【題目】合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成甲醇、二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:

CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H1=+206.1 kJ/mol

CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H2=+247.3 kJ/mol

CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H3

請回答下列問題:

(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖所示:

則反應(yīng)前5min的平均反應(yīng)速率v(H2)______。10min時,改變的外界條件可能是_______(填代號)。

A.壓縮體積 B.增大體積 C.升高溫度 D.加入催化劑

(2)如圖所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變。

已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像如圖所示,請?jiān)趫D中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像_______

(3)反應(yīng)③中△H3________。800℃時,反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K1.0,某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見表:

CO

H2O

CO2

H2

0.5mol

8.5mol

2.0mol

2.0mol

此時反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是________(填代號)。

a.v()>v() b.v()<v() c.v()v() d.無法判斷

(4)800K時向下列三個密閉容器中各充入2 mol H2、1 mol CO,發(fā)生反應(yīng):2H2(g)CO(g)CH3OH(g) H<0,若三容器初始體積相同,甲容器在反應(yīng)過程中保持壓強(qiáng)不變,乙容器保持體積不變,丙容器維持絕熱,三容器各自建立化學(xué)平衡。

. . .

①達(dá)到平衡時,平衡常數(shù)K()________K();K()________K()(、”)

②達(dá)到平衡時H2的濃度c(H2)()________c(H2)();c(H2)()________c(H2)()(”)。

(5)在以甲醇為燃料的電池中,電解質(zhì)溶液為堿性,負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________,甲醇應(yīng)用于燃料電池比甲醇直接用作燃料燃燒的優(yōu)點(diǎn)是_______(回答一條即可)。

【答案】0.3mol·L-1·min-1 BC - 41.2 kJ/mol a = CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 能量轉(zhuǎn)化效率高或水、電、熱聯(lián)供等

【解析】

1)根據(jù)圖可知,前5min之內(nèi),甲烷的濃度變化量為0.5mol/L,v(CH4)==0.1mol·L-1·min-1,反應(yīng)速率等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(H2)=3v(CH4)= 0.3mol·L-1·min-110min時甲烷的濃度繼續(xù)減小,且反應(yīng)速率增大,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),則增大體積、升高溫度符合題意,選BC;故答案為:0.3mol·L-1·min-1;BC;

2)甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4CO2,且甲、乙兩容器初始容積相等,由圖可知,甲的體積不變,乙的壓強(qiáng)不變,則假定甲不變,乙中發(fā)生CH4+CO22CO+2H2,其體積增大,則相當(dāng)于壓強(qiáng)減小,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大,但壓強(qiáng)小,反應(yīng)速率減慢,則達(dá)到平衡的時間變長,則乙中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖象為:;故答案為:

(3)已知,①CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H1=+206.1 kJ/mol

CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H2=+247.3 kJ/mol

CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H3

由蓋斯定律可得:①-②可得反應(yīng),△H3=△H1-H2206.1 kJ/mol-247.3 kJ/mol- 41.2 kJ/mol,由表格中的數(shù)據(jù)可知,氣體的體積相同,則物質(zhì)的量與濃度成正比,Qc=< K1.0,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,選a;故答案為:

- 41.2 kJ/mol a;

4)①800K時,平衡常數(shù)不變,甲乙容器溫度不變,平衡常數(shù)不變,丙容器絕熱,溫度升高平衡逆向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小,

K(=K(),K()> K();故答案為:=;>;

②達(dá)到平衡時都和乙容器中的H2濃度比較,依據(jù)平衡移動原理,甲容器在反應(yīng)過程中保持壓強(qiáng)不變,容器體積減小,H2濃度增大,乙容器保持體積不變,隨著反應(yīng)的進(jìn)行壓強(qiáng)減小,丙容器維持絕熱反應(yīng)過程,溫度升高平衡逆向進(jìn)行H2度增大, 所以達(dá)到平衡時,

c(H2)()>c(H2)();c(H2)()<c(H2)(),故答案為:>;<;

5)甲醇為燃料的電池中,甲醇為負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),氧氣為正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液為堿性時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,甲醇應(yīng)用于燃料電池比甲醇直接用作燃料燃燒的優(yōu)點(diǎn)為能量轉(zhuǎn)化效率高,水、電、熱聯(lián)供等優(yōu)點(diǎn);故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;能量轉(zhuǎn)化效率高或水、電、熱聯(lián)供等。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時,在25mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液中,逐滴加入0.2mol·L-1 CH3COOH溶液,溶液pH的變化曲線如下圖所示。下列分析中正確的是(

A.C點(diǎn)cCH3COO)>c(Na+)c(H+)c(OH)

B.B點(diǎn)的橫坐標(biāo)a=12.5

C.D點(diǎn)cCH3COO+c(CH3COOH)=c(Na+)

D.曲線上AB間任一點(diǎn),溶液中都有:cNa+)>cCH3COO)>c(OH)c(H+)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國具有重要意義。

(1)海水中無機(jī)碳的存在形式及分布如圖所示,用離子方程式表示海水呈弱堿性的主要原因______________________。已知春季海水pH8.1,預(yù)測冬季海水堿性將會_______(增強(qiáng)減弱”),理由是_________________。

(2)工業(yè)上以COH2為原料合成甲醇的反應(yīng):CO(g)2H2(g)===CH3OH(g) ΔH0,在容積為1L的恒容容器中,分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。如圖是上述三種溫度下不同H2CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。下列說法正確的是________(填字母)。

Aa、bc三點(diǎn)H2轉(zhuǎn)化率:cab

B.上述三種溫度之間關(guān)系為T1T2T3

Cc點(diǎn)狀態(tài)下再通入1molCO4molH2,新平衡中H2的體積分?jǐn)?shù)增大

Da點(diǎn)狀態(tài)下再通入0.5molCO0.5molCH3OH,平衡不移動

(3)NO加速臭氧層被破壞,其反應(yīng)過程如下圖所示:

NO的作用是_________________。

②已知:O3(g)O(g)===2O2(g) ΔH=-143kJ·mol1

反應(yīng)1O3(g)NO(g)===NO2(g)O2(g) ΔH1=-200.2kJ·mol1 。

反應(yīng)2:熱化學(xué)方程式為____________________________

(4)若將CONO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol -1,反應(yīng)達(dá)到平衡時,N的體積分?jǐn)?shù)隨n(CO)n(NO)的變化曲線如下圖。

b點(diǎn)時,平衡體系中C、N原子個數(shù)之比接近________。

a、bc三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從小到大的順序?yàn)?/span>________;bc、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>__________

③若n(CO)n(NO)0.8,反應(yīng)達(dá)平衡時,N的體積分?jǐn)?shù)為20%,則NO的轉(zhuǎn)化率為_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有下列六種物質(zhì)的溶液:①Na2CO3 ②Al2(SO4)3 ③CH3COOH ④NaHCO3 ⑤HCl ⑥Al(OH)3

(1)pH值相同的,分別用蒸餾水稀釋至原來的倍和倍,稀釋后兩溶液的值仍然相同,則______(“<”“>”“=”)

(2)室溫下,值為11溶液中,由水電離出來的c(OH)=______

(3)寫出溶液的電荷守恒:____________

(4)寫出的酸式電離方程式:________________

(5)的溶液可以制作泡沫滅火劑,其原理為:________________(用離子方程式解釋)

(6)已知反應(yīng)NH4+HCO3+H2ONH3·H2O+H2CO3,該反應(yīng)平衡常數(shù)K=_____。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對化學(xué)反應(yīng)速率和限度有關(guān)問題進(jìn)行探究:

I.甲小組用如圖所示裝置進(jìn)行鎂粉分別與鹽酸、醋酸(均為0.1mol/L40.00mL)的反應(yīng),請回答相關(guān)問題:

①每次實(shí)驗(yàn)至少需要用電子天平(能稱準(zhǔn)1mg)稱取鎂粉___g;

②裝置中有刻度的甲管可以用代替___(填儀器名稱),按圖連接好裝置后,檢查裝置氣密性的方法是___。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后讀取氣體體積時應(yīng)該注意的問題是___(至少回答兩點(diǎn))。

II.乙小組為比較Fe3+Cu2+H2O2分解的催化效果,設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。請回答相關(guān)問題:

①定性分析:如圖甲可通過觀察___(填現(xiàn)象),定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3溶液改為___(寫出試劑及物質(zhì)的量濃度)更為合理,其理由是___。

②定量分析:如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)時均以生成40mL氣體為準(zhǔn),其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中還需要測量的數(shù)據(jù)是___

III.丙小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究KI溶液和FeCl3溶液反應(yīng)存在一定的限度。已知該反應(yīng)為:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。請完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①取5mL0.1molL-1KI溶液,再滴加56(0.2mL)0.1molL-1FeCl3溶液

②充分反應(yīng)后,將溶液分成兩份

③取其中一份,滴加試劑CCl4,用力振蕩一段時間,CCl4層出現(xiàn)紫紅色,說明反應(yīng)生成碘。

④另取一份,滴加試劑___溶液(填試劑名稱),若現(xiàn)象___,則說明該反應(yīng)有一定的限度。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關(guān)敘述正確的是( )

A.1mol發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目一定為2NA

B.向含有1mol的溶液中通入足量的氯氣完全反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA

C.常溫常壓下,14g組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為NA

D.的濃硫酸與足量銅在加熱條件下反應(yīng),生成分子的數(shù)目為0.46NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖中C%表示某反應(yīng)物在體系中的百分含量,v表示反應(yīng)速率,p表示壓強(qiáng),t表示反應(yīng)時間。圖(A)為溫度一定時,壓強(qiáng)與反應(yīng)速率的關(guān)系曲線;圖(B)為壓強(qiáng)一定時,在不同時間C%與溫度的關(guān)系曲線。同時符合以下兩個圖像的反應(yīng)是(  )

A B

A.4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)  ΔH0

B.N2O3(g)NO2(g)NO(g)  ΔH0

C.3NO2(g)H2O(l)2HNO3(l)NO(g)  ΔH0

D.CO2(g)C(s)2CO(g)  ΔH0

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究。

(1)取等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進(jìn)行H2O2的分解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示(現(xiàn)象和結(jié)論略)。

①實(shí)驗(yàn)1、2研究的是__________H2O2分解速率的影響。

②實(shí)驗(yàn)2、3的目的是_______________H2O2分解速率的影響。

(2)查文獻(xiàn)可知,Cu2H2O2分解也有催化作用,為比較Fe3、Cu2H2O2分解的催化效果,該小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn);卮鹣嚓P(guān)問題:

①定性如圖甲可通過觀察_______,定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將CuSO4溶液改為CuCl2溶液更合理,其理由是_________。

②定量如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)時以收集到40 mL氣體為準(zhǔn),忽略其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素,實(shí)驗(yàn)中需要測量的數(shù)據(jù)是__________。

(3)酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液可發(fā)生反應(yīng):2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O10CO2,實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)開始反應(yīng)速率較慢,溶液褪色不明顯,但一段時間后突然褪色,反應(yīng)速率明顯加快。對此展開討論:

①某同學(xué)認(rèn)為KMnO4H2C2O4的反應(yīng)是______熱反應(yīng),導(dǎo)致_______________;

②從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看,你認(rèn)為還可能是________的影響。要證明你的猜想,實(shí)驗(yàn)方案是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知H-H鍵的鍵能為436kJ· mol-1,H-N鍵的鍵能為391 kJ· mol-1,根據(jù)熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJ· mol-1,可知N≡N鍵的鍵能是

A.431 kJ· mol-1B.649 kJ· mol-1C.945.6 kJ· mol-1D.896 kJ· mol-1

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同步練習(xí)冊答案