研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的測(cè)量及處理具有重要意義。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量測(cè)定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)         △H=-75.56  kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H=-566.0  kJ·mol-1
寫出CO(g)與I2O5(s)反應(yīng)生成I2(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式:                                     。
(2)一定條件下,NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是                     。
a.體系壓強(qiáng)保持不變
b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變
d.每消耗1molSO2的同時(shí)生成1molNO
測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶6,則平衡常數(shù)K=                 。
(3)從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2  (g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)   △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體 (物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后,測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3                     0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1molCO2和3molH2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下左圖所示。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣(保持溫度不變),則此平衡將                       移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)。
         
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上右圖所示。其工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為                      。
(1)5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)     △H=-1377.22kJ/mol
(2)b      2.67或8/3 (3)①<             ②不         ③CH3OH-6e+H2O=6H+CO2

試題分析:(1)根據(jù)反應(yīng)①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)     △H=-75.56  kJ·mol-1、②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H=-566.0  kJ·mol-1并依據(jù)蓋斯定律可知,(②×5-①)÷2即得到反應(yīng)5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=(-566.0  kJ/mol×5+75.56  kJ/mol)÷2=-1377.22kJ/mol。
(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)。該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),故體系的壓強(qiáng)保持不變,故a不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);顏色深淺和濃度有關(guān)系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,NO2的濃度減小,顏色變淺,故b可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡;SO3和NO都是生成物,比例保持1:1,故c不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù);根據(jù)方程式可知,每消耗1molSO2的同時(shí)一定生成1molNO ,即d中所述的兩個(gè)速率方向相同,不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),所以正確的答案選b。反應(yīng)前后體積不變,因此可以用物質(zhì)的量表示濃度計(jì)算平衡常數(shù),則
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始量(mol)    n       2n       0      0
轉(zhuǎn)化量(mol)    x       x         x      x
平衡量(mol)    n-x    2n-x    x      x
則根據(jù)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶6可知6×(n-x)=2n-x
解得x=0.8n
所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(3)①由圖可知最高點(diǎn)反應(yīng)到達(dá)平衡,達(dá)平衡后,溫度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,升高溫度平衡向吸熱方向進(jìn)行,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H3<0。
②根據(jù)圖像可知,平衡時(shí)甲醇的濃度是0.75mol/L,則根據(jù)反應(yīng)方程式CO2  (g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)可知,消耗CO2和氫氣的濃度分別是0.75mol/L和2.25mol/L,生成水蒸氣的濃度是0.75mol/L。則平衡時(shí)CO2和氫氣的濃度分別是1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L、3mol/L-2.25mol/L=0.75mol,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣(保持溫度不變),則此時(shí)濃度商為,所以此平衡將不移動(dòng)。
③原電池中正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此氧氣在正極通入,氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O。負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),因此甲醇在負(fù)極通入,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e+H2O=6HCO2。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

“富煤、貧油、少氣”是我國(guó)能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張,發(fā)展“煤化工”對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。

“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍,科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)            ΔH1=-393.5 kJ·mol–1          
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)      ΔH2=+131.3 kJ·mol–1          ②
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _________kJ·mol–1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H2)與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole。
(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)
①下列情形能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______
a.體系壓強(qiáng)保持不變
b.密閉容器中CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存
c.CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2
d.每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2
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)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大;達(dá)到A、C兩點(diǎn)的平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點(diǎn)即可)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,是用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣體為正極燃?xì)猓靡欢ū壤腖i2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì),以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。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) 來源:不詳 題型:單選題

氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問題:
(1)右圖是N2和H2反應(yīng)生成2 mol NH3過程中能量變
化示意圖,寫出生成NH3的熱化學(xué)方程式:
_____________________________________________
___________________________。
(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析,化
學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過
程中,拆開化學(xué)鍵需要消耗能量,形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。
已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=a kJ·mol-1。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值:________。
化學(xué)鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能kJ·mol-1
436
391
945
 

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料,可制作燃料電池。
(1)為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H=-49.0kJ/mol
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如右圖。請(qǐng)回答:

①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率:v(H2)=                        。
②能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_________。
A.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化
B.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
C.一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2的同時(shí)生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           。
A.加入催化劑                B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離      D.降低溫度
④求此溫度(T1)下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1                (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
⑤另在溫度(T2)條件下測(cè)得平衡常數(shù)K2,已知T2>T1,則K2     (填“>”、“=”或“<”)K1。
(2)以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質(zhì)溶液)可制成CH3OH燃料電池(電池總反應(yīng)式:2CH3OH+3O2+4OH=2CO32+6H2O),則充入CH3OH的電極為  極,充入O2的電極反應(yīng)式              
(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
則1mol甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水時(shí)反應(yīng)的△H=                   。(用含△H1、△H2的式子表示)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對(duì)臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚( CH3OCH3)。請(qǐng)回答下列問題:
(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)    △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=-41.3kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H=           ;
一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是:
________(填字母代號(hào))。
a.壓縮體積     b.加入催化劑  c.減少CO2的濃度  d.增加CO的濃度
e.分離出二甲醚(CH3OCH3
(2)已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下:
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度(mol·L-1
0.40
0.6
0.6
①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小比較:_________(填“>”、“<”或“=”)。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=_____,溫度升高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____(填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

人們已經(jīng)研制出以丙烷為燃料的新型燃料電池,電解質(zhì)為熔融碳酸鹽,電池總反應(yīng)方程式為:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)
C(s)+O2(g)=CO2(g)            
2C(s)+O2(g)=2CO(g)           
則反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。. 
(2)該電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,則正極的電極反應(yīng)式為_________________,電池工作時(shí)CO32—移向_____________極。
(3)用該電池電解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此電解池反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________;當(dāng)該電池消耗0.005molC3H8時(shí),所得溶液的pH為__________(溶液體積變化忽略不計(jì))

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(1)已知紅磷比白磷穩(wěn)定,又知:4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1
4P(紅磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2,則ΔH1和ΔH2的關(guān)系是△H1    △H2(填“>”、“<”
或“=”)。
(2)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,寫出由CO2
和H2生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                                             
(3)已知一定溫度下,下列反應(yīng)的平衡常數(shù):SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) K1,CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) K2。則相同溫度下反應(yīng)SO2(g)+CO2(g) SO3(g)+CO(g)的平衡常數(shù)為          。
(用K1、K2表示)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義

(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3;   2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合體系中SO3  的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)).根據(jù)圖示回答下列問題,
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H     0
(填“>”或“<”):若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡             移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”)
②若溫度為T1、T2,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1,K2,則K1        K2;反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),            (填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,

①如圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成lmolNH3過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式:                                                     
(△H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)
②氨氣溶于水得到氨水,在25℃下,將a mol·L-1的氨水與b mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,則c(NH4+     c(Cl-)(填“>”、“<”或“=”);用含a和b的代數(shù)式表示出該混合溶液中氨水的電離平衡常數(shù)             .
(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合態(tài)存在,在25℃下,向0.1L0.002mol·L-l的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1L0.002mol·L-l硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,從沉淀溶解平衡的角度解釋產(chǎn)生沉淀的原因是                    ,向反應(yīng)后的濁液中繼續(xù)加入0.1L0.002mol·L-1的NaI溶液,看到的現(xiàn)象是              ,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是(用離子方程式表示)                                        。
(已知:25℃時(shí)KSP(AgCl)=1.6×l0-10     KSP(AgI)=1.5×l0-16

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

研究碳及其化合物的綜合利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)高溫時(shí),用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時(shí),測(cè)得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _____;
②由MgO可制成“鎂——次氯酸鹽”電池,其裝置示意圖如圖1,該電池正極的電極反應(yīng)式為_________;

(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) △H=QkJ/mol
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)( CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述反應(yīng)的Q_____0(填“>”“<”或“=”);
③在其中兩個(gè)容器中,測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示,曲線I、II對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K1_________K11(填“>”“<”或“=”)。
(3)用H2或CO催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6kJ/mol
則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是________。

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