一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中反應(yīng):CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;根據(jù)下圖,升高溫度,K值將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)500℃時,從反應(yīng)開始到達(dá)到化學(xué)平衡,以H2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是 (用nB、tB表示)。
(3)判斷該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 (填字母)。
a、CO、H2、CH3OH的濃度均不再變化
b、混合氣體的密度不再改變
c、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
d、v生成(CH3OH)= v消耗(CO)
(4)300℃時,將容器的容積壓縮到原來的1/2,在其他條件不變的情況下,對平衡體系產(chǎn)生的影響是 (填字母)。
a、c(H2)減少
b、正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
c、CH3OH 的物質(zhì)的量增加
d、重新平衡時c(H2)/ c(CH3OH)減小
(5)根據(jù)題目有關(guān)信息,請在右下坐標(biāo)圖中標(biāo)示出該化學(xué)反應(yīng)過程的能量變化(標(biāo)明信息)。
(6)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O,該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:2CH3OH–12e-+16OH-= 2CO32-+ 12H2O ,則正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為: 。
(1)c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)(2分);減小(2分)
(2) 2nB/3tBmol·L-1·min-1(2分)
(3)a、c(2分)
(4)c、d(2分)
(5)如圖(3分)
(6)3O2+6H2O+12e-=12OH-(3分)
解析試題分析:(1)根據(jù)已知方程式不難得出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2);根據(jù)圖像,平衡時500℃下產(chǎn)物甲醇的物質(zhì)的量小于300℃時的甲醇物質(zhì)的量,所以隨著溫度升高平衡逆向移動,說明該反應(yīng)的K值將減小,該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)△H<0。
(2)500℃時,從反應(yīng)開始到達(dá)到化學(xué)平衡,反應(yīng)用時tB 分鐘,生成甲醇nB mol,所以反應(yīng)速率v(H2)=2v(CH3OH)= 2nB/3tBmol·L-1·min-1 。
(3)反應(yīng)中各組分的濃度不變時判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要標(biāo)志,A正確;混合氣體密度ρ=m/V,由于參加反應(yīng)的物質(zhì)都是氣體,質(zhì)量守恒,混合氣體質(zhì)量始終不變,所以在恒容密閉容器中混合氣體密度始終不變,所以不能判斷是否達(dá)到平衡,B錯誤;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M= m/n,氣體質(zhì)量不變,但是氣體的總物質(zhì)的量隨反應(yīng)進(jìn)行而改變,所以M會發(fā)生改變,當(dāng)M不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡,C正確;生成甲醇和消耗CO表示的都是正反應(yīng)速率,所以D項不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡;故選AC。
(4)壓縮容器為原來的1/2,則個物質(zhì)的濃度均瞬間增大1倍,壓強增大,平衡向右移動,雖然平衡向右移動H2濃度減小,但是體積改變使氫氣濃度增大影響更大,所以c(H2)增大,a錯誤;增大壓強,正逆反應(yīng)速率均增大,只是正反應(yīng)速率增大較多,b錯誤;平衡右移,甲醇物質(zhì)的量增大,c正確;重新達(dá)到平衡,c(H2)將小于原來濃度的2倍,c(CH3OH)將大于原來濃度的2倍,所以c(H2)/ c(CH3OH)將減小,d正確。故選cd。
(5)根據(jù)題目的有信息和上述的分析,該反應(yīng)△H<0,所以畫出該反應(yīng)的能量變化情況只要注意焓變和相應(yīng)標(biāo)示即可。
(6)以甲醇作燃料的電池,甲醇做負(fù)極失去電子被堿吸收形成CO32-,氧氣做正極得到電子被還原,所以在給出總反應(yīng)式和負(fù)極反應(yīng)式的情況下,不難得到正極反應(yīng)式為3O2+6H2O+12e-=12OH-。
考點:本題考查的是化學(xué)反應(yīng)原理的知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在一只試管中放入幾小塊鎂片,把試管放入盛有25 ℃的飽和石灰水的燒杯中,用膠頭滴管滴5 mL鹽酸于試管中。試回答下列問題:
(1)實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象是________________________________________。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是______________________________________。
(3)寫出有關(guān)的離子方程式:____________________________________。
(4)由實驗推知:MgCl2溶液與H2的總能量________(填“<”“>”或“=”)鎂片和鹽酸的總能量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
丙烷在燃燒時能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:
①2C3H8(g) +7O2(g) = 6CO(g)+8H2O(g) △H = -2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H = -566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H =" +" 44.0 kJ/mol
(1)寫出C3H8燃燒時燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO、CO2、H2O(g),將所有的產(chǎn)物通入一個體積固定的密閉
容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng): CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
乙 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體,在空氣中燃燒得到磷的氧化物,空氣不足時生成P4O6,空氣充足時生成P4O10。
(1)已知298 K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1;P(s,紅磷)+O2(g)=P4O10(s)ΔH2=-738.5 kJ·mol-1,則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為________________。
(2)已知298 K時白磷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s)ΔH=-1 638 kJ·mol-1。在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),控制條件使之恰好完全反應(yīng)。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為________,反應(yīng)過程中放出的熱量為________。
(3)已知白磷和PCl3的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol-1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。
則反應(yīng)P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反應(yīng)熱ΔH=________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30952012)將于2016年1月1日在我國全面實施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報和實時報告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?br />①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因 。
②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知:
N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾,催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1="a" kJ/mol;欲計算反應(yīng)CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓變ΔH2則還需要查詢某反應(yīng)的焓變ΔH3,當(dāng)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時,ΔH3="b" kJ/mol,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ,據(jù)此計算出ΔH2= kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工業(yè)上吸收SO2的三種方法。
方法Ⅰ | 用氨水將SO2轉(zhuǎn)化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4 |
方法Ⅱ | 用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫 |
方法Ⅲ | 用Na2SO3溶液吸收SO2,再經(jīng)電解轉(zhuǎn)化為H2SO4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
(1)一定條件下發(fā)生反應(yīng):
①CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H1
②2CO(g) +O2(g) =2CO2(g) △H2
③2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H3
則CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 的△H= 。
(2)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng): CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他條件不變,在300℃和500℃時,物質(zhì)的量n(CH3OH) 與反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H 0 (填>、<或=)。
(3)若要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有____________(填字母)。
A.縮小容器體積 |
B.降低溫度 |
C.升高溫度 |
D.使用合適的催化劑 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程,F(xiàn)提供H2燃燒反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能: H—H鍵鍵能為Q1 kJ·mol-1、H—O鍵鍵能為Q3 kJ·mol-1、O2分子內(nèi)氧原子間的鍵能為Q2 kJ·mol-1。
(1)請根據(jù)上述數(shù)據(jù),在圖中標(biāo)注的數(shù)字處,填出能量變化的數(shù)值或根據(jù)箭頭的指向填寫能量變化是“放出”熱量還是“吸收”熱量。
(2)請寫出1 molH2燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
北京時間2013年12月2日凌晨1時30分,我國的“嫦娥三號”月球探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,發(fā)射“嫦娥三號”月球探測器的火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和氧化劑N2O4,當(dāng)它們混合時,即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱。已知0.4 mol氣態(tài)肼和足量N2O4氣體反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出219.3 kJ的熱量。
(1)寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ;
(2)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,則16 g氣態(tài)肼與足量N2O4氣體反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時,放出的熱量是 ;
(3)肼除應(yīng)用于火箭燃料外,還可作為燃料電池的燃料,由肼和空氣構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為: ,正極反應(yīng)式為: ;
(4)向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼,寫出反應(yīng)的離子方程式: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上制備 BaC12 的工藝流程圖如圖所示:
某研究小組在實驗室用重晶石(主要成分BaSO4)對工業(yè)過程進(jìn)行模擬實驗。查表得:
(1)反應(yīng)C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H = kJ/mol
(2)過濾過程中需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是 。
(3)鹽酸溶解焙燒的固體后,產(chǎn)生的氣體用過量 NaOH 溶液吸收,得到硫化鈉溶液。 Na2S 水解的離子方程式為 。
(4)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時, = 。[已知:
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]
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