【題目】在T℃時,發(fā)生反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
(1)T℃時,在一個2L的密閉容器中加入4molC和1molH2O(g),5min后反應(yīng)達到平衡,C的轉(zhuǎn)化率為20%。
①0~5min內(nèi),用H2O(g)表示的平均反應(yīng)速率為____________。
②該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是______。
a.氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
b.氣體的密度不變
c.H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1
d.氣體的總物質(zhì)的量不變
(2)T℃時,在下列密閉容器中加入相應(yīng)的物質(zhì)進行實驗,中間的隔板可以自由滑動。
①若左室中氣體的平均相對分子質(zhì)量一直保持不變,則反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比是__________。
②反應(yīng)在達到平衡時,中間的隔板所處的位置是________。
a.1~1.5之間 b.1.5處 c.1.5~2之間
(3)已知:I.破壞1mol共價鍵所需要的能量如下表:
共價鍵 | 石墨中的碳碳鍵 | H-H | C≡O(shè) | H-O |
能量/kJ | 475.7 | 436 | 1072 | 463 |
Ⅱ.石墨層由六角形蜂巢結(jié)構(gòu)的碳原子構(gòu)成,如圖所示:
某同學(xué)構(gòu)想:通過下列裝置實現(xiàn)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的反應(yīng)。
①按該考生的構(gòu)想,石墨電極發(fā)生的反應(yīng)式為_______________。
②這個構(gòu)想成立嗎?說明理由: _______________。
【答案】 0.08 mol/(L·min) abd 5:3 a C-2e- +2OH-=CO↑+H2O 不成立。因為根據(jù)反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g) +H2(g),物質(zhì)的斷鍵和成鍵的能量變化是:1.5×475.7 kJ +2×463 kJ -1072 kJ - 436 kJ=+131.5 kJ>0,說明是吸熱反應(yīng),不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
【解析】試題分析:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算,化學(xué)平衡的標(biāo)志,化學(xué)平衡的計算和極限法,電極反應(yīng)式的書寫,反應(yīng)熱的計算。
(1)①C的轉(zhuǎn)化率為20%,轉(zhuǎn)化C的物質(zhì)的量為4mol20%=0.8mol,則轉(zhuǎn)化H2O(g)的物質(zhì)的量為0.8mol,υ[H2O(g)]=0.8mol2L5min=0.08mol/(L·min)。
② a項,反應(yīng)生成的CO和H2的物質(zhì)的量之比為1:1,反應(yīng)生成的CO和H2的平均相對分子質(zhì)量為15(281/2+21/2=15),建立平衡的過程中氣體的平均相對分子質(zhì)量減小,平衡時氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,氣體的平均相對分子質(zhì)量不變表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);b項,建立平衡過程中氣體的質(zhì)量增大,容器體積不變,氣體的密度增大,平衡時氣體的質(zhì)量不變,氣體的密度不變,氣體的密度不變表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);c項,平衡時各物質(zhì)的濃度不再變化,不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1不能說明反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài);d項,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),建立平衡過程中氣體物質(zhì)的量增大,平衡時氣體物質(zhì)的量不變,氣體的總物質(zhì)的量不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是abd。
(2)①設(shè)反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量依次為xmol、ymol,轉(zhuǎn)化H2O(g)物質(zhì)的量為amol,用三段式
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
n(起始)(mol) x 0 y
n(轉(zhuǎn)化)(mol) a a a
n(某時刻)(mol) x-a a y+a
左室中氣體的平均相對分子質(zhì)量一直保持不變, =,解得x:y=5:3,反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量之比為5:3。
②設(shè)反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量依次為xmol、ymol,起始到平衡轉(zhuǎn)化H2O(g)物質(zhì)的量為bmol,用三段式
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
n(起始)(mol) x 0 y
n(轉(zhuǎn)化)(mol) b b b
n(平衡)(mol) x-b b y+b
根據(jù)同溫同壓下氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比,反應(yīng)前(x+y):n(N2)=1:2,x的最大值為n(N2)/2;反應(yīng)達到平衡時,左室氣體物質(zhì)的量為x+y+b,由于是可逆反應(yīng)則0x,左室反應(yīng)達平衡時氣體物質(zhì)的量x+yx+y+bx+y+x,左室氣體物質(zhì)的量n(N2)/2x+y+b n(N2),右室N2物質(zhì)的量不變,根據(jù)同溫同壓下氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比,左室達平衡時隔板所處位置在1~1.5之間,答案選a。
(3)①反應(yīng)中C元素的化合價由0價升至CO中的+2價,石墨電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為C(s)-2e-+2OH-=CO↑+H2O。
②根據(jù)石墨的結(jié)構(gòu),1mol石墨中含碳碳鍵1.5mol,反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=1.5E(碳碳鍵)+2E(H-O)-E(CO)-E(H-H)=1.5475.7kJ/mol+2463kJ/mol-1072kJ/mol-436kJ/mol=+131.55kJ/mol,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),不能通過原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,構(gòu)想不成立。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以含有某種官能團的芳香烴C8H8為主要原料合成藥物E的流程(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去)如下:
已知:
請根據(jù)流程圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題:
(1)芳香烴C8H8的結(jié)構(gòu)簡式為_____________,名稱為_________________。
(2)反應(yīng)②的反應(yīng)類型為_________________。
(3)B中所含官能團的名稱為____________________________。
(4)D轉(zhuǎn)化為E的化學(xué)方程式為_____________________,該反應(yīng)的反應(yīng)類型為_____________。
(5)同時滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體有_______________種。
①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
②既能發(fā)生水解反應(yīng)也能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
③苯環(huán)上只有兩個取代基。
寫出其中核磁共振氫譜峰面積之比為1∶1∶2∶2∶2∶2的有機物結(jié)構(gòu)簡式∶__________________。
(6)參照上述流程,寫出用CH3CH2OH為原料(其它無機試劑任選)制備化合物CH2=CHCOOCH2CH3 的合成路線__________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在一容積不變的密閉容器中發(fā)生的可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)+Z(s),下列選項不能作為反應(yīng)達到平衡標(biāo)志的是
A. 反應(yīng)容器中壓強不再變化 B. 混合氣體的密度不再變化
C. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 D. Z的濃度不再改變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于氧的單質(zhì)O2和O3的說法中,正確的是
A. O2和O3互為同位素
B. O2和O3的相互轉(zhuǎn)化是物理變化
C. 等質(zhì)量的O2和O3含有的原子數(shù)相同
D. 等體積的O2和O3含有的分子數(shù)相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)過程中的能量變化與右圖一致的是
A. 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
B. C+CO22CO
C. CaCO3CaO+CO2↑
D. C+H2OCO+H2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列對硫酸生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)原理的分析正確的是 ( )。
A.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)因原料的不同可能全部是非氧化還原反應(yīng)
B.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
C.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要使用催化劑
D.硫酸生產(chǎn)中涉及的三個化學(xué)反應(yīng)都需要在較高溫度條件下進行
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是
A. 紅棕色的NO2,加壓后顏色先變深后變淺
B. 高壓比常壓有利于合成SO3的反應(yīng)
C. 加入催化劑有利于氨的合成
D. 工業(yè)制取金屬鉀Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)選取適宜的溫度,使K變成蒸氣從反應(yīng)混合物中分離出來
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將一定量的Cl2通入一定濃度的苛性鉀溶液中,兩者恰好完全反應(yīng)(已知反應(yīng)過程放熱),生成物中有三種含氯元素的離子,其中ClO-和ClO3-兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時間(t)的變化示意圖如右圖所示。下列說法正確的是( )
A. 苛性鉀溶液中KOH的物質(zhì)的量是0.09mol
B. ClO3-的生成是由于氯氣的量的多少引起的
C. 在酸性條件下ClO-和ClO3-可生成Cl2
D. 反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.21mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列圖示與對應(yīng)的敘述不相符的是
圖1 圖2 圖3 圖4
A. 圖1表示KNO3的溶解度曲線,圖中a點所示的溶液是80℃時KNO3的不飽和溶液
B. 圖2表示某放熱反應(yīng)分別在有、無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化
C. 圖3表示0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1醋酸溶液得到的滴定曲線
D. 圖4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,隨著Ba(OH)2溶液體積V的變化,沉淀總物質(zhì)的量n的變化
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