氮氧化物在含能材料、医药等方面有着广泛应用。请回答:
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中可发生下列反应:
①该反应自发进行的条件是________。
②下表为反应在温度下的部分实验数据:
0 | 500 | 1000 | |
在500s时,________填“”、“”或“”。若在温度下进行实验,1000s时测得反应体系中浓度为,则________填“”、“”或“”。
(2)在与之间存在反应:。将放入1L恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。
①337.5K时,反应平衡常数________。
②已知:
则反应的________。
(3)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂,装置如下、d为惰性电极:
已知:无水硝酸可在液态中发生微弱电离。写出生成的电极反应式________。
氢能源是公认的环境友好型二次能源,对其开发和利用是科研领域研究的热点。
回答下列问题:
(1)甲烷与水蒸气的催化反应可制备和合成气。
已知:Ⅰ;
Ⅱ。
①制备合成气反应的热化学方程式为_________。
②制备合成气时,会因副反应而使合成气产率降低。有利于降低副反应的反应条件为________任写一点;有利于提高制备合成气反应选择性的关键因素为_____。
③一定温度下,向5L恒容密闭容器中充入和,只发生反应Ⅱ。10min达到平衡时测得CO的体积分数为。则0—10min内,用浓度变化表示的平均反应速率______;下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____填选项字母。
A 混合气体密度不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变
C 容器内气体压强不再改变 断裂键同时断裂键
(2)部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下,某储氢合金的储氢效率固相中氢原子与金属原子的数目之比与温度和氢气的平衡压强的关系如图所示。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体;在AB段,发生氢化反应的化学方程式为。
①时,该反应的平衡常数__________用含的代数式表示,为用分压表示的平衡常数。
②_________________填“”“”或“”。
③当反应处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应可能处于图中的______________点填“b”“c”或“d”。
(3)氢能源在电化学领域的一种存储和应用的原理为,充电时的阳极反应式为_____________。
氢气是一种清洁能源,氢气的制取、储存一直是氢能源利用领域的研究热点。
(1)工业上制取有多种方法,如:
①
②
③
甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时,初始反应的生成物为和,其物质的量之比为4:1,则该反应的热化学方程式为________。
(2)镧镍合金是一种良好的储氢材料,向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应:。的平衡转化率与其初始充入物质的量、反应温度的关系如左图所示;一定温度下,容器内的压强随时间的变化关系如右图所示。
①左图中初始充入量由大到小的是________。
②该反应平衡常数的大小关系为________填“”“”或“”,理由是________。
③若保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,并在时刻达到平衡。请在右图中画出相应的变化曲线______。
④某二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示,其中隔膜为________离子交换膜填“阴”或“阳”,负极的电极反应式为________。
(3)储氢还可以借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
。在某温度下,向容积为2L的恒容容器中加入环己烷,平衡时体系中压强为,苯的物质的量为,则平衡常数________用含a、b、p的代数式表示;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数
“雾疆”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质。回答下列问题:
(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质催化还原尾气中的NO气体,该过程的化学方程式为________。
(2)冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在的气氛下燃烧,能够降低煤炭燃烧时NO的排放,主要反应为。
已知:①
②
③
则反应的________。
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的溶液进行电解,其中阴、阳膜组合电解装置如图所示,电极材料为石墨。
①表示________填“阴离子”或“阳离子”交换膜。分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸溶液,则A表示________,E表示________。
②阳极的电极反应式为________。
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中发生催化氧化的反应为。若在、条件下,往一恒容密闭容器中通入和的混合气体::,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。
①图中A点时,的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得时压强的变化曲线如图2所示,则C点的正反应速率正与A点的逆反应速率逆的大小关系为正________填“”“”或“”逆。
③图中B点的压强平衡常数________用平衡分压代表平衡浓度计算,分压总压物质的量分数。
请根据化学学科中的基本理论,回答下列问题
(1)纳米级的可作为太阳光分解水的催化剂,火法还原CuO可制得。已知:1克燃烧全部生成CO时放出热量;与反应的能量变化如图所示;请写出用足量炭粉还原制备的热化学方程式 ______。
(2)在加热条件下用液态肼还原新制可制备纳米级,同时生成和该反应的化学方程式为 ______ ,当生成已换算为标准状况时,可制备纳米级的质量为 ______
(3)某兴趣小组同学以纳米级催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响.
①在体积均为1L,温度分别为、的A、B两密闭容器中都加入纳米级并通人水蒸气,发生反应:经测定A、B两容器在反应过程中发生如图所示变化,则A、B两容器反应的温度 ______ 填“”、“”或“”,该过程中A容器至少需要吸收能量 ______ kJ。
②当该反应处于平衡状态时,下列既能增大反应速率,又能增大分解率的措施是填序号 ______。
A 向平衡混合物中充入Ar 升高反应的温度
C 增大反应体系的压强 向平衡混合物中充人
(4)25℃时,的电离常数,则该温度下的水解平衡常数 ______ 。
应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
Ⅰ.已知:①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1
则表示CH3OH的燃烧热的热化学方程式为______________________________________________。
Ⅱ.在一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在2L恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2,在催化剂作用下充分反应。下图表示平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化的平衡曲线。回答下列问题:
(1)该反应的反应热ΔH_______0(填“>”或“<”),压强的相对大小:p1_______p2(填“>”或“<”)。
(2)压强为p2,温度为300℃时,该反应的化学平衡常数K=________________。
(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是________________________________。
A.容器内气体压强不再变化 B.v(CO):c(H2):v(CO3OH)=1:2:1
C.容器内的密度不在变化 D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.容器内各组分的质量分数不再变化
(4)某温度下在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡_________(填字母)。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
作出此判断的依据是__________________________________________________________________。