苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機原料。工業(yè)中用乙苯(C6 H5- CH2 CH3)為原料,采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6 H5- CH= CH2)的反應(yīng)方程式為:
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
(1)向體積為VL的密閉容器中充入a mol乙苯,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,平衡體系組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與溫度的關(guān)系如圖所示:
由圖可知:在600℃時,平衡體系中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%,則:
① 氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 ;乙苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 ;
② 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為 ;
③ 計算此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)(請寫出計算過程)。
(2) 分析上述平衡體系組成與溫度的關(guān)系圖可知:△H1 0(填“>、=或<” )。
(3)已知某溫度下,當(dāng)壓強為101.3kPa時,該反應(yīng)中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為30%;在相同溫度下,若反應(yīng)體系中加入稀釋劑水蒸氣并保持體系總壓為101.3kPa,則乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 30%(填“>、=、<” )。
(4)已知:
3C2 H2 (g) C6 H6 (g) ΔH2
C6 H6 (g) + C2H4 (g) C6 H5- CH2CH3 (g) ΔH3
則反應(yīng)3C2H2 (g)+ C2H4 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH= 。
(1)①25% ; 50% (共4分,各2分) ②33% (2分)
③(共4分) C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) + H2(g)
起始濃度/( mol?L-1) : a/V 0 0
變化濃度/( mol?L-1) : a/3V a/3V a/3V
平衡濃度/( mol?L-1) : 2a/3V a/3V a/3V(2分)
K =( a/3V? a/3V)/ (2a/3V) = a/6V (2分)
(2)> (2分) ;
(3)> (2分) ;
(4)ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2分)
解析試題分析:(1)①從圖中可判斷乙苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是50%,設(shè)消耗乙苯xmol,則生成苯乙烯和氫氣各xmol,所以余(a-x)mol乙苯,則(a-x)mol/(a-x)mol+2xmol=0.5,解得x=1/3amol,所以氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是1/3a/(a+1/3a)×100%=25%;
②乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為1/3a÷a×100%=33%;
③平衡常數(shù)大等于平衡時生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,首先計算三種物質(zhì)的平衡濃度,由①分析得平衡時乙苯的物質(zhì)的量是a-1/3a=2/3a,苯乙烯、氫氣的物質(zhì)的量都是1/3a,容器體積為VL,所以K=( a/3V? a/3V)/ (2a/3V) = a/6V,計算過程如下(三段式法)
C6 H5- CH2 CH3 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) + H2(g)
起始濃度/( mol?L-1) : a/V 0 0
變化濃度/( mol?L-1) : a/3V a/3V a/3V
平衡濃度/( mol?L-1) : 2a/3V a/3V a/3V
K =( a/3V? a/3V)/ (2a/3V) = a/6V
(2)楊浦圖判斷,溫度升高乙苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,說明升溫平衡正向移動,所以正向是吸熱反應(yīng)△H1>0;
(3)溫度不變,加入稀釋劑水蒸氣并保持體系總壓為101.3kPa,則容器體積增大,相當(dāng)于給反應(yīng)體系降低壓強,平衡正向移動,所以再次平衡時乙苯的轉(zhuǎn)化率>30%;
(4)根據(jù)蓋斯定律,將已知三個熱化學(xué)方程式相加即得所求方程式,則所求熱效應(yīng)也等于三式的熱效應(yīng)相加,所以ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
考點:考查對圖像的分析,混合體系中組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的計算、轉(zhuǎn)化率的計算,平衡的移動的判斷,蓋斯定律的應(yīng)用
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(10分)如右圖所示,常溫下電解5 min后,銅電極質(zhì)量增加2.16g。
試回答:
(1)電源電極X名稱為_______(填“正極”或“負極”)。
(2)電解池B中陰極的電極反應(yīng)式是__________。
(3)若A中KCl溶液的體積是200mL,電解后溶液的
pH=_________(忽略電解前后溶液體積的變化)。
若要使電解后的溶液恢復(fù)到與電解完完全相同,應(yīng)加入的物質(zhì)是__________。
(4)已知在l0lkPa時,CO的燃燒熱為283 kJ/mol。相同條件下,若2 molCH4完全燃燒生成液態(tài)水,所放出的熱量為1 mol CO完全燃燒放出熱量的6.30倍,則CH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ?mol-1,在3個2L的密閉容器中,使用相同的催化劑,按不同方式投入反應(yīng)物,分別進行反應(yīng):
相持恒溫、恒容,測的反應(yīng)達到平衡時關(guān)系數(shù)據(jù)如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 3molH2、2molN2 | 6molH2、4molN2 | 2mol NH3 |
達到平衡的時間/min | | 6 | 8 |
平衡時 N2的體積密度 | C1 | 1.5 | |
混合氣體密度/g·L-1 | | ||
平衡常數(shù)/ L2·mol-2 | K甲 | K乙 | K丙 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ.通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。下表為一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學(xué)鍵 | Si-Si | O=O | Si-O |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
根據(jù)下列條件計算有關(guān)反應(yīng)的焓變:
(1)已知:
Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH=-804.2 kJ·mol-1
2Na(s)+Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH=-882.0 kJ·mol-1
Na(s)===Na(l) ΔH=+2.6 kJ·mol-1
則反應(yīng)TiCl4(l)+4Na(l)===Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)已知下列反應(yīng)數(shù)值:
序號 | 化學(xué)反應(yīng) | 反應(yīng)熱 |
① | Fe2O3(s)+3CO(g)=== 2Fe(s)+3CO2(g) | ΔH1=-26.7 kJ·mol-1 |
② | 3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) | ΔH2=-50.8 kJ·mol-1 |
③ | Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) | ΔH3=-36.5 kJ·mol-1 |
④ | FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) | ΔH4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機,甲醇作為一種較好的可再生能源,具有廣泛的應(yīng)用前景。
(1)已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol-1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式:_______________________。
(2)在容積為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,平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②在其他條件不變的情況下,再增加a mol CO與2a mol H2,達到新平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),平衡常數(shù)________。
(3)已知在T ℃時,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=0.32,在該溫度下,已知c始(CO)=1 mol·L-1,c始(H2O)=1 mol·L-1,某時刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%,則該反應(yīng)________(填“已經(jīng)”或“沒有”)達到平衡,原因是_________________________________________________
此時刻v正________v逆(填“>”或“<”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型能源,它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能。
Ⅰ.工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
催化反應(yīng)室中(壓強2.0~10.0 MPa,溫度230~280℃)進行下列反應(yīng):
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成氣,反應(yīng)如下:CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“自發(fā)”或“非自發(fā)”)。
(2)催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。830℃時反應(yīng)③的K=1.0,則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反應(yīng)中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 。
Ⅱ.如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。b電極是 極。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
已知合成氨反應(yīng)是一個反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng),在某一定條件下,N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%,要想通過該反應(yīng)得到92.2 kJ的熱量,至少在反應(yīng)混合物中要投放N2的物質(zhì)的量為________ mol。
(2)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時:
正極的電極反應(yīng)式:__________________________,
負極的電極反應(yīng)式:__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。
①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是:_______________________
②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為該過程中的電源,銅片質(zhì)量變化為128 g,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出下列循環(huán)圖:
并據(jù)此認為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點,請列舉其中的兩個優(yōu)點________。
(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料,也是重要的有機化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成:①甲醇;②甲醛;③甲酸;④乙酸。試分析當(dāng)CO和H2按1:1的體積比混合反應(yīng),合成上述________(填序號)物質(zhì)時,可以滿足“綠色化學(xué)”的要求,完全利用原料中的原子,實現(xiàn)零排放。
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