题目
题型:不详难度:来源:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
请回答下列问题:
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3= 。
(2) 反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为 。
(3)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①ΔH3 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
图1 图2
(4)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有
。
(5)下列物质中也可以作为CO2捕获剂的是 。
A.NH4Cl | B.Na2CO3 | C.HOCH2CH2OH | D.HOCH2CH2NH2 |
答案
(3)①< ②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4~T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获
③ (4)降低温度,增加CO2浓度(或分压) (5)BD
解析
试题分析:(1)将反应Ⅰ倒过来书写:(NH4)2CO3(aq)2NH3(l)+H2O (l)+CO2(g)-△H1,将反应Ⅱ×2:2NH3(l)+2H2O (l)+2CO2(g)2NH4HCO3(aq) 2△H2,得:(NH4)2CO3(aq)+H2O (l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)△H3=2△H2-△H1 。
(2)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为K=c2 (NH4HCO3) /{c [(NH4)2CO3)]·c(CO2)}。
(3)①由图1可知:在温度为T3时反应达平衡,此后温度升高,c(CO2)增大,平衡逆向移动,说明反应Ⅲ是放热反应△H3<0。
②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4~T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获。
③反应Ⅲ在温度为T1时建立平衡后(由图2可知:溶液pH不随时间变化而变化),迅速上升到T2并维持温度不变,平衡逆向移动,溶液pH增大,在T2时又建立新的平衡,图象应为,。
(4)根据平衡移动原理,降低温度或增大c(CO2)。
(5)具有碱性的物质均能捕获CO2,反应如下:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;HOCH2CH2NH2+CO2+H2O=HOCH2CH2NH3++HCO3-;故答案为B、D。
核心考点
试题【(14分)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:反】;主要考察你对化学反应速率等知识点的理解。[详细]
举一反三
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
27.反应后物质的总能量增大,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
28.不能判断该反应是否达到化学平衡状态的是________(选填编号)。
a.容器中气体压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(H2O)=c(CO)
29.若容器容积为2L,反应10s后测得混合气体的总质量增加了2.4g, 则CO的平均反应速率为 mol/(L∙S);若再增加固态碳的量,则正反应的速率 (选填“增大”、“减小”、“不变”)。
A.v(O2)=0.01mol·L-1·s-1 | B.v(NO)="0.008" mol·L-1·s-1 |
C.v(H2O)="0.003" mol·L-1·s-1 | D.v(NH3)="0.004" mol·L-1·s-1 |
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。试求:
(1)B的平均反应速率为 。
(2)x的值为 。
(3)5 min后,A、B的物质的量之比为 。
A.0~8min用Y表示该反应速率为0.1mol·L-1·min-1 |
B.8min时达到平衡,该反应的平衡常数为K= 0.5 |
C.14min时,改变的反应条是降低了温度 |
D.16min时的正反应速率比8min时的正反应速率大 |
(1)右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化, 写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知在TK温度下合成氨反应在2.00L的密闭容器中进行。得到如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
①0~1h内N2的平均反应速率为mol/(L·h)。
②反应进行到2h时放出的热量为 kJ。
③此条件下,反应:N2 + 3H2 2NH3的化学平衡常数K = (保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol,化学平衡移动的方向是 (填“正反应”或“逆反应”或“不移动”)。
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