(1)已知反應(yīng)及幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)的能量變化如下所示:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184kJ/mol
4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g) △H=-115.6kJ/mol
①H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________;
②斷開(kāi)1mol H—O鍵所需能量約為_(kāi)________________________kJ。
(2)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=,它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。
(3)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0在400℃時(shí)K=0.5,此條件下在0.5L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)υ(N2)正______υ(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時(shí)使平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,可采取的措施是_______(填序號(hào))。
A.縮小體積增大壓強(qiáng) B.升高溫度
C.加催化劑 D.使氨氣液化移走
(4)在一定體積的密閉容器中進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)+D(s) △H,其化學(xué)平衡常數(shù)K與T的關(guān)系如下表:
T/K | 300 | 400 | 500 | …… |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | 1.2×109 | …… |
(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O (g) △H=-483.6kJ/mol(2分)②463.4(1分)
(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(1分,不標(biāo)狀態(tài)不扣分,寫成等號(hào)不給分)
(3)=(1分);A(1分)(4)①>(1分)②CD(1分)
解析試題分析:(1)①已知熱化學(xué)方程式a:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184kJ/mol,b:4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g) △H=-115.6kJ/mol,則根據(jù)蓋斯定律可知,a×2+b即得到反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O (g) (g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-184kJ/mol×2-115.6kJ/mol=-483.6kJ/mol。
②斷裂1molH-H鍵需要的能量是436kJ,而斷裂1molO=O鍵需要的能量是498kJ。由于反應(yīng)熱還等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,所以根據(jù)氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式可知2×436kJ+498kJ-2×2×x=-483.6kJ,解得x=463.4kJ,因此斷開(kāi)1mol H—O鍵所需能量約為463.4kJ。
(2)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以依據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K=可知,該反應(yīng)的方程式為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
(3)一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,其濃度分別是(mol/L)4、2、4。則此時(shí)==0.5,這說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),所以此時(shí)反應(yīng)υ(N2)正=υ(N2)逆;A、正方應(yīng)是體積減小的,則縮小體積增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氨氣的含量增大,A正確;B、正方應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)速率加快,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氨氣含量降低,B不正確;C、加催化劑加快反應(yīng)速率,但平衡狀態(tài)不變,氨氣含量不變,C不正確;D、使氨氣液化移走,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但則反應(yīng)速率降低,D不正確,答案選A。
(4)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸增大。這說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以正方應(yīng)是吸熱反應(yīng),即△H>0。
②在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),據(jù)此可以判斷。A、由于反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則3 υ(B)正=υ(C)正=2υ(C)逆,因此正逆反應(yīng)速率不等,沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),A不正確;B、A和B的轉(zhuǎn)化率相等不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,即反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),所以B不正確;C、正方應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),因此壓強(qiáng)始終是減小,所以當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;D、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過(guò)程中容積始終是不變的,但氣體的質(zhì)量是減小的,所以當(dāng)混合氣體的密度保持不變時(shí),可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確,答案選CD。
考點(diǎn):考查反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡常數(shù)的應(yīng)用、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響以及平衡狀態(tài)的判斷
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。
A.每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2
B.混合氣體總物質(zhì)的量不變
C.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由圖判斷ΔH _____0。
③某溫度下,將2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)="0.25" mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率= ,此溫度下的平衡常數(shù)K= (保留二位有效數(shù)字)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極反應(yīng)物,空氣與CO2的混合氣體為正極反應(yīng)物,催化劑鎳作電極,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物作電解質(zhì)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;則該電池的正極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
二甲醚(DME)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H 1=-90.7 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H 3=-41.2kJ·mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)則反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)下列措施中,能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有 。
A.使用過(guò)量的CO B.升高溫度 C.增大壓強(qiáng)
(3)反應(yīng)③能提高CH3OCH3的產(chǎn)率,原因是 。
(4)將合成氣以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反應(yīng)器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,其CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖1所示,下列說(shuō)法正確的是 。
A.△H <0
B.P1<P2<P3
C.若在P3和316℃時(shí),起始時(shí)n(H2)/n(CO)=3,則達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率小于50%[
(5)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制備二甲醚。觀察圖2回答問(wèn)題。催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為 時(shí)最有利于二甲醚的合成。
(6)圖3為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖,a電極的電極反應(yīng)式為 。
圖1 圖2 圖3
(7)甲醇液相脫水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,
CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較,該工藝的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度低,轉(zhuǎn)化率高,其缺點(diǎn)是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
我國(guó)工業(yè)上主要采用以下四種方法降低尾氣中的含硫量:
方法1 | 燃煤中加入石灰石,將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO3,再氧化為CaSO4 |
方法2 | 用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3,再氧化為(NH4)2SO4 |
方法3 | 高溫下用水煤氣將SO2還原為S |
方法4 | 用Na2SO3溶液吸收SO2,再電解轉(zhuǎn)化為H2SO4 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開(kāi)發(fā)利用,引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中,其△H 0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在 (填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(2)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為 。
(3)溫度降低,平衡常數(shù)K (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)若為兩個(gè)容積相同的密閉容器,現(xiàn)向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的溫度下進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),甲容器內(nèi)n(CH3OH) (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器內(nèi)n(CH3OH)。
(5)已知:CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1;H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,寫出CH3OH燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學(xué)方程式______________________________________。
(6)以甲醇和氧氣為燃料,氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池。
①負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。
②若以石墨為電極,電解硫酸銅溶液,寫出電解的總反應(yīng)方程式 。若以此燃料電池電解200 mL 0.8mol/L的硫酸銅溶液,當(dāng)消耗1.6甲醇時(shí),在陰極會(huì)析出 g銅。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
汽車尾氣中NOx的消除及無(wú)害化處理引起社會(huì)廣泛關(guān)注。
(1)某興趣小組查閱文獻(xiàn)獲得如下信息:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
則反應(yīng)2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H= 。
(2)該小組利用電解原理設(shè)計(jì)了如圖1裝置進(jìn)行H2還原NO的實(shí)驗(yàn)[高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),金屬鈀薄膜做電極]。
鈀電極A為 極,電極反應(yīng)式為 。
(3)氨法催化還原NO原理如下:
主反應(yīng):4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) (△H <0)
副反應(yīng):4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)
有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論如圖2、圖3所示,據(jù)此回答以下問(wèn)題:
①催化還原NO應(yīng)控制n(NH3)/n(NO)的最佳值為 ,理由是 。
②主反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式:K= ,隨著溫度的增加,K將 (選填“增加”、 “減小”或“不變”。
③影響N2O生成率的因素有 、氧氣濃度和 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應(yīng)。10min達(dá)平衡,測(cè)得氨氣的濃度為0.4 mol·L-1,此時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。若想提高氨氣的產(chǎn)率,根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理,提出合理的建議______________(寫出一條即可)。
(2)如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應(yīng)生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________。
(3)在容積恒定的密閉容器中,進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=_____________;
②試判斷K1__________K2(填寫“>”“=”或“<”);
③NH3(g)燃燒的方程式為:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
①2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=-483.6 kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.0 kJ/mol
請(qǐng)計(jì)算NH3(g)的燃燒熱________kJ/mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇。
(1)甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化情況。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)=__________________。
(2)乙圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化。曲線b下的反應(yīng)條件為 。該反應(yīng)的焓變是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________________;選擇適宜的催化劑__________(填“能”或“不能”)改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱。
(3)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_(kāi)____________________________________________,
溫度升高,平衡常數(shù)K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)恒容條件下,下列措施中能使增大的有____________。
a.降低溫度
b.充入He氣
c.再充入1 mol CO和2 mol H2
d.使用催化劑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
廢舊印刷電路板的回收利用可實(shí)現(xiàn)資源再生,并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離,能得到非金屬粉末和金屬粉末。
(1)下列處理印刷電路板非金屬粉末的方法中,不符合環(huán)境保護(hù)理念的是 (填字母)。
A.熱裂解形成燃油 | B.露天焚燒 | C.作為有機(jī)復(fù)合建筑材料的原料 | D.直接填埋 |
溫度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
銅平均溶解速率(×10-3 mol·L-1·min-1) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
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