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用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义。 (1)已知:2SO2(...

用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义。

1)已知:2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1

2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2

NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3

△H3 =__________(△H1△H2表示),如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1 K2K3,则K3 =__________(K1K2表示)

2)如图所示,A 是恒容的密闭容器,B 是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将2mol NO 1 mol O2通过K1K3分别充入AB 中,发生的反应为2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) [不考虑2NO2 (g)N2 O4 (g) ],起始时AB 的体积相同均为a L

下列说法和示意图正确,且既能说明A 容器中反应达到平衡状态,又能说明B 容器中反应达到平衡状态的是_________

a. AB 容器中气体的颜色均不再发生变化

b. AB 容器中NO O2物质的量浓度比均为2:1

② T℃时,A 容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp = 8×102 kPa)1。若A 容器中反应达到平衡时p(NO2) = 200kPa,则平衡时NO的转化率为_____________。(Kp 是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数,分压=总压×物质的量分数)

3)将0.2 mol SO20.15 mol O2通入2L 的密闭容器中,测得SO2的物质的量随时间变化如 图实线 所示。

编号
 

a
 

b
 

c
 

d
 

e
 

n(SO2)/mol
 

0.16
 

0.12
 

0.09
 

0.07
 

0.07
 

t/min
 

2
 

5
 

8
 

15
 

22
 

 

 

①ab 段平均反应速率____________(填大于”“小于等于bc 段平均反应速率:de 段平均反应速率为_________________

仅改变某一个实验条件,测得SO2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,则改变的条件是__________

 

(△H1—△H2)/2 ac 66.7% 大于 0 加入催化剂 【解析】 (1)已知:①2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) △H1,②2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) △H2,③NO2 (g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) △H3,则根据盖斯定律可知(①-②)÷2即得到反应③,所以其反应热△H3 =(△H1—△H2)/2,如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3 =。 (2)①a、颜色的深浅与浓度有关系,所以A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化说明二氧化氮的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,a正确;b、根据方程式可知NO 和O2始终按照物质的量之比2:1进行,所以A、B 容器中NO 和O2物质的量浓度比始终均为2:1,不能说明反应达到平衡状态,b错误;c、当逆反应速率不再发生变化时说明反应达到平衡状态,c正确;d、平衡常数只与温度有关系,不能说明反应是否达到平衡状态,d错误,答案选ac。 ② 2NO(g)+ O2(g)2NO2 (g) 起始量(mol) 2 1 0 转化量(mol) 2x x 2x 平衡量(mol)2-2x 1-x 2x 则200=,氧气和NO的分压分别是、,因此根据平衡常数可知 ,解得x=2/3,所以平衡时NO的转化率为。 (3)①根据图像可知ab段的曲线效率大,所以平均反应速率大于bc段平均反应速率:根据图像可判断de 段浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,则de段的平均反应速率为0。 ②仅改变某一个实验条件, 测得SO2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,此时达到平衡的时间减少,但平衡状态不变,所以改变的条件是加入催化剂。 【点晴】 该题考查的知识点较多,属于中等难度试题。难点和易错点是平衡状态判断、平衡常数应用、图像分析。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。有关图像分析答题时需要注意:(1)紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。 (2)先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (3)定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。 (4)三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。  
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考点分析:
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碳、氮及其化合物在生产、生活中广泛存在。

(1)煤气化的化学方程式为:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)  ∆H,该反应在高温下能自发进行,则∆H_____0(“>”“<”)

(2)煤气化的产物可用于合成甲醇。已知,在刚性容器中,有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。

相关化学反应方程式

平衡

常数

温度(0C)

500

700

800

(a)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)          ∆H1

K1

2.5

0.34

0.15

(b)H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)       ∆H2

K2

1.0

1.70

2.52

(c)3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ∆H3

K3

 

 

 

 

 

∆H1∆H2∆H3的关系是_____________∆H3______0 (“>”“<”)

②下列措施能使反应(c)的平衡体系中n(CH3OH):n(CO2)增大的是_______(填字母代号)

A.H2O (g)从体系中分离出去        B.充入He (g)

C.升高温度                         D.充入1mol H2 (g)

500℃时,测得反应(c)在某时刻H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)的浓度分別为1.0mol·L-10.20mol·L-10.50mol·L-10.40mol·L-1,则此时反应(c)________

A.向正反应方向进行        B.向逆反应方向进行  

C.处于平衡状态            D.无法判断反应状态

(3)CO2在熔融氧化钴环境和催化剂作用下可转化为清洁燃料甲酸。工作原理如图所示,写出阴极的电极反应____________________________

(4)汽车尾气主要有害物质是CONO,提高其转化效率是重要的研究课题。在密闭容器中充入5.0 mol CO4.0 mol NO,发生以下反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)  H = 746 kJ·mol1平衡时,NO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①温度:T1_____T2(”)

某温度下,反应达到平衡状态P点时,此时的平衡常数Kp=________________________(只列计算式)

 

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请应用化学反应原理的相关知识解决下列问题:

已知NaCl的溶解热为吸热

 

写出钠在氯气中燃烧的热化学方程式:__________

一定条件下,在恒容密闭容器中充入发生反应:,如图所示为反应体系中的平衡转化率与温度的关系曲线。已知在温度为的条件下,该反应达到平衡状态;

该反应是________吸热放热反应。

时段反应速率_________

若改充入,图中的曲线会_________上移下移

根据下表数据回答问题:

1  时浓度为两种溶液的pH

溶质

NaClO

pH

 

2  时两种酸的电离平衡常数

 

 

根据表1能不能判断出HClO酸性强弱?_____________不能

溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________

溶液和溶液反应的离子方程式为________

已知:时,AgCl为白色沉淀,为砖红色沉淀。时,向浓度均为的混合溶液中逐滴加入溶液至过量且不断搅拌,实验现象为__________

 

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为了实现将全球温度上升幅度控制在以内的目标,科学家正在研究温室气体的转化和利用。

海洋是地球上碳元素的最大吸收池。在海洋中,可通过如图所示的途径来固碳。发生光合作用时,反应生成的化学方程式为________

在一定温度和催化剂作用下,可直接转化成乙酸,这是实现减排的一种研究方向。

在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示,则该反应的最佳温度应控制在________左右。

该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜,难溶物。将溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其离子方程式为________

有科学家提出可利用来吸收,已知:

________

2L恒容密闭容器中充入,一定条件下发生反应:。在不同催化剂作用下,相同时间内的转化率随温度变化如下图所示图中c点的转化率为,即转化了

催化剂效果最佳的是________催化剂Ⅰ”“催化剂Ⅱ催化剂Ⅲ

________”“

若此反应在a点时已达到平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是________

点时该反应的平衡常数________

直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以为原料制备HCOOH的原理示意图。电极b表面的电极反应式为________

 

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二甲醚重整制取,具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题:

发生反应I

已知:

则反应I____________ 用含的代数式表示

保持温度和压强不变,分别按不同进料比通入,发生反应I。测得平衡时的体积百分含量与进料气中的关系如图a所示。当时,的体积百分含量快速降低,其主要原因是____________ 填标号

A 过量的起稀释作用

B 过量的发生副反应生成

C 平衡向逆反应方向移动

时,在恒容密闭容器中通入,发生反应II ,测得容器内初始压强为,反应过程中反应速率、时间t分压的关系如图b所示。

时,的转化率为____________ 保留2位有效数字;反应速率满足____________ ____________

达到平衡时,测得体系的总压强,则该反应的平衡常数__________用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数

该温度下,要缩短达到平衡所需的时间,除改进催化剂外,还可采取的措施是____________,其理由是____________

 

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工业上以煤和水为原料通过一系列转化可变为清洁能源氢气或工业原料甲醇。

已知: 

 

 

则碳与水蒸气反应________

工业上也可以仅利用碳和水蒸气反应得到的进一步合成甲醇,反应方程式为: 

工业上此生产过程中的转化率________前者大后者大一样大无法判断;为了既提高甲醇的产率又加快反应速率,可以采取的措施是________

在一恒温恒容密闭容器中充入进行上述反应。测得浓度随时间变化如图所示。该温度下的平衡常数为________保留三位有效数字

改变温度,使反应中的所有物质都为气态。起始温度体积相同密闭容器,反应过程中部分数据见下表:

 

反应时间

反应Ⅰ

恒温恒容

2

6

0

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

反应Ⅱ

绝热恒容

0

0

2

2

 

①达到平衡时,反应Ⅰ、反应Ⅱ对比:平衡常数________,下同;平衡时的浓度________

对反应,前内的平均反应速率________,若时只向容器中再充入,则平衡________移动正向逆向

 

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