【題目】CN、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題,科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對環(huán)境的不利影響。

1)在催化劑存在的條件下,用H2NO還原為N2。已知:

則氫氣和一氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程式是_____

2)在500℃下合成甲醇的反應(yīng)原理為:

CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)1L的密閉容器中,充入1mol CO23mol H2,壓強(qiáng)為p0,測得CO2(g)CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。(可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度,計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

①反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí),v()__v() (“>”“<””)。04minH2的平均反應(yīng)速率v(H2)_mol·L1·min1。

CO2平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為___,該溫度下Kp__(用含有p0的式子表示)。

③下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___

A.v(CH3OH)3v(H2)

B.CO2、H2、CH3OHH2O濃度之比為1311

C.恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化

D.恒溫恒容下,氣體的密度不再變化

500℃、在2個(gè)容積都是2L的密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器

容器甲

容器乙

反應(yīng)物起始投入量

1mol CO2,3mol H2

0.5mol CO21mol H2

1mol CH3OH,1mol H2O

CH3OH的平衡濃度/mol ·L1

C1

C2

則乙容器中反應(yīng)起始向___方向進(jìn)行;c1___c2。(“>”“<””)

3)甲醇作為一種燃料還可用于燃料電池。在溫度為650℃的熔融鹽燃料電池中用甲醇、空氣與CO2的混合氣體作反應(yīng)物,鎳作電極,用Li2CO3Na2CO3混合物作電解質(zhì)。該電池的負(fù)極反應(yīng)式為___。

【答案】2NO(g)+2H2 (g)=N2(g)+2H2O(g) H=734.7kJ·mol-1 > 0.375 10% 256/(3p02 ) C 逆反應(yīng) < CH3OH6e+3CO32=4CO2↑+2H2O

【解析】

1)△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;

2)①根據(jù)4min后,反應(yīng)物和生成物量的變化確定反應(yīng)方向;根據(jù)v=c/t計(jì)算甲醇或CO2的速率,再根據(jù)速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算 H2;

②根據(jù)三行式法計(jì)算;

③變量不在發(fā)生改變,證明反應(yīng)達(dá)到了平衡;

④列三行式進(jìn)行判斷;

3)燃料在負(fù)極反應(yīng),氧氣在正極反應(yīng),書寫電極反應(yīng)式。

1)△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=2×630KJ/mol+2×436KJ/mol-941.7 KJ/mol-2×962.5KJ/mol=-734.7kJ·mol-1則熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2 (g)=N2(g)+2H2O(g) H=734.7kJ·mol-1;

答案:2NO(g)+2H2 (g)=N2(g)+2H2O(g) H=734.7kJ·mol-1

2)①反應(yīng)進(jìn)行到4min后,甲醇的濃度仍在增加,二氧化碳濃度仍在減小,說明反應(yīng)在正向進(jìn)行,則v() >v()04min,vCO2==0.125 mol·L1·min1,則H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=3 vCO2)=3×0.125=0.375mol·L1·min1。

答案:> 0.375

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

n(初) 1 3 0 0

n 0.75 0.75 0.75 0.75

n(平衡)0.25 0.75 0.75 0.75

CO2平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為=10%;平衡后的總壓強(qiáng)為P0=,CO2產(chǎn)生的壓強(qiáng)為=0.0625P0,氫氣、甲醇、水蒸氣平衡后的物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)相等,壓強(qiáng)均為 =0.1875P0,平衡常數(shù)為Kp== 256/(3p02 )

答案:10% 256/(3p02 )

A.速率比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故A錯(cuò)誤;

B.反應(yīng)中CO2、H2H2OCH3OH的物質(zhì)的量濃度之比決定于反應(yīng)開始時(shí)加入物質(zhì)的多少,與平衡狀態(tài)無關(guān),故B錯(cuò)誤;

C.因?yàn)檎磻?yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),恒溫恒壓時(shí),反應(yīng)正向進(jìn)行氣體體積就在減小,當(dāng)氣體的體積不再變化,則達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;

D.根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,若體積不變,則密度始終不變,所以密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;

答案:C

④先根據(jù)②計(jì)算K

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

c(初) 1 3 0 0

c 0.75 0.75 0.75 0.75

c(平衡) 0.25 0.75 0.75 0.75

k===

容器乙:

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

c(初) 0.25 1/2 0.5 0.5

Qc==8>k,反應(yīng)逆反應(yīng)方向進(jìn)行。

容器乙中氣體初始物質(zhì)的量全換算為反應(yīng)物

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

n(初) 0.5 1 1 1

換算后n 1.5 4

容器乙中反應(yīng)物的濃度大于容器甲,因?yàn)?/span>T、V相同,則乙容器中物質(zhì)的平衡濃度大于甲容器中物質(zhì)的平衡濃度。

答案:逆反應(yīng) <

3)甲醇燃料電池中甲醇失電子被氧化,在負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電極反應(yīng)式為CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O;

答案: CH3OH+3CO32--6e-=4CO2+2H2O

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】下列反應(yīng)屬于同種物質(zhì)中同一價(jià)態(tài)的同一元素部分被氧化,部分被還原的氧化還原反應(yīng)的是(  )

A.3Br2+6KOH5KBr+KBrO3+3H2O

B.MnO2+4HCl()MnCl2+Cl2+2H2O

C.2KNO32KNO2+O2

D.NH4NO3N2O↑+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化鈉常作漂白劑、殺菌劑、消毒劑。過氧化鈉保存不當(dāng)容易吸收空氣中CO而變質(zhì)。

(1)某課外活動小組欲探究某過氧化鈉樣品是否已經(jīng)變質(zhì),取少量樣品,溶解,加入__________溶液,充分振蕩后有白色沉淀,證明Na2O2已經(jīng)變質(zhì)。

(2)該課外活動小組為了粗略測定過氧化鈉的純度,他們稱取a g樣品,并設(shè)計(jì)用下圖裝置來測定過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

A中發(fā)生反應(yīng)離子方程式為_____________________。

將儀器連接好以后,必須進(jìn)行的第一步操作是_____________________。

B裝置出來的氣體是否需要干燥_________________。(填“是”或“否”)

寫出裝置C中發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________,______________。

D中NaOH溶液的作用_______________________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),讀取實(shí)驗(yàn)中生成氣體的體積時(shí),不合理的是_______________。

a.直接讀取氣體體積,不需冷卻到室溫

b.上下移動量筒,使得E、F中液面高度相同

c.視線與凹液面的最低點(diǎn)相平讀取量筒中水的體積

讀出量筒內(nèi)水的體積后,折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為V mL,則樣品中過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________。

實(shí)驗(yàn)完成后E到F之間導(dǎo)管內(nèi)殘留水的體積會使測量結(jié)果__________。(填“偏大”、“偏小”或“不影響”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,用0.1000 mol·L1 NaOH溶液分別滴定0.1000 mol·L1 HAHD酸的滴定曲線如圖所示。下列說法不正確的是

A.等物質(zhì)的量濃度時(shí),Ka越小滴定突變越不明顯,滴定誤差越大

B.滴定HC時(shí),滴定終點(diǎn)的pH7

C.滴定HB時(shí),應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑

D.由圖像可知在計(jì)算HD滴定前溶液pH時(shí)不能忽略水的電離

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)比較金屬性的強(qiáng)弱:Na_________K(“>”、“<””);反應(yīng)NaKClNaClK↑能發(fā)生的原因是________________。

(2)COCl2是共價(jià)化合物,各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。寫出COCl2的結(jié)構(gòu)式__________

(3)電解熔融氧化鋁制備金屬鋁時(shí),需要定期更換陽極石墨塊,理由是_________________(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)下列各組物質(zhì)中,互為同位素的是___(填序號,下同),互為同系物的是___,互為同分異構(gòu)體的是____。

①紅磷與白磷 CH3COOCH3CH3CH2COOCH3 ⑦乙醇與二甲醚

2)按系統(tǒng)命名法給下列有機(jī)物命名:

CH3CH(C2H5)CH(CH3)2______

_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳在冶金工業(yè)上具有重要用途。已知氧與碳的反應(yīng)主要有:

Ⅰ.C(s)+O2(g)CO2(g) △H1=-394kJ·mol1

Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221kJ·mol1

Ⅲ.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H3

上述反應(yīng)的△GT如圖所示,且滿足△G=△HTS。

請回答:

(1)曲線a代表反應(yīng)_________(填“I”、“II”或“III”),理由是__________。

(2)研究發(fā)現(xiàn),以CO2替代高溫水蒸氣作為煤氣化反應(yīng)(H2OC反應(yīng))的氣化劑,實(shí)現(xiàn)了CO2零排放的新工藝。寫出反應(yīng)IV的熱化學(xué)方程式___________(碳的計(jì)量數(shù)為1)。在1273K時(shí),測得碳轉(zhuǎn)化率[α(C)]與時(shí)間t變化如圖所示。保持其它條件不變,請畫出1773K時(shí)α(C)~t關(guān)系圖______。

(3)當(dāng)TT1時(shí),反應(yīng)IV處于平衡狀態(tài),下列關(guān)于反應(yīng)IV的說法正確的是_________

A.因平衡時(shí)△G0,若△H變化173.3kJ·mol1,△S變化173.3J·K1·mol1,計(jì)算得T11000K

B.TT1時(shí),反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動

C.當(dāng)碳的濃度不再變化時(shí),一定處于平衡狀態(tài)

D.因平衡常數(shù)K的值不再變化,反應(yīng)達(dá)到了平衡

(4)當(dāng)T1273K時(shí),僅存在CO、CO2兩種氣體,且維持總壓為1 atm,此時(shí)反應(yīng)IVKp112,則CO氣體所占的分壓p(CO)為___________atm。(列式即可)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下面是合成藥物格列衛(wèi)的中間體J的一種合成路線:

回答下列問題:

1A的名稱為____B的化學(xué)式為____。

2F中含氧官能團(tuán)名稱為____

3B→CI→J的反應(yīng)類型分別為________。

4G的結(jié)構(gòu)簡式為____

5)芳香化合物XD的同分異構(gòu)體,苯環(huán)上具有三個(gè)取代基且氨基與苯環(huán)直接相連,X能發(fā)生銀鏡反應(yīng),分子結(jié)構(gòu)只有一個(gè)乙基,符合條件的X的結(jié)構(gòu)式有____種。

6)寫出用甲苯、乙醇為原料制備對氨基苯甲酸乙酯的合成路線:_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)利用如圖裝置,進(jìn)行NH3與金屬氧化物MxOy反應(yīng)生成M、N2H2O,通過測量生成水的質(zhì)量來測定M的相對原子質(zhì)量。a中試劑是濃氨水。

①儀器a的名稱為_________,儀器b中裝入的試劑可以是___________。

②按氣流方向正確的裝置連接順序?yàn)?/span>_________(填字母,裝置可重復(fù)使用)

(2)亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽,在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛,F(xiàn)用下圖所示裝置(夾持裝置已省略)及藥品,探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)及氣體產(chǎn)物成分。

已知:ⅰ.NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O

.氣體液化的溫度:NO2(21)NO(-152)

①反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾,先通入一段時(shí)間氮?dú)猓康氖?/span>________________

②為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物,儀器的連接順序(從左向右連接)A→_________;組裝好儀器后,接下來進(jìn)行的操作是__________

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