科學(xué)家要研究跟碳元素及其化合物相關(guān)的很多課題。
(1)焦炭可用于制取水煤氣。測(cè)得12g碳與水蒸氣完全反應(yīng)生成水煤氣時(shí),吸收了131. 6kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________ 。
(2)工業(yè)上可用焦炭冶煉金屬,若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應(yīng),得到0.6mol鐵,同時(shí)生成2種常見氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。
(3)碳跟水蒸氣制水煤氣的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),下列情況下能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(選填編號(hào).)。
A.V正(H2O)=V正(H2) |
B.容器中溫度不再發(fā)生改變 |
C.消耗nmolH2同時(shí)消耗nmolCO |
D.容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變 |
(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ?H=+131.6KJ/mol;(2)5C+3Fe2O3CO2↑+4CO↑+6Fe;(3)B D (4)8.1
解析試題分析:(1)根據(jù)題意可得方程式為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ?H=+131.6KJ/mol;(2) 赤鐵礦主要成分是Fe2O3,由于0.5mol碳完全反應(yīng)得到0.6mol鐵,說明反應(yīng)的Fe2O3的物質(zhì)的量為0.3mol,因?yàn)橥瑫r(shí)生成2種常見氣體,則根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是5C+3Fe2O3CO2↑+4CO↑+6Fe;(3)A.在任何時(shí)刻都存在V正(H2O)=V正(H2)。所以不能由此確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。錯(cuò)誤。B. 由于該反應(yīng)伴隨著能量變化。如果反應(yīng)未達(dá)到平衡,無(wú)論向那個(gè)方向進(jìn)行,容器內(nèi)的溫度必然發(fā)生改變。若容器中溫度不再發(fā)生改變,則單位時(shí)間內(nèi)任何物質(zhì)的濃度就不再變化,即反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。正確。C.H2、CO都是生成物,在任何時(shí)刻都存在著消耗nmolH2同時(shí)消耗nmolCO 的關(guān)系,所以不能由此確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。錯(cuò)誤。D.該反應(yīng)是個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),若容器中氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變,必然反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。正確。(4)化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)個(gè)生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),c(H2O)="0.10mol/L," c(H2)="c(CO)=0.9mol/L." 因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)?shù)?分鐘時(shí)達(dá)到那番話狀態(tài)。其變化曲線見答案。
考點(diǎn):考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及平衡一定的知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料氣,其儲(chǔ)運(yùn)、燃燒安全性、理論燃燒溫度等性能指標(biāo)均優(yōu)于液化石油氣,也可用作燃燒電池的燃料,具有很好的好展前景。
(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃燒熱(ΔH)分別為-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol,則工業(yè)上利用水煤氣成分按1:1合成二甲醚的熱化學(xué)方程式為 。
(2)工業(yè)上采用電浮遠(yuǎn)凝聚法處理污水時(shí),保持污水的pH在5.0,通過電解生成Fe(OH)3膠體,吸附不溶性雜質(zhì),同時(shí)利用陰極產(chǎn)生的H2,將懸浮物帶到水面,利于除去。實(shí)驗(yàn)室以二甲醚燃料電池模擬該方法設(shè)計(jì)的裝置如下圖所示:
①乙裝置以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),稀土金屬材料為電極。寫出該燃料電池的正極電極反應(yīng)式 ;下列物質(zhì)可用做電池熔融碳酸鹽的是 。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②寫出甲裝置中陽(yáng)極產(chǎn)物離子生成Fe(OH)3沉淀的離子方程式: 。
③已知常溫下Kap[Fe(OH)3]=4.0×10—38,電解一段時(shí)間后,甲裝置中c(Fe3+)= 。
④已知:H2S的電離平衡常數(shù):K1=9.1×10—8、K2=1.1×10—12;H2CO3的電離平衡常數(shù):K1=4.31×10—7、K2=5.61×10—11。測(cè)得電極上轉(zhuǎn)移電子為0.24mol時(shí),將乙裝置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列各項(xiàng)正確的是
A.發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:CO2+S2—+H2O=CO32—+H2S
B.發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:CO2+S2—+H2O=HCO3—+HS—
C.c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32—)+2c(S2—)+c(OH—)
E.c(Na+)>c(HCO3—)>c(HS—)>c(OH—)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增,全球能源緊張及世界氣候面臨越來(lái)越嚴(yán)重的問題,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。
(1)如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖,若①變化是置換反應(yīng),則其化學(xué)方程式可為______________________________________;
圖中變化過程哪些是吸熱反應(yīng)________(填序號(hào))。
(2)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上可用如下方法合成甲醇:
方法一 CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)
方法二 CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g)
在25℃、101 kPa下,1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ,寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式:_____________________________________________;
某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬(wàn)噸,若將此CO2完全轉(zhuǎn)化為甲醇,則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ(保留三位有效數(shù)字)。
(3)金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化:TiO2(金紅石)+2C+2Cl2高溫,TiCl4+2CO 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol-1
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________。
(4)臭氧可用于凈化空氣,飲用水消毒,處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如:
6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=-235.8 kJ·mol-1,
已知:2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)ΔH=+62.2 kJ·mol-1,
則O3轉(zhuǎn)化為O2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
甲醇是一種重要的化工原料。甲醇與水蒸氣催化重整可獲得清潔能源,具有廣泛的應(yīng)用前景,F(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下表所示。
時(shí)間 物質(zhì) | 0 min | 10 min | 30 min | 60 min | 70 min |
CO2(mol/L) | 0 | 0.2 | 0.6 | 0.8 | 0.8 |
CH3OH(mol/L) | 1.0 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
能源的開發(fā)利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
則C的燃燒熱ΔH=________ kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號(hào))。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,請(qǐng)寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng):______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中,反應(yīng)前壓強(qiáng)為p0,反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用p表示,反應(yīng)過程中與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。
請(qǐng)回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是(填字母代號(hào))________。
A.壓強(qiáng)保持不變
B.氣體密度保持不變
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0~2 min內(nèi),以c(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為________。
③欲提高N2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有________。
A.向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B.分離出NH3
C.升高溫度
D.充入氦氣使壓強(qiáng)增大
E.加入一定量的N2
(3)25 ℃時(shí),BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中,c(CO32—)=0.2 mol·L-1,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產(chǎn)生BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________ mol·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來(lái)的一項(xiàng)全球性重大課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題,并緩解能源危機(jī),有的專家提出利用太陽(yáng)能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,如圖所示:
過程Ⅰ可用如下反應(yīng)表示:
①2CO22CO+O2、2H2O===2H2+O2 ③2N2+6H2O4NH3+3O2、2CO2+4H2O2CH3OH+3O2 ⑤2CO+4H2O________+3O2
請(qǐng)回答下列問題:
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)請(qǐng)完成第⑤個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。
(3)上述轉(zhuǎn)化過程中,ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(4)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表:
共價(jià)鍵 | H—N | H—O | N≡N | O===O |
斷裂1 mol化學(xué)鍵所需能量/(kJ·mol-1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。
(1) 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________ _____。
(2)工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),ΔH=-90.1 kJ·mol-1 在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_ ____(mol·L-1)-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)工業(yè)生產(chǎn)中用SO2為原料制取硫酸
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來(lái)制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式___ ____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請(qǐng)寫出開始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式____ ______。
(4)工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO2
若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式 ,所得溶液呈 性。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
(1)工業(yè)合成氨時(shí),合成塔中每產(chǎn)生1 mol NH3,放出46.1 kJ的熱量。
① 工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是 。
② 已知:
N2 (g)2N (g)
H2 (g)2H (g)
則斷開1 mol N-H鍵所需的能量是_______kJ。
(2)下表是當(dāng)反應(yīng)器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線。
① 曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是 。
② 關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng),下列敘述正確的是 (填字母)。
A. 及時(shí)分離出NH3可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率
B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率且提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率
C. 上圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2轉(zhuǎn)化率是 。
(3)氨是一種潛在的清潔能源,可用作堿性燃料電池的燃料。電池的總反應(yīng)為:
4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g)。
則該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是 。
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