【題目】化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的意義。

(1)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________________________。

(2)已知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔHa kJ·mol-1。測(cè)得在不同溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下:

溫度(℃)

500

700

900

K

1.00

1.47

2.40

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為____________,a________0(填“>”、“<”或“=”)。在500 ℃ 2 L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),F(xiàn)e和CO2的起始量均為4 mol,則5 min后達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為________,生成CO的平均速率v(CO)為_______________。

②700 ℃反應(yīng)達(dá)到平衡后,要使反應(yīng)速率增大且平衡向右移動(dòng), 可采取的措施有 ___________。

(3)利用CO與H2可直接合成甲醇,下圖是由“甲醇-空氣”形成的綠色燃料電池的工作原理示意圖,寫出以石墨為電極的電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式_____________________,利用該電池電解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,當(dāng)消耗560mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí),電解后溶液的pH=_________(溶液電解前后體積的變化忽略不計(jì))。

【答案】2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJmol-1K=c(CO)/c(CO2)>50%0.2mol/(L.min)增加 CO2 的量、升高溫度(填一種即可)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+1

【解析】

(1)由圖示可以知道,兩步反應(yīng)的完成的熱效應(yīng)與一步完成的熱效應(yīng)是相同的;
(2)①化學(xué)平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫反應(yīng)的平衡常數(shù)注意固體不需要寫出;由表中數(shù)據(jù)可以知道,對(duì)于該反應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)據(jù)此判斷a值的符號(hào);
令平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,利用三段式表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量,氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)都為1,前后氣體的物質(zhì)的量相等,用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)計(jì)算x的值,再利用轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算二氧化碳的轉(zhuǎn)化率;根據(jù)參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量計(jì)算生成的CO的物質(zhì)的量,再根據(jù)計(jì)算 v(CO);
②根據(jù)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行分析解答;
(3)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)根據(jù)電子守恒求消耗的氫氧根離子濃度。

(1)由圖示可以知道,兩步反應(yīng)的完成的熱效應(yīng)與一步完成的熱效應(yīng)是相同的,將兩個(gè)反應(yīng)相加可得2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)H=-134kJmol-1,
因此,本題正確答案是:2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)H=-134kJmol-1;
(2) ①反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)K=c(CO)/c(CO2),
由表中數(shù)據(jù)可以知道,對(duì)于該反應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng),升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)進(jìn)行,a>0,
令平衡時(shí)參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
開始(mol) 4 0
變化(mol)x x
平衡(mol) 4-x x
所以K==1,計(jì)算得出x=2,
故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%,
CO表示的平均速率v(CO)==0.2 mol/(Lmin),
因此,本題正確答案是:K=c(CO)/c(CO2) ;>;50%;0.2mol/(Lmin);
②根據(jù)該反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng),所以要使反應(yīng)速率增大且平衡向右移動(dòng)可采取的措施是增加CO2的量或者升高溫度,
因此,本題正確答案是增加 CO2 的量或升高溫度;
(3)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,當(dāng)消耗560mLO2 (標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)即=0.025mol,根據(jù)電子守恒4OH-~O2~4e-則消耗的氫氧根離子物質(zhì)的量為0.025mol ×4=0.1mol,所以溶液中氫離子的濃度為=0.1mol/L,pH=1,

因此,本題正確答案是:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;1。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下列實(shí)際問題,不涉及到鹽類水解原理的是(

A. 草木灰不宜與銨態(tài)氮肥混合施用B. 用醋酸清洗保溫瓶里的水垢

C. 配制FeCl3溶液時(shí)加入適量的鹽酸D. 用熱的純堿溶液洗滌油污效果較好

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【題目】化合物A的分子式為C9H15OCl,分子中含有一個(gè)六元環(huán)和一個(gè)甲基,環(huán)上只有一個(gè)取代基;F分子中不含甲基:A與其它物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化如下圖所示:

(1)A-F的反應(yīng)類型是____;G中含氧官能團(tuán)的名稱是____。

(2)A-C的反應(yīng)方程式是________。

(3)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____。

(4)有的同學(xué)認(rèn)為B中可能沒有氯原子,你的觀點(diǎn)是________(填同意不同意)你的理由_______

(5)某烴的含氧衍生物X符合下列條件的同分異構(gòu)體中,核磁共振氫譜顯示為2組峰的是_____(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式);只含有兩個(gè)甲基的同分異構(gòu)體有____種。

相對(duì)分子質(zhì)量比C54;②氧原子數(shù)與C相同 ; ③能發(fā)生水解反應(yīng)。

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【題目】某課外活動(dòng)小組利用如圖1裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)并制取乙醛(試管丁中用水吸收產(chǎn)物),圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去,實(shí)驗(yàn)時(shí),先加熱玻璃管中的鍍銀銅絲,約lmin后鼓入空氣,請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

(1)檢驗(yàn)乙醛的試劑是__

A、銀氨溶液 B、碳酸氫鈉溶液 C、新制氫氧化銅 D、氧化銅

(2)乙醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),常常將甲裝置浸在70℃~80℃的水浴中,目的是_____________,由于裝置設(shè)計(jì)上的陷,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)可能會(huì)____________;

(4)反應(yīng)發(fā)生后,移去酒精燈,利用反應(yīng)自身放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,進(jìn)一步研究表明,鼓氣速度與反應(yīng)體系的溫度關(guān)系曲線如圖2所示,試解釋鼓氣速度過快,反應(yīng)體系溫度反而下降的原因________,該實(shí)驗(yàn)中“鼓氣速度”這一變量你認(rèn)為__________________可用來估量;

(5)該課外活動(dòng)小組偶然發(fā)現(xiàn)向溴水中加入乙醛溶液,溴水褪色,該同學(xué)為解釋上述現(xiàn)象,提出兩種猜想:①溴水將乙醛氧化為乙酸;②溴水與乙醛發(fā)生加成反應(yīng),請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),探究哪一種猜想正確______________________________?

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【題目】結(jié)構(gòu)的研究是有機(jī)化學(xué)最重要的研究領(lǐng)域.某有機(jī)物X(C12H13O6Br)分子中含有多種官能團(tuán),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:(其中Ⅰ、Ⅱ為未知部分的結(jié)構(gòu)).

為推測(cè)X的分子結(jié)構(gòu),進(jìn)行如圖轉(zhuǎn)化:

已知向D的水溶液中滴入FeCl3溶液顯紫色,對(duì)D的結(jié)構(gòu)進(jìn)行光譜分析,在氫核磁共振譜上顯示只有兩種信號(hào).M、N互為同分異構(gòu)體,M中含有一個(gè)六原子環(huán),N能使溴的四氯化碳溶液褪色,G能與NaHCO3溶液反應(yīng).請(qǐng)回答:

(1)G分子所含官能團(tuán)的名稱是__;

(2)D不可以發(fā)生的反應(yīng)有(選填序號(hào))__;

①加成反應(yīng) ②消去反應(yīng) ③氧化反應(yīng) ④取代反應(yīng)

(3)寫出上圖轉(zhuǎn)化中反應(yīng)①和②的化學(xué)方程式

B+F→M__

G→N__;

(4)已知向X中加入FeCl3溶液,能發(fā)生顯色反應(yīng),則X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是:___________,1mol X與足量的NaOH溶液作用,最多可消耗NaOH__mol;

(5)有一種化工產(chǎn)品的中間體WG互為同分異構(gòu)體,W的分子中只含有羧基、羥基和醛基三種官能團(tuán),且同一個(gè)碳原子上不能同時(shí)連有兩個(gè)羥基.則W的分子結(jié)構(gòu)有__種,寫出任意一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。

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【題目】用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將少量液體甲逐滴加入到固體乙中,試管中試劑為丙,則下表中現(xiàn)象與結(jié)論均正確的是

選項(xiàng)

試管中現(xiàn)象

A

濃鹽酸

二氧化錳

石蕊溶液

先變紅后褪色

B

濃氨水

生石灰

A1Cl3溶液

先沉淀后消失

C

醋酸

碳酸鈣

BaC12溶液

變渾濁

D

濃硝酸

試管口出現(xiàn)紅棕色

A. A B. B C. C D. D

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【題目】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:

回答下列問題:

(1)NaClO2Cl的化合價(jià)為________。

(2)寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式____________________。

(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時(shí),為除去雜質(zhì)Ca2+SO42-,要加入的除雜試劑順序?yàn)?/span>_________、________!半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是____________。

(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是________。

(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】若將等物質(zhì)的量的 CO H2 混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列事實(shí)能說明此反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

A. 容器內(nèi)氣體密度保持不變B. 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C. 生成 CH3OH 的速率與生成 H2 的速率相等D. CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變

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