過度排放CO2會造成“溫室效應”,為了減少煤燃燒對環(huán)境造成的污染,煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑。煤綜合利用的一種途徑如圖所示。

(1)已知①C(s) + H2O(g) = CO(g)+H2(g)      ΔH1=+131.3 kJ·mol-1
②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ΔH2=+90 kJ·mol-1
則一氧化碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是   ________________________,
(2)用下圖原電池裝置可以完成過程⑤的轉(zhuǎn)化,該裝置b電極的電極反應式是_______________________。

(3)在壓強為0.1 MPa條件下,容積為V L的密閉容器中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應生成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如下圖所示,則:

①p1________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在其他條件不變的情況下,向容器中再增加a mol CO與2a mol H2,達到新平衡時,CO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③在p1下,100 ℃時,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反應的平衡常數(shù)為________(用含a、V的代數(shù)式表示)。
(4)如圖表示CO2與H2反應生成CH3OH和H2O的過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化:

關于該反應的下列說法中,正確的是________(填編號)。
A.ΔH>0,ΔS>0              B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0              D.ΔH<0,ΔS>0
(5)為探究反應原理,現(xiàn)進行如下實驗,在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化的曲線如圖所示:

①從反應開始到平衡,CO2的平均反應速率v(CO2)=________。
②下列措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是________(填編號)。
A.升高溫度             B.將CH3OH(g)及時液化移出
C.選擇高效催化劑       D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
(1) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1。2) O2 +4e +2H2O = 4OH               (3)①<②    V 2 / a2 、墼龃    (4)C   (5)①0.075 mol/( L·min). ②BD

試題分析:(1)②-①可得:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ/mol.. (2)在燃料電池中,通入燃料的電極作負極,通入氧氣的電極作正極。a電極是負極,b電極是正極。b電極的電極反應式是O2 +4e +2H2O = 4OH。3) ①由圖可以看出:在溫度相同時,轉(zhuǎn)化率P2>P1。根據(jù)平衡移動原理:在其它條件不變的情況下。增大壓強,化學平衡向氣體體積減小的方向移動。即向正反應方向移動。這時反應物的轉(zhuǎn)化率提高。所以P1<P2. ②在其他條件不變的情況下,向容器中再增加a mol CO與2a mol H2。即增大了體系的壓強,這時化學平衡向正反應方向移動。故達到新平衡時,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大。③在p1下,100 ℃時,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反應的平衡常數(shù)為K="C" (CH3OH)/ { C(CO)·C2(H2)} ="(" a/2V):{(a/2V) ·(a/V)}2=" V" 2 / a2.(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+CO(g).由圖可看出該反應的正反應是放熱反應。該反應的正反應是個氣體體積減小的放熱反應。所以△H<0;△S<0。選項為:C。(5)①從反應開始到平衡,CO2的平均反應速率v(CO2)=(1-0.25)mol/L÷10min="0.075" mol/( L·min). ②A升高溫度化學平衡向吸熱方向移動。由于該反應的正反應是放熱反應所以升高溫度化學平衡向逆反應方向移動。B.減小生成物的濃度,化學平衡向正反應方向移動。故將CH3OH(g)及時液化移出可使平衡向正反應方向移動,C.催化劑 對化學平衡無影響。D.達到平衡時若再充入1 mol CO2和3 mol H2,即增大了壓強,化學平衡向氣體體積減小的方向及正反應方向移動。所以能使化學平衡向正反應方向移動的措施是BD。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1) 8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學方程式                             
(2)在化學反應過程中,破壞舊化學鍵需要吸收能量,形成新化學鍵又會釋放能量。
化學鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反應N2+3H2=2NH3 ΔH=a KJ/mol。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值為:               。
(3)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=-393.5 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2=-571.6 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH3=-2599 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的熱化學方程式:
                                                          。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全反應時,放出28.7 kJ的熱量,表示該反應的熱化學方程式正確的是    
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" +28.7" kJ·mol-1
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" -28.7" kJ·mol-1
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" +57.4" kJ·mol-1
D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" -57.4" kJ·mol-1

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應所致:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知該反應在 T ℃時,平衡常數(shù)K=9.0。
請回答:
(1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH1     2NO2(g) O2+2NO(g) ΔH2  ΔH=             (用含ΔH1、ΔH2的表達式表示);
(2)某溫度下,向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol,則NO的反應速率                ;
(3)假定該反應是在恒容條件下進行,下列能判斷該反應已達到平衡的是________;
A.消耗1 mol N2同時生成1 mol O2
B.混合氣體密度不變
C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
D.2v(N2)=v(NO)
(4)下圖是反應N2(g)+O2(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”圖,由圖A可以推知該反應為        反應(填“吸熱”或“放熱”)。由圖B可知,與a對應的條件相比,b改變的條件可以是        ;

(5)T ℃時,某時刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為0.20 mol·L-1、0.20mol·L-1和0.50mol·L-1,此時反應N2(g)+O2(g) 2NO(g)________________(填“處于化學平衡狀態(tài)”、“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”),平衡時,N2在混合氣體的體積百分數(shù)為多少?(在答題卡上寫出具體計算過程,結果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上可用多種原料通過不同的反應制得甲醇。
(1)已知在常溫常壓下:

(2)工業(yè)上正在研究利用來生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該反應為:

在某溫度下,將6mol CO2和8molH2充入容積為2L的密閉容器中,8分鐘時達平衡狀態(tài),H2的轉(zhuǎn)化率為75%。請回答:
②用CH3OH表示該反應在0-8min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OH)=____.
②此溫度下該反應平衡常數(shù)K=____________mol;
③若在上述平衡體系中,再充入2mol H2,反應達到平衡后H2的轉(zhuǎn)化率____________75% (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)一氧化碳與氫氣也可以合成甲醇:
①若該反應在恒溫恒容條件下進行,下列說法正確的是____;
a.若混合氣體的密度不再改變,說明反應已達化學平衡狀態(tài)
b.反應達到平衡后,通入CH3OH(g)使壓強增大,平衡向右移動
c.反應達到平衡后,通入氬氣使壓強增大,平衡向右移動
d.反應達到平衡后,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小
e.若使用催化劑,會改變反應的途徑,但反應的不變
②某溫度下,在一個容積為2L的密閉容器中進行該反應,已知此溫度下的平衡常數(shù)K=50L2/mol2,反應到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量如下:

請比較此時正、逆反應速率的大。(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

SO2和NOx在化學工業(yè)上有重要用途,也是大氣污染的主要來源,開發(fā)和利用并重,預防和治理并舉是當前工業(yè)上和環(huán)境保護領域研究的主要課題之一。
(1)在接觸法制硫酸的過程中,發(fā)生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0反應,某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關系如下圖所示,根據(jù)圖示回答下列問題:

①平衡狀態(tài)由A到B時,平衡常數(shù)K(A)     K(B)(填“>”、“<”或“=”);
②將2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密閉容器中,若40s后反應達到平衡,此時體系總壓強為0.10MPa,這一段時間內(nèi)SO2的平均反應速率為                。
該反應的平衡常數(shù)為                       。
(2)用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
取標準狀況下4.48LCH4并使之完全反應:
①若將NO2還原至N2,整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為                  ;
②若還原NO2和NO的混合物,放出的總熱量Q的取值范圍是              。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)在298K時,1mol C2H6 在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出熱量1558.3kJ。寫出該反應的熱化學方程式                                        。
(2)利用該反應設計一個燃料電池:用KOH溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨作電極,在電極上分別通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應為       極(填“正”或“負”),該電極上發(fā)生的電極反應式為                                              。
(3)在右圖所示實驗裝置中,石墨棒上的電極反應式為                                      。如果起始時盛有1L pH=5的CuSO4溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時可觀察到的現(xiàn)象是                                                                                 。若要使溶液恢復到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入         (填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為           

(4)將普通碳鋼釘放入“84消毒液”(NaClO溶液)中浸泡一段時間。預期的實驗現(xiàn)象是                                              。
(5)為了進一步探究碳鋼釘在該消毒液(NaClO)中的腐蝕原理,某同學設計了如圖所示實驗裝置,寫出碳(C)極上發(fā)生的電極反應式                                      。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知下列兩個熱化學方程式
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220.0kJ·mol-1
實驗測得氫氣和丙烷的混和氣體共5mol完全燃燒時放熱3847kJ,則混和氣體中氫氣與丙烷的體積比是(  )
A.1:3B.3:1C.1:4D.1:1

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

CO2的固定和利用在降低溫室氣體排放中具有重要作用,從CO2加氫合成甲醇不僅可以有效緩解減排壓力,還是其綜合利用的一條新途徑。CO2和H2在催化劑作用下能發(fā)生反應CO2+3H2CH3OH+H2O,測得甲醇的理論產(chǎn)率與反應溫度、壓強的關系如圖所示。請回答下列問題:

(1)提高甲醇產(chǎn)率的措施是                                                      。
(2)分析圖中數(shù)據(jù)可知,在220 ℃、5MPa時,CO2的轉(zhuǎn)化率為                ,再將溫度降低至
140℃,壓強減小至2MPa,化學反應速率將                (填“增大、減小 或 不變“ 下同),CO2的轉(zhuǎn)化率將                                
(3)200℃時,將0.100molCO2和0.275molH2充入1L密閉容器中,在催化劑作用下反應達到平衡。若CO2的轉(zhuǎn)化率為25%,則此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=                。(要求寫出算式和計算結果)
(4)已知已知:CO的燃燒熱△H=-283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=-483.6KJ/mol、
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol,寫出CO2與H2合成甲醇的熱化學方程式       。

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