【題目】液化石油氣的主要成分為丙烷,在燃燒時能放出大量的熱,作為能源應用于人們的日常生產(chǎn)和生活。
已知:①C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)△H1=-2219.9kJ/mol
②2COg)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
(l)反應2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O(l)的△H=______.
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO和氣態(tài)水,以它們?yōu)樵现苽浼状嫉墓I(yè)流程如下:
反應室1為一個容積為10 L的密閉容器,在850℃發(fā)生如下反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO(g)和H2O(g)濃度隨反應時間的變化如下圖所示:
0~4 min的平均反應速率v(CO2)= ___,該反應在850℃時的化學平衡常數(shù)K= ___.
(3)恒壓下,0.2 mol CO2與0.6 mol H2在催化劑作用下在反應室2(容器的容積可變)中發(fā)生反應生成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H ,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
①該反應的△H __ 0(填“<”或“>”)。
②壓強P1 __ p2(填“<”或“>”)。
③在P1、100℃條件下,反應達到平衡后再向容器中加入0.1 mol CO2和0.3 mol H2,反應重新達到平衡時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率____50%(填“<”“>”或“=”),CH3OH 的平衡體積分數(shù)____(填“增大”“不變”或“減小”)。
④將a點的平衡混合物通入1 L 0.15 mol/LNaOH溶液中,充分吸收后,所得溶液中的溶質(zhì)除甲醇外,還有____,所得溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為________
【答案】-2741.8 kJ/mol 0.03mol/(Lmin) 1 < < = 不變 碳酸鈉和碳酸氫鈉 c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】
(l)根據(jù)蓋斯定律進行計算;
(2)根據(jù)圖像可求出0~4 min的平均反應速率v(CO),根據(jù)速率之比和系數(shù)成正比,可求出v(CO2);利用三段式進行平衡常數(shù)的計算;
(3)①壓強不變,溫度升高,二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,平衡向吸熱反應方向移動;
②溫度不變,增大壓強,平衡右移,二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大;
③同比例增加反應物,由于恒溫恒壓,所以平衡不動,據(jù)此規(guī)律進行判斷;
④根據(jù)CO2轉(zhuǎn)化率50%,可求出剩余的二氧化碳的量,根據(jù)二氧化碳與NaOH溶液中生成碳酸鈉和碳酸氫鈉規(guī)律,利用原子守恒求出碳酸鈉和碳酸氫鈉的量,同濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液,碳酸鈉水解能力大于碳酸氫鈉,據(jù)此判斷混合液中離子濃度大小關(guān)系;
(l)①C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)△H1=-2219.9kJ/mol
②2COg)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律:①×2-3×②:2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O (l) 的△H=-2219.9×2+3×566=-2741.8 kJ/mol;綜上所述,本題答案是:-2741.8 kJ/mol。
(2)0~4 min的平均反應速率v(CO2)= v(CO)=(0.20-0.08)/4 mol/(Lmin)=0.03mol/(Lmin);在一體積為10L的容器中,通入一定量的CO和H2O在850℃時發(fā)生如下反應:
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2。╣)
起始量(mol/L) 0.2 0.3 0 0
變化量(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量(mol/L) 0.08 0.18 0.12 0.12
平衡常數(shù)K=0.12×0.12/0.08×0.18=1;
綜上所述,本題答案是:0.03mol/(Lmin),1。
(3)①壓強不變,溫度升高,二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,平衡向吸熱反應方向移動,該反應的△H<0;綜上所述,本題答案是:<。
②溫度不變,增大壓強,平衡右移,二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,壓強P1 < P2;綜上所述,本題答案是:<。
③在P1、100℃條件下,反應達到平衡后再向容器中加入0.1 mol CO2和0.3 mol H2,與原平衡同比例增加反應物,由于恒溫恒壓,與原平衡等效,所以平衡不移動,反應重新達到平衡時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率等于50%;CH3OH 的平衡體積分數(shù)不變;綜上所述,本題答案是:=;不變;
④CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)反應,CO2轉(zhuǎn)化率50%,則反應后剩余二氧化碳的量0.2-0.5×0.2=0.1mol,剩余氫氣的量為0.6-0.5×0.2×3=0.3mol;0.1mol二氧化碳與1 L 0.15 mol/LNaOH溶液中生成碳酸鈉和碳酸氫鈉,設(shè)碳酸鈉有xmol,碳酸氫鈉有ymol,則:2x+y=0.15,x+y=0.1,x=0.05mol,y=0.05mol;因此所得溶液中的溶質(zhì)除甲醇外,還有碳酸鈉和碳酸氫鈉;由此可知碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液的濃度相等;同濃度的兩種溶液,碳酸根離子水解能力大于碳酸氫根離子水解能力,所以所得溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為:c(Na+)> c(HCO3-)>c(CO32-)> c(OH-)> c(H+);綜上所述,本題答案是:碳酸鈉和碳酸氫鈉;c(Na+)> c(HCO3-)>c(CO32-)> c(OH-)> c(H+)。
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【題目】工業(yè)合成氨是利用氮氣和氫氣在一定條件下反應生成的。氨是重要的工業(yè)原料。請回答下列問題:
(1)氮元素在周期表中的位置是第_______周期第_______族;氮原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________;
(2)寫出氨分子的電子式______;指出分子中化學鍵是_____(填‘離子鍵’或‘共價鍵’)。
(3)寫成合成氨的化學方程式:________________________;該反應是放熱反應,則相同條件下“1molN2和3molH2”的能量與“2molNH3”的能量較高的是________________;
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【題目】在生物體內(nèi)含量極少,但對維持生物體正常生命活動必不可少的元素有( )
A. Fe、Mn、Zn、Mg B. Zn、Cu、P、Ca
C. K、Mn、Cu、Mo D. Zn、Cu、B、Mn
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【題目】X、Y、Z、Q、R是五種短周期元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y兩元素最高正價與最低負價之和均為0;Q與X同主族;Z、R分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素。 請回答下列問題:
(1)寫出R的原子結(jié)構(gòu)示意圖:_________________________
(2)五種元素原子半徑由大到小的順序是(寫元素符號)___________________________.
(3)X與Y能形成多種化合物其中既含極性鍵又含非極性鍵,且相對分子質(zhì)量最小的物質(zhì)是(寫分子式)______________,X和Z組成的化合物的化學式有_________________
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【題目】已知和可以相互轉(zhuǎn)化 ,F(xiàn)將一定量和的混合氣體通入體積為1L的恒溫恒容的密閉容器中,反應物濃度隨時間變化關(guān)系如圖。下列說法不正確的是
A. 反應進行至25min時,曲線發(fā)生變化的原因是加入0.4mol
B. a、b、c、d四個點中,表示化學反應處于平衡狀態(tài)的點是b和d
C. 圖中共有兩條曲線X和Y,其中曲線X表示濃度隨時間的變化
D. 若要達到與d相同的狀態(tài),在25min時還可以采取的措施是適當縮小容器體積
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【題目】在101KPa、25°C時,已知:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) H1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) H2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCI(g)+O2(g) H3
則H3與H1和H2間的關(guān)系正確的是( )
A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2
C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2
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【題目】下列有關(guān)物質(zhì)分類正確的是( )
A.硫酸、鹽酸均為電解質(zhì)B.Na2O2為堿性氧化物
C.NaOH、NH3H2O都為可溶性堿D.蛋白質(zhì)溶液、液氯均屬于分散系
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【題目】合成氨對工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防都有重要意義。 已知:N2(g)+3 H2(g)2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol,請回答:
(1)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可以用平衡移動原理解釋的是________(填字母)。
a. 用鐵觸媒加快化學反應速率
b. 采用較高壓強(20MPa~50MPa)
c. 采用較高溫度(500℃左右)
d. 將生成的氨液化并及時從體系中分離出來
(2)一定溫度下,在密閉容器中充入1mol N2和3mol H2并發(fā)生反應。
①若容器容積恒定,達到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率α1 =25%,此時,反應放熱______kJ,容器內(nèi)氣體壓強與開始時氣體壓強之比是________。
②若容器壓強恒定,則達到平衡時,容器中N2的轉(zhuǎn)化率α2______α1(填“>”“<”或“=”)。
(3)隨著對合成氨研究的發(fā)展,希臘科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞)為介質(zhì),用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極,實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨(裝置如圖)。鈀電極A為_________極(填“陰”或“陽”),該極上的電極反應式是_______。
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