【題目】甲醇是重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-99kJmol-1中的相關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下:
則x=___________。
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | C三O | H-O | C-H |
E/(kJmol-1) | 436 | 343 | x | 465 | 413 |
(2)在一容積可變的密閉容器中,1molCO與2molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1<0,CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。
①T1_________T2(填“>”、“<”、“=”);a、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(a)_____v(b)(填“>”、“<”、“=”);
在c點(diǎn)條件下,下列敘述能說(shuō)明上述反應(yīng)能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(填字母);
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變
C.混合氣體的密度不再改變 d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變
②計(jì)算圖中a點(diǎn)的平衡常數(shù)KP=_____(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
a:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1
b:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2
c:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H3
①述反應(yīng)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,它們隨溫度變化的曲線如下圖所示。
則H1__________H3(填“>”、“<”、“=”),理由是_______。
②一定溫度下,在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)b,已知c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ時(shí),改變的條件是________;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時(shí),改變的條件是_________。
③反應(yīng)c的 △H___0, △S____0(填“>”“=”或“<”)。
【答案】1076<<bc1.6×10-7 (kPa)-2<由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,則△H2>0,根據(jù)蓋斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3加入催化劑將容器的體積快速壓縮至2L<<
【解析】
(1)根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算;
(2)①壓強(qiáng)相同時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率高,所以平衡正向移動(dòng),而正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故T1<T2;壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快,所以a、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(a)<v(b);根據(jù)化學(xué)平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)含量不再改變分析;
②結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算列式計(jì)算平衡物質(zhì)的物質(zhì)的量,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);
(3) ①反應(yīng)1、2、3其對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,根據(jù)圖1它們隨溫度變化的曲線結(jié)合蓋斯定律進(jìn)行分析解答。
②圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,最后達(dá)到相同平衡狀態(tài),體積是可變得是恒壓容器,說(shuō)明改變的是加入了催化劑;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時(shí)一氧化碳物質(zhì)的量增大,反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比,氣體物質(zhì)的量不變;
③由圖可知,隨著溫度升高,K3減小,則△H3<0,根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物氣體系數(shù)和的大小可以判斷熵變符號(hào)。
(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,則△H =2×436+x-343-413×3-465=-99,計(jì)算得出x=1076;
因此,本題正確答案是:1076;
(2)①壓強(qiáng)相同時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率高,所以平衡正向移動(dòng),而正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故T1<T2;壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快,所以a、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(a)<v(b);
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍均為正反應(yīng)速率,不能說(shuō)正逆反應(yīng)速率相等,故a錯(cuò)誤;
b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)隨著反應(yīng)的進(jìn)行增大,不再改變時(shí)化學(xué)平衡,故b正確;
c.混合氣體的總質(zhì)量不變,容器可變,則混合氣體的體積減小,密度增大,不再改變時(shí)化學(xué)平衡,故c正確;
d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變,不能說(shuō)明化學(xué)平衡,故d錯(cuò)誤;
因此,本題正確答案是:< ;<;bc
②a點(diǎn)的一氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%,總壓為0.5104pa,
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 1 2 0
變化量(mol) x 2x x
平衡量(mol) 1-x 2-2x x
而一氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%,所以x=0.5,Kp==1.6×10-7 (kPa)-2;
因此,本題正確答案是:1.6×10-7 (kPa)-2;
(3) ①由圖可以知道,隨著溫度升高,K2減小,則△H2>0,根據(jù)蓋斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3 ;
因此,本題正確答案是:< ;由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,則△H2>0,根據(jù)蓋斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H1<△H3;
②圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,最后達(dá)到相同平衡狀態(tài),體積是可變得是恒壓容器,說(shuō)明改變的是加入了催化劑;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時(shí)一氧化碳物質(zhì)的量增大反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比,氣體物質(zhì)的量不變,曲線Ⅰ,體積為3L,一氧化碳濃度為3mol/L,改變條件不好為曲線Ⅱ,一氧化碳濃度為4.5mol/L,則體積壓縮體積為:3:V=4.5:3,V=2L,所以將容器的體積快速壓縮至2L符合;
因此,本題正確答案是:加入催化劑;將容器的體積快速壓縮至2L;
③由圖可知,隨著溫度升高,K3減小,則△H3<0;該反應(yīng)中,反應(yīng)物的系數(shù)和大于產(chǎn)物氣體系數(shù)和,所以該反應(yīng)是熵減的反應(yīng),熵變小于零,
因此,本題正確答案是:<;<。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一個(gè)放熱的可逆反應(yīng),反應(yīng)條件是高溫、高壓,并且需要合適的催化劑。已知形成1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵放出的能量分別為436 kJ、391 kJ、946 kJ。則:
(1)若1 mol氮?dú)馔耆磻?yīng)生成氨氣可放出的能量為__________ kJ。
(2)如果將1 mol氮?dú)夂?/span>3 mol氫氣混合,使其充分反應(yīng),反應(yīng)放出的能量總小于上述數(shù)值,為什么?_______________。
(3)實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨時(shí),在容積為2 L的密閉容器內(nèi),充入2 mol氮?dú)夂?/span>3 mol氫氣反應(yīng)經(jīng)過(guò)1分鐘后,達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為原來(lái)的80%,則用氮?dú)獗硎镜幕瘜W(xué)反應(yīng)速率是________ mol/(L·min),氫氣的轉(zhuǎn)化率為________。
(4)一定條件下,當(dāng)合成氨的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是________。
a.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且為零 b.氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率相等
c.氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率達(dá)到最大值 d.氮?dú)夂蜌錃獾臐舛认嗟?/span>
e.N2、H2和NH3的體積分?jǐn)?shù)相等 f.反應(yīng)達(dá)到最大程度
(5)生產(chǎn)過(guò)程中通常將氨氣及時(shí)分離出去,則平衡________(填正向,逆向,不)移動(dòng),正反應(yīng)速率將________(增大,減小,不變)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種從廢鈷錳催化劑[含53.1%(CH3COO)2Co、13.2%(CH3COO)2Mn、23.8%CoCO3、6.5%Mn(OH)2、1.3%SO2及對(duì)二甲苯等有機(jī)物等]中回收鈷和錳的工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)步驟①焙燒的目的是_________________________________。
(2)步驟②酸浸時(shí),控制鹽酸適當(dāng)過(guò)量、溶液加熱并充分?jǐn)嚢瑁淠康氖?/span>___________。
(3)步驟③MnCl2與H2O2和氨水反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(4)步驟④調(diào)節(jié)pH時(shí)采用CH3COOH和CH3 COONa混合溶液,該混合溶液稱為緩沖溶液,該溶液中加入少量的酸、堿或稀釋時(shí)pH變化均不大,其中稀釋時(shí)pH變化不大的原因是______________________。
(5)步驟⑤硝酸溶解CoS生成Co(NO3)2同時(shí)生成NO和S,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
(6)步驟⑦若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,所需的硅酸鹽質(zhì)儀器除酒精燈和玻璃棒外,還有___________(填儀器名稱)。
(7)某工廠用mkg廢催化劑最終制得 CoO n kg,則CoO的產(chǎn)率為___________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】欲將0.10 mol·L-1的NaOH溶液和0.60 mol·L-1的NaOH溶液混合成0.20 mol·L-1的NaOH溶液。求兩種溶液的體積比(忽略混合時(shí)體積變化)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化合物I可用于某種高分子的接枝,其一種合成路線如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)A的化學(xué)名稱是_______________________。
(2)②的反應(yīng)類型是______________________。
(3)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________________;H的分子式為__________________。
(4)F中含氧官能團(tuán)的名稱是___________。
(5)芳香化合物W是E的同分異構(gòu)體,W能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng),核磁共振氫譜有四組峰,面積比為1︰1︰2︰6,寫出一種符合要求的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___________。
(6)尼泊金丙酯(HO--COOCH2 CH2 CH3)用作食品、化品、飼料等的防腐劑,設(shè)計(jì)由對(duì)甲苯酚和1-丙醇為起始原料制備尼泊金丙酯的合成路線:______________________(其他試劑任用)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物質(zhì)的量投料,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 溫度:T1>T2>T3
B. 正反應(yīng)速率:v(b)>v(d) v(a)>v(c)
C. 平衡常數(shù):K(a)>K(c) K(b)=K(d)
D. 平均摩爾質(zhì)量:M(b)>M(d) M(a)<M(c)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列熱化學(xué)方程式正確的是( )
A. 甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B. 500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2x(-57.3)kJ·mol-1
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=b,則a<b
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為了除去CO2氣體中混有的SO2氣體,下列有關(guān)儀器和藥品的組合中,合理的是
①洗氣瓶 ②干燥管 ③固態(tài)生石灰 ④蘇打溶液 ⑤小蘇打溶液
A. ①⑤ B. ②⑤ C. ①③ D. ①④
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于如圖所示裝置的說(shuō)法中,正確的是( )
A. 銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片
C. 該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D. 鋅片是該裝置的正極,該電極反應(yīng)為Zn+2e—==Zn2+
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com