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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷179
Ⅰ.碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·molˉ1
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2=______
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为:Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s)+3CO(g) + 6H2(g) ΔH>0
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为_____
②若该反应在恒温恒容容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_____
A.CH4的转化率等于CO的产率                                 B.混合气体的密度不变
C.v(CO)与v(H2)的比值为1:2                                D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA_____KB(填“>”、“<”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些_____

A.H2的逆反应速率                                                            B.CH4的的体积分数
C.混合气体的平均相对分子质量                            D.CO的体积分数
Ⅱ.已知2A2(g)+B2(g) 2C3(g) H=-Q1 kJ/mol (Q1>0),在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入2 mol A2和1 mol B2,在500℃时充分反应,达平衡后C3的浓度为w mol·L-1,放出热量为Q2 kJ。
(1)下列措施可以同时提高反应速率和B2的转化率是___________(填选项序号)。
A.选择适当的催化剂
B.增大压强
C.及时分离生成的C3
D.升高温度
(2)达到平衡后,向原容器中通入少量的Ar,A2的转化率将___________(填“增大“、“减小”或“不变”)
(3)达到平衡时,A2的转化率为___________
(4)将上述容器改为恒压容器,起始时加入2 mol A2和1 mol B2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量Q4 kJ,则Q2___________Q4(填“>”、“<”或“=”)。
(5)改变某一条件,得到如图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是___________

A.反应速率c>b>a
B.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
C.T2>T1
D.b点A2和B2的物质的量之比为2:1
20-21高二下·天津滨海新·期中
知识点:盖斯定律及其有关计算化学平衡状态的判断方法化学平衡的移动勒夏特列原理的应用 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·molˉ1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
若2molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,则ΔH2____________
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取纳米级的金属铁。其反应为:Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) ΔH>0
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________
②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是____________
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA__________KB(填>、<或=)。纵坐标可以表示的物理量有哪些______________

a.H2的逆反应速率
b.CH4的的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
d.CO的体积分数
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:

请回答:
①甲烷燃料电池的负极反应式是:__________________________
②当A中消耗0.05mol氧气时,B中________________极(填a或b)增重________________g。
(4)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H22NH3,该过程中还原反应的方程式为____________________
已知2A2(g)+B2(g)2C3(g) H=-Q1 kJ/mol(Q1>0), 在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入2 molA2和1 molB2,在500℃时充分反应,达平衡后C3的浓度为w mol·L1,放出热量为Q2 kJ。
(1)达到平衡时, A2的转化率为____________
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,A2的转化率将______(填“增大“、“减小”或“不变”)
(3)恒压的密闭容器中发生可逆反应2A2(g)+B2(g)2C3(g) H=-Q1 kJ/mol(Q1>0),在一定条件下达到化学平衡状态的标志是 ( )
A. v(A2):v(C3)=3:2
B.反应混合气体的密度不再变化
C.反应混合气体的平均摩尔质量不再变化             
D.A2、B2两种反应物的转化率不再变化
E. A2、B2、C3三种物质的浓度相等                       
F.密闭容器内的压强不再变化
(4)改变某一条件,得到如上图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是____
   
a.反应速率c>b>a
b.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
c.T2>T1
d.b点A2和B2的物质的量之比为2:1
(5)若将上述容器改为恒压容器,起始时加入2 molA2和1 molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量Q4 kJ,则Q2_______Q4(填“>”、“<”或“=”)。
(6)下列措施可以同时提高反应速率和B2的转化率是_______(填选项序号)。
a.选择适当的催化剂            b.增大压强
c.及时分离生成的C3 d.升高温度
(1)在80 ℃时,将0.40 mol 的N2O4气体充入2 L 已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O42NO2 ΔH>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
  时间/s  
物质  n/mol
020406080100
n(N2O4)0.40a0.20cde
n(NO2)0.000.24b0.520.600.60
①计算20~40 s 内用N2O4表示的平均反应速率为___________ mol·L-1·s-1.
②计算在80 ℃时该反应的平衡常数K=___________
③反应进行至100 s 后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色___________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
④要增大该反应的K值,可采取的措施有___________(填序号)。
A.增大N2O4起始浓度     B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂            D.升高温度
(2)T ℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
(Ⅰ) (Ⅱ)
根据以上条件,回答下列问题:
①A与B反应生成C的化学方程式为___________,正反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②t1 min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有___________(填字母编号)。
A.保持其他条件不变,增大压强
B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体
C.保持其他条件不变,升高温度
(3)已知2A2(g)+B2(g) 2C(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2,在500 ℃时充分反应达到平衡后C的浓度为w mol·L-1,放出热量b kJ。
①a___________(填“>”“=”或“<”)b。
②若将反应温度升高到700 ℃,该反应的平衡常数将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达到平衡后,吸收热量c kJ,C的浓度___________(填“>”“=”或“<”)w mol·L-1.
④能说明该反应已经达到平衡状态的是___________
a.v(C)=2v(B2) b.容器内压强保持不变
c.v(A2)=2v(B2) d.容器内气体的密度保持不变
⑤使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是___________
a.及时分离出C气体       b.适当升高温度
c.增大B2的浓度       d.选择高效的催化剂

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