【題目】研究CO、CO2的應(yīng)用具有重要的意義。

(1)CO可用于煉鐵,已知:

Fe2O3(s)+ 3C(s)=2Fe(s)+ 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol1

C(s) +CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol1

則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為 。

(2)CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ;

測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化圖:

圖判斷該反應(yīng)ΔH 0,曲線I、II對應(yīng)的平衡常數(shù)KI KII(填“>”或“=”或“<”)。

②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時間后達到平衡。

若甲中平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則c的取值范圍為 。

③一定溫度下,此反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

a.容器中壓強不變 b.H2的體積分數(shù)不變

c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不變

e.2個C=O斷裂的同時有3個C-H形成

3)將燃煤廢氣中的CO轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:

2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)。二甲醚與空氣可設(shè)計成燃料電池,若電解質(zhì)為堿性。寫出該燃料電池的負極反應(yīng)式 。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強對制備二甲醚反應(yīng)的影響

【答案】

(1)Fe2O3(s)+ 3CO(g)=2Fe(s)+ 3CO2(g) △H=-28.5 kJ·mol-1

(2)①< ;>; ②0.4<c≤1; ab;

(3)CH3OCH3-12 e +16OH = 2CO32— +11H2O;該反應(yīng)分子數(shù)減少壓強增加使平衡右移,CH3OCH3產(chǎn)率增加壓強增加使COH2濃度增加,反應(yīng)速率增大。

【解析】

試題分析(1)①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1,

②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJmol-1

由蓋斯定律①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1,

故答案為:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1;

(2)①根據(jù)圖象可知,線Ⅱ的反應(yīng)速率大于線Ⅰ,所以線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度高于線Ⅰ,而線Ⅱ?qū)?yīng)的甲醇的物質(zhì)的量小,也就是說溫度高反應(yīng)平衡逆向移動,據(jù)此判斷反應(yīng)的△H<0。根據(jù)溫度對平衡移動的影響可知,升高溫度,平衡向吸熱方向移動,而該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)變小,即K>K。

故答案為:<;>;

②在容積相同且固定的兩個密閉容器中,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,則甲、乙兩容器中最終形成完全相同的平衡狀態(tài),設(shè)甲達到平衡時生成CH3OH xmol,依據(jù)題意可知得關(guān)系式:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

n(起始/mol) 1 3 0 0

n(變化/mol) x 3x x x

n(平衡/mol) 1-x 3-3x x x

所以有=0.8,解得x=0.4,

因此要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則c的取值范圍為:0.4<c≤1。

故答案為:0.4<c≤1;

③a.該反應(yīng)是前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng),由于此反應(yīng)在恒容器中進行,故容器中的壓強不變,能作為平衡的依據(jù),故a正確;

b.當反應(yīng)未達平衡時,H2 的體積分數(shù)會一直減小,故當氫氣的體積分數(shù)不變時,說明反應(yīng)達平衡,故b正確;

c.當反應(yīng)達平衡時,各物質(zhì)的濃度之間無必然的數(shù)值關(guān)系,故當c(H2)=3c(CH3OH)時,反應(yīng)不一定平衡,故c錯誤;

d.由于此反應(yīng)是氣體的質(zhì)量不變,由于容器恒,則氣體的密度始終不變,故當容器中密度不變時,不能說明反應(yīng)達平衡,故錯誤;

e.2個C=O 斷裂的同時必定會有6 個H-H 斷裂,不能說明反應(yīng)達平衡,故e錯誤。

故選ab

(3)將燃煤廢氣中的CO轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)。當以二甲醚與空氣設(shè)計成燃料電池,且電解質(zhì)為堿性,則該燃料電池的負極反應(yīng)式為:CH3OCH3-12 e +16OH = 2CO32— +11H2O;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理可知,該反應(yīng)分子數(shù)減少,壓強增加使平衡右移,CH3OCH3產(chǎn)率增加壓強增加使COH2濃度增加,反應(yīng)速率增大。

故答案為:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g);該反應(yīng)分子數(shù)減少,壓強增加使平衡右移,CH3OCH3產(chǎn)率增加,壓強增加使CO和H2濃度增加,反應(yīng)速率增大。

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】類比是研究物質(zhì)性質(zhì)的常用方法之一,可預(yù)測許多物質(zhì)的性質(zhì)。但類比是相對的,不能違背客觀實際。下列各說法中,正確的是( )

A. IVA族元素氫化物沸點順序是:GeH4 > SiH4 > CH4;則VA族元素氫化物沸點順序也是:AsH3 > PH3 > NH3

B. CH4是正四面體結(jié)構(gòu),則SiH4也是正四面體結(jié)構(gòu)

C. 鋰與氧氣反應(yīng):4Li + O22Li2O,則鈉與氧氣反應(yīng):4Na + O22Na2O

D. CaCO3與稀硝酸反應(yīng)生成CO2,則CaSO3與稀硝酸反應(yīng)生成SO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】結(jié)晶玫瑰是具有玫瑰香氣的香料,可由下列方法合成(部分反應(yīng)物及反應(yīng)條件未標出)

已知 (-R表示烴基)

(1)A是苯的一種同系物,相同條件下,其蒸氣對氫氣的相對密度是46,則A的結(jié)構(gòu)簡式是 。

(2)反應(yīng)的條件是氯氣和光照,則反應(yīng)②的方程式是 。

(3)D的核磁共振氫譜共有 組峰。

(4)的化學(xué)方程式是

(5)C有多種同分異構(gòu)體,寫出其中含苯環(huán)且不屬于酚類的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物含量顯得尤為重要。

(1)汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應(yīng):N2+O2═2NO,是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一;在T1、T2溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示,根據(jù)圖象判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)═2NO(g)的△H__________ 0(填“>”或“<”)。

(2)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。汽車發(fā)動機工作時會引起N2和O2反應(yīng),其能量變化如圖所示,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳單質(zhì)及其化合物有廣泛的應(yīng)用。

(1)碳的同素異性體金剛石、石墨和C60晶體中,能溶于有機溶劑的是___,原因是_______。

(2)CH3COCH=CHCH3分子中,C原子所采取的雜化類型有____________。

(3)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成,如圖所示,圖中用虛線標出了石墨的一個六方晶胞。該晶胞中含有的碳原子數(shù)為_____個。

(4)石墨烯是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,如圖所示。1mol石墨烯中含有的六元環(huán)個數(shù)為______,下列有關(guān)石墨烯說法正確的是________

a.晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵

b.石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面

c.從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力

(5)石墨烯可轉(zhuǎn)化為C60,C60的結(jié)構(gòu)如圖所示,該分子是由五邊形和六邊形構(gòu)成的球體,其中五邊形有12個,六邊形有________個。

(6)金剛石晶胞如圖所示,則金剛石晶胞中原子的配位數(shù)為_____,原子空間利用率為_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】世界環(huán)保聯(lián)盟建議全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒,而建議采用高效“綠色”消毒劑二氧化氯。二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,易溶于水、不穩(wěn)定、呈黃綠色,在生產(chǎn)和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋,同時需要避免光照、震動或加熱。實驗室以電解法制備ClO2的流程如下:

(1)ClO2中所有原子 (填“是”或“不是”)都滿足8電子結(jié)構(gòu)。上圖所示電解法制得的產(chǎn)物中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍色,除去雜質(zhì)氣體可選用 。

A.飽和食鹽水 B.堿石灰 C.濃硫酸 D.四氯化碳

(2)穩(wěn)定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發(fā)的新型產(chǎn)品,下列說法正確的是

A.二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理

B.應(yīng)用在食品工業(yè)中能有效地延長食品貯藏期

C.穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍

D.在工作區(qū)和成品儲藏室內(nèi),要有通風(fēng)裝置和監(jiān)測及警報裝置

(3)歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備;瘜W(xué)反應(yīng)方程式為 。

缺點主要是產(chǎn)率低、產(chǎn)品難以分離,還可能污染環(huán)境。

(4)我國廣泛采用經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉(NaClO2)反應(yīng)制備,化學(xué)方程式是 ,此法相比歐洲方法的優(yōu)點是

(5)科學(xué)家又研究出了一種新的制備方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,化學(xué)反應(yīng)方程式為 。此法提高了生產(chǎn)及儲存、運輸?shù)陌踩,原因?/span> 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:A是來自石油的重要有機化工原料,此物質(zhì)可以用來衡量一個國家石油化工發(fā)展水平,E是具有果香味的有機物,F(xiàn)是一種高聚物,可制成多種包裝材料

(1)A的結(jié)構(gòu)式為______。

(2)B分子中的官能團名稱是______,C的名稱為______

(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式

__ ___。

___ ___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】據(jù)媒體報道,以氫氧燃料電池為動力的公交車即將在北京試運行。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC) 常作為電動汽車的動力源該燃料電池以氫為燃料,空氣為氧化劑,鉑催化劑,導(dǎo)電離子是H+。下列對該燃料電池的描述中正確的是

正極反應(yīng)為:O2+4H++4e- ═2H2O

負極反應(yīng)為:2H2-4e- ═4H+

總的化學(xué)反應(yīng)為:2H2+O22H2O

H+通過電解質(zhì)向正極移動

A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過如下簡化流程脫除燃煤尾氣中的SO2,同時制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略)。

請回答下列問題:

(1)上述流程中多次涉及到過濾操作,實驗室進行過濾操作時需要用到的硅酸鹽儀器有玻璃棒、 、 ;其中玻璃棒的作用是 。

(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是 。

(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除銅鎳的過程中,當Ni2+恰好完全沉淀 (此時溶液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol/L),溶液中Cu2+的濃度是 mol/L。

(4)工業(yè)上采用惰性電極電解K2MnO4水溶液的方法來生產(chǎn)KMnO4,請寫出陽極的電極反應(yīng)式 ,電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式

(5)下列各組試劑中,能準確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是_________。(填編號)

a.NaOH溶液、酚酞試液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液

c.碘水、淀粉溶液 d.氨水、酚酞試液

(6)除雜后得到的MnSO4溶液可以通過 制得硫酸錳晶體。(MnSO4H2O,相對分子質(zhì)量為169)

a.過濾 b.蒸發(fā)濃縮 c.冷卻結(jié)晶 d.灼燒

(7)已知廢氣中SO2濃度為8.4 g/m3,軟錳礦漿對SO2的吸收率可達90%,則處理1000 m3燃煤尾氣,可得到硫酸錳晶體質(zhì)量為 kg(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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