【題目】合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2

方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

(1)已知

①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1

②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1

試計(jì)算25℃時由方法Ⅱ制備1 000 g H2所放出的能量為______________。

(2)在一定的條件下,將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:

①T1____T2(填“>”“=”或“<”);T1℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________

②乙容器中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5 min時,H2O(g)的物質(zhì)的量濃度范圍是__________。

③在密閉恒容的容器中,能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____________(填序號)。

A.V逆(CO2)=2V正(H2)

B.混合氣體的密度保持不變

C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2

D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

(3) 現(xiàn)有0.175 mol/L 醋酸鈉溶液500 mL(已知醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.75×10-5)。

①下列圖像能說明醋酸鈉的水解反應(yīng)在t1時刻達(dá)到平衡的是________(填序號,下同)。

A.溶液中c(Na+)與反應(yīng) 時間t的關(guān)系

B.CH3COO的水解速率與反應(yīng)時間t的關(guān)系

C .溶液的pH與反應(yīng)時間t的關(guān)系

D.K與反應(yīng)時間t的關(guān)系

②在醋酸鈉溶液中加入下列少量物質(zhì),水解平衡向正反應(yīng)方向移動的有_____________ 。

A.冰醋酸B.純堿固體c.醋酸鈣固體D.氯化銨固體

(4)在醋酸鈉溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒濃度的關(guān)系式能成立的有________。

A.c(CH3COO)+c(CH3COOH)>c(Na+)

B.c(Na+)> c(CH3COO)>c(H+)>c(OH)

C.c(CH3COO)> c(Na+)> c(H+)>c(OH)

D.c(CH3COO)>c c(H+)>c(OH)> c(Na+)

(5)欲配制0.175 mol/L醋酸鈉溶液500 mL,可采用以下兩種方案:

方案一:用托盤天平稱取_________g無水醋酸鈉,溶于適量水中,配成500 mL溶液。

方案二:用體積均為250 mL且濃度均為_____________的醋酸與氫氧化鈉溶液混合而成(設(shè)混合后的體積等于混合前兩者體積之和)。在室溫下,0.175 mol/L醋酸鈉溶液的pH約為_______________。

【答案】 20500 KJ > 12.8 大于 0.8mol/L 小于1.4 mol/L BD BC CD AC 7.2 0.35mol/L 9

【解析】(1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的,△H=△H1-△H2-△H3=-394kJmol-1-(-111kJmol-1)-(-242kJmol-1)=-41kJmol-1,所以制備1000g H2所放出的能量為20500kJ,故答案為:20500 kJ;

(2)①如果兩者溫度相等,甲相對乙,甲平衡時H2(g)平衡量為2.4mol,而是3.2,說明溫度改變平衡正向移動,而正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以T1>T2;

由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時氫氣的物質(zhì)的量為3.2mol,則:

C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

開始(mol):2400

轉(zhuǎn)化(mol):1.63.21.63.2

平衡(mol):0.40.81.63.2

平衡常數(shù)K= = =12.8,故答案為:>;12.8;

②3min內(nèi)水蒸氣的濃度變化量=氫氣的濃度變化量的= =1.2mol/L,隨反應(yīng)進(jìn)行,物質(zhì)的濃度降低,反應(yīng)速率變小,故前1.5min水的濃度變化量大于后1.5min水的濃度變化量,故反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時,H2O(g)的物質(zhì)的量濃度小于2mol/L-1.2mol/L× =1.4mol/L,但需要大于平衡時的0.8mol/L,故答案為:0.8mol/L <c(H2O)<1.4mol/L;

③A.V(CO2)= V(H2)=2V(H2),正逆速度不等,故不選;B混合氣體的密度保持不變,說明氣體質(zhì)量不變,正逆速度相等,故選;C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2,而不是不變,故不選;D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量未平衡時在變,現(xiàn)在保持不變,說明已達(dá)平衡狀態(tài),故選;故選BD;

(3)A.鈉離子不水解,所以濃度始終不變,故A錯誤;B.醋酸根離子開始時水解速率最大,后逐漸減小,平衡時不再變化,故B正確;C.隨著水解的逐漸進(jìn)行,pH逐漸增大,平衡時不再變化,故C正確;DKW是一溫度常數(shù),溫度不變,KW不變,故D錯誤;故選BC;

A.加入冰醋酸溶液中醋酸濃度增大,平衡左移,故A錯誤;B.加入純堿固體,對平衡體系的離子濃度無影響,平衡不移動,故B錯誤;C.加入醋酸鈣固體,溶液在醋酸根離子濃度增大,平衡右移,故C正確;D.加入氯化銨固體,銨根離子與水解生成的氫氧根離子結(jié)合成一水合氨,使溶液中氫氧根離子濃度減小,平衡右移,故D正確;故選CD;

(4)A.加入冰醋酸,使醋酸根離子濃度增大,但鈉離子濃度不變,所以存在c(CH3COO-)+c(CH3COOH)c(Na+),故A正確;B.加入少量冰醋酸,平衡左移,醋酸根離子濃度增大,大于鈉離子濃度,故B錯誤;C.加入冰醋酸,當(dāng)溶液中醋酸濃度較大時,醋酸的電離大于醋酸根離子的水解程度,醋酸根離子濃度增大,溶液呈酸性,故C正確;D.無論是否電離程度大于水解程度,都不會存在c(OH-)c(Na+),故D錯誤;故選AC;

(5)m=nM=cVM=0.175mol/L×0.5L×82g/mol=7.175g,所以托盤天平稱量的質(zhì)量為7.2g,醋酸與氫氧化鈉等濃度等體積混合,混合后的溶液濃度減半為0.175mol/L,所以原來的濃度為0.35mol/L,故答案為:7.2;0.35mol/L。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】某含苯環(huán)的化合物A,其相對分子質(zhì)量為104,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.3%。

(1)A的分子式為__________________

(2)A與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________,反應(yīng)類型是________;

(3)已知: 。請寫出A與稀、冷的KMnO4溶液在堿性條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________;

(4)一定條件下,A與氫氣反應(yīng),得到的化合物中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%,寫出此化合物的結(jié)構(gòu)簡式____________________________

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環(huán)己烯是一種重要的有機(jī)合成原料。下圖是以環(huán)己烯為原料進(jìn)行多種有機(jī)物合成的路線:

已知以下信息:

(。┢渲蠪可以作內(nèi)燃機(jī)的抗凍劑;

(ⅱ)J分子中無飽和碳原子;

(ⅲ) Rl—CH=CH—R2 R1—CHO+R2—CHO

回答下列問題:

(l)與① 反應(yīng)類型相同的是________(填序號)。

(2)I生成J的化學(xué)方程式為______,反應(yīng)⑩的生成物“合成橡膠”的結(jié)構(gòu)簡式為______。

(3)E的化學(xué)名稱是___________。

(4)F的結(jié)構(gòu)簡式為___________,含有的官能團(tuán)名稱是___________

(5)能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2的B的同分異構(gòu)體共有_______種,其中核磁共振氫譜有4 組峰,且峰面積比為1:1:4:6 的是___________(填結(jié)構(gòu)簡式)。

(6)參照上述合成路線,以2—戊烯(CH3CH=CHCH2CH3)為原料(其他無機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備乙二酸二乙酯的合成路線:___________。

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【題目】為確定下列置于空氣中的物質(zhì)是否變質(zhì),所選檢驗(yàn)試劑(括號內(nèi)物質(zhì))不能達(dá)到目的的是

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A. 元素X 與元素Z 的最高化合價之和的數(shù)值等于8

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【題目】

燒杯 坩堝 錐形瓶 蒸發(fā)皿 試管 燒瓶 表面皿

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