(14分)甲醇、二甲醚等被稱為綠色能源,工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。
(1)已知1g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為32kJ,請寫出二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________________________________________________________________。
(2)寫出二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式 __________________________________。
(3)用合成氣制備二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定條件下,該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO)]的變化曲線如下左圖:
①a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)開________________,該反應(yīng)的△H_______0(填“>”、“<”)。
②某溫度下,將2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),改變壓強(qiáng)和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如上圖所示,關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是 ;
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是 ;
A. 正反應(yīng)速率先增大后減小 B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小
C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值減小 D. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
④ 某溫度下,將4.0molCO和8.0molH2充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________。
(1)CH3OCH3(g) + 3O2(g)=2CO2(g) + 3H2O(l) △H=-1472kJ/mol
(2)CH3OCH3 -12e- + 16OH-=2CO32- + 11H2O
(3)①a>b>c;< ②B、D ③B、C ④ 2.25
解析試題分析:(1)1g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為32kJ,則1mol二甲醚即46g二甲醚完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為46×32kJ=1472kJ,因此二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OCH3(g) + 3O2(g)=2CO2(g) + 3H2O(l) △H=-1472kJ/mol。
(2)原電池中負(fù)極失去電子,因此二甲醚在負(fù)極通入,發(fā)生氧化反應(yīng)。若電解質(zhì)顯堿性,則二甲醚的氧化產(chǎn)物最終變?yōu)樘妓猁},因此二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為CH3OCH3 -12e- + 16OH-=2CO32- + 11H2O。
(3)①氫氣和CO均是反應(yīng)物,因此投料比[n(H2) / n(CO)]越大,CO的轉(zhuǎn)化率越大,所以根據(jù)圖像可知a>b>c;同樣根據(jù)圖像可知升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H<0。
②根據(jù)圖像可以看出,對于反應(yīng):2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g) △H<0,壓強(qiáng)越大,二甲醚的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)則越大,溫度越高,二甲醚的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越小,所以P1>P3、T1>T3,P1>P4、T2>T3,故答案為:BD;
③化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相等,當(dāng)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率時(shí),說明反應(yīng)是逆向進(jìn)行的。A、正反應(yīng)速率先增大后減小,說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A不正確;B、逆反應(yīng)速率先增大后減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),B正確;C、化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此化學(xué)平衡常數(shù)K值減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),C正確;D、氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,無法判斷平衡移動(dòng)方向,D不正確,故答案為:BC;
④根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,
2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)
起始濃度(mol/L) 2 4 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 2x 4x x x
平衡濃度(mol/L)2-2x 4-4x x x
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%
則=0.25
解得x=0.75
所以該溫度下平衡常數(shù)K==2.25
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式書寫、外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響以及平衡常數(shù)的計(jì)算
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
下列措施中肯定能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的是
A.升高溫度 | B.使用催化劑 |
C.增大壓強(qiáng) | D.增大反應(yīng)物的量 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(5分)在固定容積的密閉容器中,有可逆反應(yīng)nA(g)+mB(g)pC(g)處于平衡狀態(tài)(已知n+m>p,△H>0)。升高溫度時(shí)c(B)/c(C)的比值 ,混合氣體的密度 ;降溫時(shí),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 ;加入催化劑,氣體的總物質(zhì)的量 ;充入C,則A、B的物質(zhì)的量 。(填增大、減小、不變、不確定)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(18分)能源的開發(fā)和利用是當(dāng)前科學(xué)研究的重要課題。
(1)利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下前實(shí)現(xiàn)如下變廢為寶的過程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
上述過程的總反應(yīng)是 ,該反應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為 。
(2)CO、O2和KOH溶液構(gòu)成的燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為 。該電池反應(yīng)可獲得K2CO3溶液,某溫度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二級水解,則CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),下列將電解池與燃料電池相組合的工藝可以節(jié)能30%以上。
①電解過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ,陰極附近溶液PH (填“不變”、“升高”或“下降”)。
②如果粗鹽中SO42-含量較高,精制過程需添加鋇試劑除去SO42-,該鋇試劑可選用下列試劑中的 。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
現(xiàn)代工藝中更多使用BaCO3除SO42-,請寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
③圖中氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料電池中負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化,他在100 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣,實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值,且氣體體積為標(biāo)況體積):
時(shí)間(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氫氣體積(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。
(1)下圖是實(shí)驗(yàn)室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。
①該電化腐蝕稱為 。
②圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域,生成鐵銹最多的是 (填字母)。
(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下:
①步驟I若溫度過高,將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為 。
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng):4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
③上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是 (任寫一項(xiàng))。
(3)已知t℃時(shí),反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。
①t℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO):n(CO2)= 。
②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x= 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(10分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置(夾持裝置已略去)來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
(1)圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
__________________________________________
(2)用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以生成15.0mL氣體為計(jì)時(shí)終點(diǎn),
結(jié)果為t1﹥t2
序號 | Ⅴ(H2SO4)/mL | C(H2SO4)/mol·L-1 | t/s |
Ⅰ | 10 | 1 | t1 |
Ⅱ | 10 | 3 | t2 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等,是形成霧霾的重要因素。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘W有纬傻臒熿F。
(1)大氣中的SO2在煙塵的催化下形成硫酸的反應(yīng)方程式是____________________。
(2)已知2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H=-196kJ/mol,提高反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率,是減少SO2排放的有效措施。
①T溫度時(shí),在2L容積固定不變的密閉容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%,則υ(O2)=____________。
②在①的條件下,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2 | B.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變 |
C.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 | D.SO3的物質(zhì)的量不再變化 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
一定溫度下,在溶劑為1L的密閉容器內(nèi)放入2molN2O4和8molNO2,發(fā)生如下反應(yīng)2 NO2(紅棕色)N2O4(無色) △H<0反應(yīng)中NO2、N2O4的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如下圖,按下列要求作答:
(1)在該溫度下,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為: 。
(2)若t1=10s,t2=20s,計(jì)算從t1至t2時(shí)以N2O4表示的反應(yīng)速率: mol· L-1· s-1。
(3)圖中t1、t2、t3哪一個(gè)時(shí)刻表示反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡?答: 。
(4)t1時(shí),正反應(yīng)速率 (填“>”、“<”或“=”)逆反應(yīng)速率。
(5)維持容器的溫度不變,若縮小容器的體積,則平衡向 移動(dòng)(填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不變”)
(6)維持容器的體積不變,升高溫度,達(dá)到新平衡時(shí)體系的顏色 (填“變深”、“變淺”或“不變”)。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com