題目列表(包括答案和解析)
(16分)碳及其化合物與人類生產、生活密切相關。請回答下列問題:
(1)在化工生產過程中,少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒,常用SO2將CO氧化SO2被還原為S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5kJ·mol-1 ②
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.8kJ·mol-1 ③
則SO2氧化CO的熱化學反應方程式:
(2)CO可用于合成甲醇,反應方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
①CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖1所示,該反應ΔH 0(填“>”或“ <”)。
圖2表示CO的轉化率與起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、溫度的變化關系,曲線I、II、III對應的平衡常數分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關系為 ;測得B(X1,60)點氫氣的轉化率為40%,則x1= 。
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應達到平衡狀態。當改變反應的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是 (填序號)。
A.正反應速率先增大后減小 | B.逆反應速率先增大后減小 |
C.化學平衡常數K值增大 | D.反應物的體積百分含量增大 |
A.正反應速率先增大后減小 | B.逆反應速率先增大后減小 |
C.化學平衡常數K值增大 | D.反應物的體積百分含量增大 |
氨是最重要的氮肥,是產量最大的化工產品之一。課本里介紹的合成氨技術
叫哈伯法,是德國人哈伯1905年發明的,其合成原理為:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g),△H=-92.4 kJ/mol,△S = -198.3J·mol-1·K-1。他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎。工業上合成氨的部分工藝流程如下:
反應體系中各組分的部分性質見下表:
(1)下列說法正確的是
A. 因為△H= -92.4 kJ/mol,所以該反應一定能自發進行
B. 因為△S = -198.3J·mol-1·K-1所以該反應一定不能自發進行
C. 該反應在一定條件下可能自發進行。
(2)合成氨反應的平衡常數很小,所以在工業上采取氣體循環的流程。即反應后通過把混合氣體的溫度降低到 使混合氣體分離出來產品;繼續循環的氣體是 。
(3)一定溫度下,在密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2并發生反應。
①若容器容積恒定,達到平衡時,氣體的壓強為原來的7/8,則N2的轉化率а1= ,此時反應放熱 kJ;
②若容器壓強恒定,則達到平衡時,容器中N2的轉化率а2 а1(填“>、<或=”)。
(4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質的量對N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 反應的影響。
實驗結果如圖所示:(圖中T表示溫度,n表示物質的量)
① 圖像中T2和T1的關系是:T2 T1,(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)
② 比較在a、b、c三點所處的平衡狀態中,反應物N2 的轉化率最高的是 (填字母)。
③ 在起始體系中加入N2的物質的量為n/3mol時,反應后氨的百分含量最大;若容器容積為1L,n=3mol反應達到平衡時H2的轉化率為60%,則此條件下(T2),反應的平衡常數K= 。(不用寫單位)
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