化学平衡状态的判断练习
1.(2018届河南省高三4月普通高中毕业班高考适应性考试)“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题,为了减少空气中的温室气体,并且充分利用二氧化碳资源,科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ•mol-1
①上述反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ•mol-1,则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐是减少CO2排放的可行措施之一。
①分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2,CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图所示,若烟气中CO2的含量(体积分数)为12%,烟气通入氨水的流量为0.052 m3•h-1(标准状况),用pH为12.81的氨水吸收烟气30min,脱除的CO2的物质的量最多为____________(精确到0.01)。
②通常情况下温度升高,CO2脱除效率提高,但高于40℃时,脱除CO2效率降低的主要原因是______________。
(3)一定条件下,Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝,其反应机理如图所示。
①该反应的化学方程式为______________________;反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是_________________。
②向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2 mol•L-1、H2:0.8 mol•L-1、CH4:0.8 mol •L-1、H2O:1.6 mol•L-1,CO2的平衡转化率为_________________;300℃时上述反应的平衡常数K=___________________。
③已知该反应正反 应放热,现有两个相同的恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2,在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g),300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是___________________(填字母)。
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物质的量分数相同
C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1
【答案】 2 +18.7kJ•mol-1 0.13mol 碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳,氨水受热挥发
CO2+4H2 CH4+2H2O MgOCH2 80% 25 CD