【題目】研究CO2與CH4反應轉化為CO和H2,對減緩燃料危機、減少溫室效應具有重要的意義。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890kJ·mol-1則CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g)△H=___kJ·mol-1。
(2)在密閉容器中通入物質的量濃度均為nmol的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。
①下列事實能說明該反應一定達到平衡的是____。
a.CO2的濃度不在發(fā)生變化
b.V(CH4)=2v(CO)
c.混合氣體的平均相對分子質量不發(fā)生變化
d.CO與H2的物質的量比為1:1
②據(jù)圖可知,P1、P2、P3、P4由大到小的順序位______,理由是____。
③在壓強為P4、1100℃的條件下,用n和P4列式計算X電平衡常數(shù)Kp=____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓*物質的量分數(shù))。
(3)工業(yè)上可用CO2與NH3合成制尿素的原料氨基甲酸銨(NH2COONH4)。氨基甲酸銨極易發(fā)生反應:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O,該反應在酸性條件下進行得更徹底。25℃時,向1L0.1molL-1的鹽酸中逐漸加入氨基甲酸銨粉末至溶液呈中性(忽略溶液體積變化),共用去0.052mol氨基甲酸銨。若此時溶液幾乎不含碳元素,則該溶液中c(NH4+)=____,NH4+水解平衡常數(shù)KA=____。
(4)控制溶液PH為9-10,用漂白粉可除去CN-、CI-廢水中的CN-,CN-被氧化為兩種無污染的氣體,寫出該反應的離子方程式____________。
【答案】(1)+160kJ·mol-1 (2)①ac②p4>p1>p2>p3反應前后氣體分子數(shù)增大,相同溫度下,壓強升高,甲烷的平衡轉化率降低③12.6p42
(3)0.1mol·L-14×10-9 (4)2CN-+5CIO-+H2O=2CO2↑+N2↑+5CI-+2OH-
【解析】
試題分析:(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890kJ·mol-1
則根據(jù)蓋斯定律可知③-②-①即得到CH4(g)+CO2(g)= 2CO(g)+2H2(g)的△H=+160kJ·mol-1。
(2)①a.CO2的濃度不在發(fā)生變化說明反應達到平衡狀態(tài),a正確;b.v(CH4)=2v(CO)沒有指明反應的方向,氣味不能滿足反應速率之比是化學計量數(shù)制備,則沒有達到平衡狀態(tài),b錯誤;c.氣體的質量不變,但物質的量變化,因此混合氣體的平均相對分子質量不發(fā)生變化說明反應達到平衡狀態(tài),c正確;d.CO與H2的物質的量比為1:1不能說明反應達到平衡狀態(tài),d錯誤,答案選ac。
②反應CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)為氣體分子數(shù)增加的反應,當溫度一定時,減小壓強,可增大CH4的轉化率,從圖像可知,相同溫度下,按p4、p1、p2、p3的順序CH4的轉化率增大,所以p4>p1>p2>p3。③在恒容密閉容器中通入n mol CH4與,n mol CO2,反應在圖象中X點的甲烷轉化率為50%,
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
起始量(mol) n n 0 0
變化量(mol) 0.8n 0.8n 1.6n 1.6n
平衡量(mol) 0.2n 0.2n 1.6n 1.6n
則P(CH4)=P(CO2)=
P(CO)=P(H2)=
Kp==12.6p42
(3)因為氨基甲酸銨極易水解成碳酸銨,即反應式為NH2COONH4(s)+H2O(NH4)2CO3,加入1L0.1mol/L的鹽酸溶液中直到溶液pH=7并且溶液中幾乎不含碳元素,所以溶液中只有H+、NH4+、OH-、Cl-,根據(jù)電荷守恒c(NH4+)=c(Cl-)=0.1mol/L,又用去0.052mol氨基甲酸銨,所以開始溶液中的銨根離子濃度為0.052mol/L×2=0.104mol/L,則
NH4++H2OH++NH3H2O
開始 0.104mol/L 0
轉化 0.004mol/L 0.004mol/L
平衡 0.1mol/L 0.004mol/L
又溶液為pH=7,所以氫離子濃度為10-7mol/L,則NH4+水解平衡常數(shù)K==4×10-9。
(4)用漂白粉可除去CN-、CI-廢水中的CN-,CN-被氧化為兩種無污染的氣體,氣體是氮氣和CO2,所以該反應的離子方程式2CN-
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【題目】下列反應的離子方程式書寫正確的是( )
A.稀硫酸滴在銅片上:Cu+2H+ = Cu2++H2↑
B.向CH3COOH溶液中加入CaCO3:2 CH3COOH+CaCO3 = 2 CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
C.稀硫酸與Ba(OH)2溶液混合:H++ SO+OH-+ Ba2+ = BaSO4↓+H2O
D.NaOH溶液與KHCO3溶液混合:OH- + HCO3- = H2O +CO2
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【題目】某合作學習小組的同學利用下列氧化還原反應設計原電池:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液,下列敘述中正確的是
A. 乙燒杯中發(fā)生還原反應
B. 甲燒杯中溶液的pH逐漸減小
C. 電池工作時,鹽橋中的SO42-移向甲燒杯
D. 外電路的電流方向是從a到b
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【題目】“綠色化學”的核心是在化學反應過程中或化工生產(chǎn)中,盡量減少使用或徹底消除有害物質,下列做法中,符合“綠色化學”理念的是( )
A.生產(chǎn)和使用劇毒農(nóng)藥
B.化工廠產(chǎn)生的廢氣向高空排放
C.利用氫氣作高能燃料
D.造紙廠利用二氧化硫進行紙漿漂白
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【題目】在接觸法制硫酸的生產(chǎn)中,SO2轉化成SO3轉化率的大小直接決定生產(chǎn)效率。某研究小組用下圖裝置模擬生產(chǎn)過程中測定SO2轉化成SO3的轉化率。已知SO3的熔點是16.8℃,沸點是44.8℃。發(fā)生裝置中所涉及反應的化學方程式為:
Na2SO3(s)+H2SO4(75%)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(1)Ⅱ中的試劑是 ,儀器Ⅵ的名稱為 。
(2)根據(jù)實驗需要,應該在Ⅳ、Ⅴ處連接合適的裝置。請從下圖A~D裝置中選擇最適合裝置并將序號填入下面的空格中,Ⅳ、Ⅴ處連接的裝置分別是 、 。
(3)為了提高SO2的轉化率,實驗時在:①滴加濃硫酸;②加熱催化劑的步驟中,應采取的操作是先_______后_________(填編號)。
(4)實驗結束后,如果把收集SO3的試管敞口露置于空氣中,能夠看到管口有大量的白霧,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是 。
(5)用18.9gNa2SO3粉末與足量較濃的硫酸進行此實驗,當反應結束時,繼續(xù)通入O2一段時間后測得裝置Ⅴ增重了7.2g,則實驗測得SO2的轉化率為 。
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【題目】用98%的濃硫酸(其密度為1.84 g/cm3)配制100 mL 1.0 mol·L-1稀硫酸,若實驗儀器有:
A、100mL量筒
B、托盤天平
C、玻璃棒
D、50mL容量瓶
E、10mL量筒
F、膠頭滴管
G、50mL燒杯
H、100mL容量瓶
(1)需量取濃硫酸的體積為 mL。
(2)實驗時選用的儀器有 (填字母)
(3)下列操作會導致所配溶液濃度偏低的是________(填序號)
①在燒杯中攪拌溶液時,有少量液體濺出
②定容搖勻后,發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線,又滴加蒸餾水至刻度線
③容量瓶使用前未進行干燥
④沒有洗滌溶解時所用的燒杯和玻璃棒
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