(16分) 碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)反應(yīng)C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,達(dá)到平衡后,體積不變時(shí),以下有利于提高H2產(chǎn)率的措施是    。

A.增加碳的用量  B.升高溫度 C.用CO吸收劑除去CO D.加入催化劑
(2)已知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ?mol-1
則反應(yīng) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 的△H=      kJ?mol-1。
(3)CO與H2一定條件下反應(yīng)生成甲醇(CH3OH),甲醇是一種燃料,可利用甲醇設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池,用稀硫酸作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,該電池負(fù)極反應(yīng)式為      
(4)在一定溫度下,將CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),得到如下數(shù)據(jù):
t / min
2
4
7
9
n(H2O)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
 ①其它條件不變,降低溫度,達(dá)到新平衡前v(逆)_____v(正)(填“>”、“<”或“="”)" 。
②該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______    _____;
③其它條件不變,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(16分) (1)BC(4分,答1個(gè)對(duì)的得2分,全對(duì)得4分,見(jiàn)錯(cuò)0分)
(2)- 41.2(3分,沒(méi)有“-”扣1分,數(shù)據(jù)算錯(cuò)得0分,全對(duì)得3分)
(3)CH3OH?6e-+ H2O   CO2+6H+ (2分)
(4)①< (2分); ②K=9/25或0.36(3分) ;③ 不變 (2分)

解析試題分析:(1)反應(yīng)C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1是吸熱反應(yīng),所以提高氫氣的產(chǎn)率,也即使平衡正向進(jìn)行,升高溫度,或減小生成物CO的濃度,但C是固體,增大碳的用量,不能使平衡正向移動(dòng),催化劑的使用只能加快反應(yīng)速率,不能改變平衡,所以答案選BC;
(2)C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1, ①
C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ?mol-1         
所以根據(jù)蓋斯定律反應(yīng) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 的△H=①-②="+131.3" kJ?mol-1-172.5kJ?mol-1="-41.2" kJ?mol-1;
(3)燃料電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),所以燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合電解質(zhì)溶液,則負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是甲醇失去電子生成二氧化碳和氫離子,電極反應(yīng)式為CH3OH?6e-+ H2O   CO2+6H+
(4)①CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)是放熱反應(yīng),所以降低溫度平衡正向移動(dòng),則達(dá)到新平衡前反應(yīng)正向進(jìn)行,v(逆)< v(正);
②該溫度下,達(dá)平衡時(shí),H2O(g)和CO的濃度均是0.10mol/2.0L=0.05mol/L,CO2、H2的平衡濃度均是(0.16-0.10)mol/2.0L=0.03mol/L,所以此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=0.032/0.052=0.36;
③該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng),所以其它條件不變,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),達(dá)到的新平衡與原平衡等效,平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)不變。
考點(diǎn):考查蓋斯定律、電化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

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:單選題

以甲醇為替代燃料是解決我國(guó)石油資源短缺的重要措施。
(1)CO、CO2可用于甲醇的合成,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)                △H=" -102.5" kJ·mol-1 
CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)            △H="-42.9" kJ·mol-1  
則反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)  △H=   kJ·mol-1    
反應(yīng)CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為   。
(2)用CO2合成甲醇時(shí)可選用亞鉻酸鋅(ZnCr2O4)或CuCl為催化劑。
①工業(yè)制備亞鉻酸鋅是用CO還原ZnCrO4·H2O,同時(shí)生成ZnO。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是   。以亞鉻酸鋅為催化劑時(shí),工業(yè)上的適宜溫度是:350℃~420℃,可能的原因是   。
② CuCl是不溶于水的白色固體,制備時(shí)向CuCl2溶液中加入過(guò)量銅粉,發(fā)生反應(yīng)CuCl2+Cu=2CuC1。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)先加入濃鹽酸,發(fā)生反應(yīng)CuCl + HClH[CuCl2]。反應(yīng)結(jié)束后將溶液倒入蒸餾水中有CuCl生成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入濃鹽酸的目的是   。當(dāng)c(Cl-)=2×10-3 mol·L—1時(shí), c(Cu+-)=    mol·L—1。已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7
(3)直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,則負(fù)極反應(yīng)是   。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題

既是氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是

A.氫氣在氧氣中燃燒 B.鋁片與稀硫酸反應(yīng)
C.灼熱的炭與水蒸氣反應(yīng) D.消石灰與氯化銨固體反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題

下列熱化學(xué)方程式中,ΔH的絕對(duì)值能表示可燃物的燃燒熱的是(  )

A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

降低大氣中CO2的含量、減緩溫室效十分重要。
(1)工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

上圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。該反應(yīng)是      (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)某溫度下,若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖實(shí)線所示。則加入催化劑的曲線是   (填:a或b);
0—8min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO2)=  mol/(L·min)。

(3)在CO跟O2的反應(yīng)中,破壞1molCO中的化學(xué)鍵消耗的能量為a kJ,破壞1molO=O鍵消耗的能量為bkJ,形成1molC=O鍵釋放的能量為ckJ。則1molCO在空氣中完全燃燒生成CO2放出的能量為
           kJ。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(14分)
(1)純水中c(H)=5.0×10-7mol/L,則此時(shí)純水中的c(OH)=                        
若溫度不變,滴入稀硫酸使c(H)=5.0×10-3mol/L,則c(OH)=                        。
(2)在CH3COONa的溶液中,各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是                   。
(3)明礬的水溶液顯酸性,其原因是(用離子方程式表示)                             
(4)在25℃、101kPa下,0.5mol的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出352kJ的熱量,則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為                                    。
(5)1L 1 mol·L-1 H2SO4溶液與2L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ熱量,則表示中和熱的熱化學(xué)方程式為                                                          。
(6)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol ;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534 kJ/mol
則N2H4與NO2與完全反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為                       

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(7分)某同學(xué)模擬工業(yè)“折點(diǎn)加氯法”處理氨氮廢水的原理,進(jìn)行如下研究。

裝置(氣密性良好,試劑已添加)
操作
現(xiàn)象

打開(kāi)分液漏斗活塞,逐滴加入濃氨水
ⅰ.C中氣體顏色變淺
ⅱ.稍后,C中出現(xiàn)白煙并逐漸增多
 
(1)濃氨水分解可以制氨氣,寫(xiě)出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是                          。從平衡移動(dòng) 的角度分析NaOH固體在氨水分解中的作用                         。
(2)現(xiàn)象ⅰ,C中發(fā)生的反應(yīng)為:2NH3(g)+3Cl2(g)= N2(g)+6HCl(g) ?H=—456 kJ·mol-1
已知:
①NH3的電子式是               
②斷開(kāi)1mol H-N鍵與斷開(kāi)1molH-Cl鍵所需能量相差約為        ,
(3)現(xiàn)象ⅱ中產(chǎn)生白煙的化學(xué)方程式是                                。
(4)為避免生成白煙,該學(xué)生設(shè)計(jì)了下圖裝置以完成Cl2和NH3的反應(yīng)。

若該裝置能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),則①石墨b電極上發(fā)生的是         反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)
②寫(xiě)出石墨a電極的電極反應(yīng)式:                                      

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(14分)圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時(shí)間變化的示意圖。根據(jù)題意回答下列問(wèn)題

(1)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                           。
(2)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)=   。
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=   ;溫度降低,K   (填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

容 器



反應(yīng)物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡時(shí)c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量變化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
 
則:α12=   , a+b/2=    ,m=   

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

(17分)CO和H2的混合氣體俗稱(chēng)合成氣,是一種重要的工業(yè)原料氣,可以在一定條件下制備甲醇,二甲醚等多種有機(jī)物。工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與水進(jìn)行高溫重整制備合成氣。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液態(tài)水汽化時(shí)的能量變化為44.0kJ。寫(xiě)出甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制取合成氣的熱化學(xué)方程式                  。
(2)在一定條件下,向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),測(cè)得CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如下表所示:

    時(shí)間/min
物質(zhì) 濃度
 
0
 
1
 
2
 
3
 
4
 
CH4
 
0.2mol·L—1
 
0.13 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.09 mol·L—1
 
H2
 
0 mol·L—1
 
0.2 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.33 mol·L—1
 
①3—4min之間,化學(xué)平衡向___   ____反應(yīng)方向移動(dòng)(填“正”或“逆”)。
②3min時(shí)改變的反應(yīng)條件是____________________(只填一種條件的改變)
(3)已知溫度、壓強(qiáng)、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對(duì)該反應(yīng)的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②圖2中兩條曲線所示的壓強(qiáng)比的關(guān)系:p1_______p2
(4)以天然氣(設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))、KOH溶液為原料可設(shè)計(jì)成燃料電池
①放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式_______________________________________
②設(shè)裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放電時(shí)參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為8.96L,放電過(guò)程中沒(méi)有氣體逸出,則放電完畢后,所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為                     ____。

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