化学反应速率和化学平衡(2).doc

化学反应速率和化学平衡(2)1物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。（1）当(t-BuNO)2的起始浓度（c0）为0.50 molL-1时，实验测得20时的平衡转化率（）是65 %。列式计算20时上述反应的平衡常数K = 。（2）一定温度下，随着(t-BuNO)2的起始浓度增大，其平衡转化率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。已知20时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9，若将反应溶剂正庚烷改成CCl4，并保持(t-BuNO)2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率 （填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。（3）实验测得该反应的H = +50.5 kJmol-1，活化能Ea = 90.4 kJmol-1。下列能量关系图合理的是 。 （4）该反应的S 0（填“”、“”或“”）。在 （填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行。（5）通过比色分析得到30时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如下图所示，请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。2、火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g) H1574 kJmol1CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H21160 kJmol1甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 （2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H3(CH3OH)T取五份等体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数(CH3OH) 与反应温度T的关系曲如右图所示，则上述CO2转化为甲醇反应的H3 0（填“”、“”或“”）。在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右下图所示。下列说法正确的是 （填字母代号）。A第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5 mol/Lc(mol/L)0.750.500.25010t(min)CO2CH3OH1.003B达到平衡时，氢气的转化率为75%C010分钟内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/(Lmin)D该温度下，反应的平衡常数的值为3/16E升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大CH3OHH2O多孔碳电极甲醇燃料电池结构如右下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为 。3氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。 (1)上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： ；已知：N2 (g)+2NO2 (g)4NO(g) ；H=+292.3kJmol1，则反应： 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的H= ；(2)一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应： 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)；已知体系中n(NO2)随时间变化如下表：t(s)050010001500n(NO2)(mol)2013.9610.0810.08写出该反应的平衡常数表达式：K= ，已知：，则该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)；反应达到平衡后，NO2的转化率为 ，若要增大NO2的转化率，可采取的措施有 A降低温度B充入氦气，使体系压强增大C再充入NO2D再充入4 mol NO2和1 mol O2右图中表示N2O5的浓度的变化曲线是 ，用O2表示从0500s内该反应的平均速率v= 。4下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题： （2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为： 它所对应的化学反应为： 。（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：C（s）+CO2（g） 2CO（g），K1 CO（g）+H2O（g H2（g）+CO2（g）， K2 C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） ，K3则K1、K2、K3之间的关系是： 。 （4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：温度/400500800平衡常数K9.9491该反应的正反应方向是 反应（填“吸热”或“放热”），若在500时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为： 。 （5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。已知NN键键能为167kJmol1，NO2中氮氧键的键能为466kJmol1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJmol1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为 。对反应N2O4(g) 2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是。AA、C两点的反应速率：AC BA、C两点气体的颜色：A深，C浅 CB、C两点的气体的平均相对分子质量：BC D由状态B到状态A，可以用加热的方法（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式 。5工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图.请回答下列问题：（1）在“图1”中，曲线 （填：a或b）表示使用了催化剂；该反应属于 （填：吸热、放热）反应。（2）下列说法正确的是 A起始充入的CO为1mol B增加CO浓度，CO的转化率增大C容器中压强恒定时，反应已达平衡状态 D保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小（3）从反应开始到建立平衡， v(H2)= ；该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为 。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1”、“”或“=”）： 2c1 c3 x+y 90.8 1+3 18现有三个反应：反应 Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) H1 平衡常数为K1反应 CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) H2 平衡常数为K2反应 Fe(s)+CO2 (g)FeO(s)+CO(g) H3 平衡常数为K3在不同温度下，部分K1、K2的值如下：T/700800K12.382.56K20.80（1）K1的表达式为_ _ ；根据反应、推导出K1、K2、K3的关系式K3=_ 。（2）要使反应在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有_ 。（填字母）A缩小容器体积B降低温度 C升高温度D使用合适的催化剂E设法减少H2的量 F设法减少FeO的量（3）800时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温，发生反应，反应过程中测定的部分数据见下表：反应时间/min0246n(CO)/mol1.200.900.80n(H2O)/ mol0.600.20反应在2 min内的平均速率为v(H2O)_ ；800时，K2的值为_ ；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡