【題目】氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol,

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol,

以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________。

(2)工業(yè)上可用H2和CO2制備甲醇,其反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某溫度下,將1molCO2和3molH2充入體積不變的2L密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得不同時(shí)刻反應(yīng)前后的壓強(qiáng)關(guān)系如下表所示:

①用H2表示的前2h的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________

②該溫度下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為______________。

(3)在300℃、8MPa下,將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3通入一密閉容器中發(fā)生(2)中反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)為Kp=_____(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa時(shí),按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如圖所示為不同溫度(T)下,平衡時(shí)四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)的關(guān)系。

①該反應(yīng)的△H_______0(填“>”或“<”)。

②曲線c表示的物質(zhì)為______(填化學(xué)式)。

【答案】CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) △H = + 165.0 kJ/mol 0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1 40% 1/48或0.02 < C2H4

【解析】

1)已知:①CH 4g+H 2 Og)═COg+3H 2g)△H=+206.2kJ/mol
CH 4g+CO 2g)═2COg+2H 2g)△H=+247.4kJ/mol
由蓋斯定律,①×2-②得CH 4g+2H 2 Og)═CO 2g+4H 2g)△H=+165.0 kJ/mol,
故答案為:CH 4g+2H 2 Og)═CO 2g+4H 2 g)△H=+165.0 kJ/mol;

2)①恒溫恒容時(shí),氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,2h時(shí)P/P=0.85,

設(shè)消耗CO2的物質(zhì)的量為x mol。

CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g) V

1 3 1 1 2

x mol 2x mol

則有(4-2x mol/4 mol=0.85 x=0.3

故前2h的平均反應(yīng)速率vH2=0.3 mol×3/2L×2h=0.225 mol·L-1·h-1

②該溫度下,反應(yīng)進(jìn)行5h時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)P/P=0.80,設(shè)消耗CO2的物質(zhì)的量為y mol,則有4-2y mol/4 mol=0.80,解得y=0.4,故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.4 mol/1 mol×100%=40%

本題答案::0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1 ;40%

3)設(shè)開(kāi)始時(shí)投入CO2H2的物質(zhì)的量分別為1 mol、3 mol,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則有: CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g)

起始/ mol 1 3 0 0

轉(zhuǎn)化/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5

平衡/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5

平衡時(shí)pCO2=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa,pH2=8MPa×1.5 mol/3 mol=4 MPa,

pCH3OH=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPapH2O=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa,

故該反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)為Kp= pCH3OH)·pH2O/ pCO2)·pH2= 1/48

4)①由曲線變化可知隨著溫度升高,氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)放熱△H0. ②隨著溫度升高,氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,因氫氣為反應(yīng)物,則另一條逐漸增多的曲線a代表CO2,C2H4 (g)、H2O (g)都是生成物,隨著平衡逆向移動(dòng),二者的物質(zhì)的量逐漸減小,由計(jì)量關(guān)系可知曲線a代表水,曲線c代表C2H4

本題答案:<;C2H4

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I.中和熱測(cè)定:

(1)中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中,用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計(jì)、________、________。

(2)量取反應(yīng)物時(shí),50 mL 0.50 mol·Lˉ1的鹽酸,還需加入的試劑是________(填序號(hào))。

a.50 mL 0.50 mol·Lˉ1NaOH溶液

b.50 mL 0.55 mol·Lˉ1NaOH溶液

c.1.0 g NaOH固體

II.現(xiàn)用中和滴定測(cè)定某鹽酸的濃度,有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:

滴定序號(hào)

待測(cè)液體積(mL)

所消耗燒堿標(biāo)準(zhǔn)液的體積(mL)

滴定前

滴定后

消耗的體積

1

25.00

0.50

25.12

24.62

2

25.00

/

/

/

3

25.00

5.00

29.58

24.58

(3)應(yīng)用______式滴定管盛裝0.2500 mol/L燒堿標(biāo)準(zhǔn)液,錐形瓶中裝有25.00mL待測(cè)鹽酸溶液。

(4)如圖表示第二次滴定時(shí)50 mL滴定管中前后液面的位置。該次滴定所用標(biāo)準(zhǔn)燒堿溶液體積為_________mL。

(5)根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算出該鹽酸的物質(zhì)的量濃度(注意保留合適的有效數(shù)字),c (HCl) = _____________。

(6)讀數(shù)時(shí),若滴定前仰視,滴定后俯視,則會(huì)使最終測(cè)定結(jié)果_________ (填“無(wú)影響”、“偏高”、“偏低”。下同);若裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管在裝液前未用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗,會(huì)使最終測(cè)定結(jié)果_________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)定在不同時(shí)間(t)產(chǎn)生氫氣體積(V)的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制如圖,則曲線a、bc、d所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組別可能是(

組別

c(HCl)/(molL-1)

溫度/

狀態(tài)

1

2.0

25

塊狀

2

2.5

30

塊狀

3

2.5

50

粉末狀

4

2.5

30

粉末狀

A.B.

C.D.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知A的產(chǎn)量通常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平,B、D是飲食中兩種常見(jiàn)的有機(jī)物,F(xiàn)是一種有香味的物質(zhì),F(xiàn)中碳原子數(shù)是D的兩倍,F(xiàn)以A為主要原料合成F和高分子化合物E,其合成路線如圖所示。

(1)A的結(jié)構(gòu)式為__________,B中決定其性質(zhì)的重要官能團(tuán)的名稱(chēng)為____________。

(2)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式并判斷反應(yīng)類(lèi)型。

____________________________________反應(yīng)類(lèi)型:__________。

_____________________________________反應(yīng)類(lèi)型:__________。

(3)實(shí)驗(yàn)室怎樣鑒別B和D?_________________________。

(4)在實(shí)驗(yàn)室里我們可以用如下圖所示的裝置來(lái)制取F,乙中所盛的試劑為_______,該溶液的主要作用是_____________________________________;

(5)該裝置圖中有一個(gè)明顯的錯(cuò)誤是_____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在密閉容器中一定量的混合氣體發(fā)生反應(yīng):xA(g)+yB(g)zC(g),平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol/L,保持溫度不變,將容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍,再達(dá)平衡時(shí),測(cè)得A的濃度為0.30mol/L.下列有關(guān)判斷正確的是( )

A. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) B. B的轉(zhuǎn)化率降低

C. x+y<z D. C的體積分?jǐn)?shù)增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知以下信息:①1 mol N2的共價(jià)鍵斷裂吸收946 kJ的能量;1 mol H2的共價(jià)鍵斷裂吸收436 kJ的能量;形成1 mol NH3中的化學(xué)鍵釋放1 173 kJ的能量。②將一定量的N2和H2投入一密閉容器中,在一定條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

N2(mol·L-1)

H2(mol·L-1)

NH3(mol·L-1)

起始時(shí)

3

3

0

2s末

2.6

1.8

0.8

根據(jù)以上相關(guān)數(shù)據(jù)回答問(wèn)題:

(1)用H2表示該反應(yīng)2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為________

(2)______(填“能”或“不能”)確認(rèn)該反應(yīng)2 s末已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)。

(3)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

________________________________________________________________________。

(4)氮?dú)夂蜌錃馍砂睔獾倪^(guò)程______(填“釋放”或“吸收”)能量。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知反應(yīng)A(g)B(g) C(g)D(g)的平衡常數(shù)K值與溫度的關(guān)系如表所示,830 ℃時(shí),向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.20 mol A0.20 mol B,10 s時(shí)達(dá)平衡。下列說(shuō)法不正確的是

溫度/℃

700

830

1200

K

1.7

1.0

0.4

A. 達(dá)到平衡后,B的轉(zhuǎn)化率為50%

B. 增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均加快

C. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng)

D. 反應(yīng)初始至平衡,A的平均反應(yīng)速率v(A)0.005 mol·L1·s1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)定水中溶解氧的方法是:

量取amL水樣,迅速加入固定劑MnSO4溶液和堿性KI溶液(KOH),立即塞好瓶塞,反復(fù)振蕩,使之充分反應(yīng),其反應(yīng)式為:2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2(該反應(yīng)極快)。

測(cè)定:開(kāi)塞后迅速加入1~2 mL濃硫酸(酸化,提供H+),使之生成I2,再用bmol/LNa2S2O3溶液滴定(以淀粉為指示劑),消耗VmL。有關(guān)反應(yīng)式為:MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。

試回答:

(1)滴定過(guò)程中用到的玻璃儀器除了酸式滴定管、堿式滴定管外還缺少________________________。

(2)滴定操作時(shí),左手控制滴定管,右手__________,眼睛要注視__________。

(3)滴定(I2S2O32-反應(yīng))以淀粉為指示劑,終點(diǎn)時(shí)溶液由__________色變?yōu)?/span>__________色。

(4)水中溶解氧的計(jì)算式是__________(g/L為單位)。

(5)測(cè)定時(shí),滴定管經(jīng)蒸餾水洗滌后即加滴定劑Na2S2O3溶液,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果__________(偏高”“偏低無(wú)影響,下同)。

(6)記錄測(cè)定結(jié)果時(shí),滴定前仰視刻度線,滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)又俯視刻度線,將導(dǎo)致滴定結(jié)果__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】室溫下,把下列各題的結(jié)果填在橫線上。

(1)c(OH)=1×10-3mol/L的溶液的pH=___________________

(2)0.01mol/L HNO3溶液中,水電離出的H+的物質(zhì)的量的濃度c(H)=_________________

(3)某溶液由水電離出H+的物質(zhì)的量的濃度c(H)= 1×10-5mol/L,則該溶液可以是______(填“硫酸”或“氯化銨”或 “氫氧化鈉” 或“氯化鈉”)溶液

(4)將0.39g過(guò)氧化鈉溶于足量水中并配成100 mL溶液,則溶液的pH=_____________

(5)0. 12mol/L HCl溶液與0.1mol/L 的NaOH溶液等體積混合,混合液的pH=___________

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同步練習(xí)冊(cè)答案