+Pb2+(aq) Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变大
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应△H>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e- === 4OH-
B.以NaCl溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e- === Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从负极流向正极