(14分)
已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:
|溫度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常數(shù) | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(每空2分)
(1) < (2分) (2)0.018 mol·L-1 80% (各2分) (3)c d(2分)
(4)14.4(2分)
(5)正極:O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-(2分)
(6)S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH=-574.0kJmol-1(2分)
解析試題分析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高平衡常數(shù)越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,故正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H<0。
(2)反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(CO)=0.003mol?L-1?s-1,則6s內(nèi)c(CO2)=△c(CO)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol?L?1;CO的起始濃度=0.2mol/5L=0.04mol?L?1。
設(shè)平衡時A的濃度變化量為x,則:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
開始(mol/L):0.04 0.16 0 0
變化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x
故x?x/(0.04?x)(0.16?x) =1,解得x=0.032mol/L,所以平衡時A的轉(zhuǎn)化率=0.032mol/L ÷0.04mol?L?1×100%=80%
(3)a、該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,壓強始終不變,故壓強不隨時間改變,不能說明到達平衡,錯誤;b、混合氣體的總質(zhì)量不變,容器的容積不變,故混合氣體的密度始終不變,故氣體的密度不隨時間改變,不能說明到達平衡,錯誤;c、可逆反應(yīng)到達平衡時,各組分的濃度不發(fā)生變化,故c(CO)不隨時間改變,說明到達平衡,正確;d、單位時間里生成CO和H2的物質(zhì)的量相等,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,說明到達平衡,正確。
(4)設(shè)CO、H2O的起始濃度分別為x、y,且CO的轉(zhuǎn)化率為90%,則:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol?L-1) x y 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L-1) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x
平衡濃度(mol?L-1) 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x
K=0.9x?0.9x ÷[0.1x?(y?0.9x)] =0.6,得y/x=14.4,只要增加H2O量,就可提高CO的轉(zhuǎn)化率。
(5)該電池中,正極反應(yīng)一定是氧氣得電子的過程,該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽,所以電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-)
(6)根據(jù)蓋斯定律:S(g)+O2(g)=SO2(g)可由已知反應(yīng)(③+④-①-②)/2得到,則S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)熱化學方程式為:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1。
考點:本題考查化學平衡判斷及移動分析、化學反應(yīng)速率、原電池原理、熱化學方程式書寫。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(5分)H2可以催化還原NO以達到消除污染的目的:
(1)已知:①
②
則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學方程式為:________________。
(2)一定條件下,在體積為2 L的容器中通入1 mol H2和l mol NO氣體生成N2(g)和H2O(l),該反應(yīng)達平衡時,容器內(nèi)的壓強是反應(yīng)起始時的40%。保持其它條件不變,只往容器中再通入1 mol H2,計算反應(yīng)再達新平衡時,化學平衡常數(shù)為__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(6分)將3 mol A和3 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),經(jīng)5 min后,測得D的濃度為0.5 mol/L,C的平均反應(yīng)速率為0.1 mol/(L·min)。試求:
(1)B的平均反應(yīng)速率為 。
(2)x的值為 。
(3)5 min后,A、B的物質(zhì)的量之比為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應(yīng),降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進行的條件是 。
(2)對于氣體參與的反應(yīng),表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B),則反應(yīng)Ⅱ的Kp= (用表達式表示)。
(3)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是 。
(4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生,理由是 。
(5)圖1為實驗測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有 。
A.向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C.提高CO的初始體積百分數(shù)
D.提高反應(yīng)體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生,且v1>v2,請在圖2中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(18分)運用化學反應(yīng)原理研究氮、氯等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)科學家研究在一定條件下通過下列反應(yīng)制備NH3:
①在其他條件相同時,反應(yīng)中NH3的體積分數(shù)(a)在不同溫度下隨反應(yīng)時間(t)的變化如圖。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=______,該反應(yīng)中的(填“>”“<”或“=”)。
②某溫度下,在2L容積不變的密閉容器中加入1molN2和6molH2O(1)發(fā)生反應(yīng),N2轉(zhuǎn)化率隨時間(t)變化如圖。15-20min內(nèi),v(NH3)=____。若其他條件不變,在圖中畫出使用催化劑后N2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的曲線示意圖。
(2) 25℃時,某同學將0.lmol鹽酸與0.2 mol氨水等體積混合,所得混合溶液pH______7(填“>”“<”或“=”,下同),混合溶液中(25℃時,NH3.H2O的電離常數(shù))
(3) 25℃時,向O.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入適量0.lmol氨水,有白色沉淀生成,向反應(yīng)后的濁液中,繼續(xù)加入O.lmol的FeCl3溶液,觀察到的現(xiàn)象是______ ;上述過程中發(fā)生的所有反應(yīng)的離子方程式為______。(25℃時,,)
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應(yīng)的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗,實驗結(jié)果如下圖a、b所示。
(1)根據(jù)反應(yīng)及上圖(a),判斷△H 0(填“<”“=”或“>”,下同),△S 0;請選擇經(jīng)濟、且適宜的反應(yīng)溫度: 。
(2)下列事實可以說明該反應(yīng)已達平衡的是 。
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分數(shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)從壓強因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采用 的生產(chǎn)條件。實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法。水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果如上圖(b)所示。
①在做這四組實驗時,應(yīng)該采用的其他實驗條件是 。
A.反應(yīng)溫度相同 B.采用不同的催化劑
C.壓強都控制在常壓下 D.反應(yīng)相同時間時測定實驗數(shù)據(jù)
②圖(b)表明: 。
③一定溫度下,在恒壓密閉容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的氣體,發(fā)生上述反應(yīng),在t1時刻達到平衡。保持其他條件不變,此時分離出一定量的水蒸氣,在t2時刻重新達到平衡,請在右圖中畫如反應(yīng)再次達到平衡過程的圖像。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(15分)碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)在電化學中,常用碳作電極。在堿性鋅錳干電池中,碳棒作 極。
(2)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ?mol-1,則要制備標準狀況下22.4升水煤氣,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 ,需要吸收的熱量為 kJ。
(3)工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后,獲得的較純H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1。下圖1是在兩種不同實驗條件下模擬化工生產(chǎn)進行實驗所測得N2隨時間變化示意圖。
①與實驗Ⅰ比較,實驗Ⅱ改變的條件為: 。
②實驗Ⅲ比實驗Ⅰ的溫度要高,其它條件相同,請在上圖2中畫出實驗Ⅰ和實驗Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。
(4)Na2CO3可在降低溫室氣體排放中用作CO2的捕捉劑。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收標準狀況下2.24LCO2后,溶液中各離子濃度由大到小的順序為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(16分)碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請回答下列問題:
(1)在化工生產(chǎn)過程中,少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒,常用SO2將CO氧化SO2被還原為S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5kJ·mol-1 ②
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.8kJ·mol-1 ③
則SO2氧化CO的熱化學反應(yīng)方程式:
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
①CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)ΔH 0(填“>”或“ <”)。
圖2表示CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、溫度的變化關(guān)系,曲線I、II、III對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關(guān)系為 ;測得B(X1,60)點氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1= 。
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。當改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是 (填序號)。
A.正反應(yīng)速率先增大后減小 | B.逆反應(yīng)速率先增大后減小 |
C.化學平衡常數(shù)K值增大 | D.反應(yīng)物的體積百分含量增大 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,據(jù)此回答以下問題:
(1)①該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為K= 。
②根據(jù)溫度對化學平衡的影響規(guī)律可知,對于該反應(yīng),溫度越高,其平衡常數(shù)的值越 。
(2)某溫度下,若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內(nèi),反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,測得混合氣體中氨的體積分數(shù)為20%,則該溫度下反應(yīng)的K= (可用分數(shù)表示)。能說明該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是 (填字母)。
a.容器內(nèi)的密度保持不變
b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.v正(N2)=2v逆(NH3)
d.混合氣體中c(NH3)不變
(3)對于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖像一定正確的是(選填序號) 。
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