(7分)合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料.從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3
請回答下列問題:
(1)在一恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖1所示.反應(yīng)進(jìn)行的前5min內(nèi),(H2)= ;10min時,改變的外界條件可能是 .
(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等.在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變.已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖象如圖3所示,請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖象
(3)反應(yīng)③中△H3= .800℃時,反應(yīng)③的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
(1) 0.3mol/(L?min) 升高溫度
(2).
(3)﹣41.2kJ/mol a
解析試題分析:(1)由圖1可知,前5min內(nèi)甲烷的濃度變化為0.50 mol·L-1,根據(jù)v=△c/△t計算v(CH4)= 0.1mol/(L?min)結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算可得v(H2)= 0.3mol/(L?min),注意寫清單位;由圖1可知,10min時甲烷的濃度繼續(xù)減小,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則改變的條件可能為升高溫度。(2)由圖1結(jié)合題意知甲容器的反應(yīng)條件為等溫等容,乙容器的反應(yīng)條件為等溫等壓,甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,且甲、乙兩容器初始容積相等,甲的體積不變,乙的壓強(qiáng)不變,則假定甲不變,乙中發(fā)生CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g),其體積增大,則相當(dāng)于壓強(qiáng)減小,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率增大,但壓強(qiáng)小,反應(yīng)速率減慢,則達(dá)到平衡的時間變長,由此可畫出圖像。(3)根據(jù)蓋斯定律可知,①-②可得反應(yīng)③,則△H3=+206.1kJ/mol-(+247.3kJ/mol)=-41.2kJ/mol;800℃時,反應(yīng)③的K=1.0時,四種氣體在同一密閉容器中,體積相同,則物質(zhì)的量與濃度成正比,由表格中的數(shù)據(jù)計算得Q<K,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,即選a。
考點:考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算,化學(xué)平衡的移動及反應(yīng)方向的判斷。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某研究小組對一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯和水的混合體系中的溶解程度進(jìn)行研究。在25℃時,弱酸HA在水中部分電離,當(dāng)HA濃度為時,其電離度為0.20(電離度=已電離的HA分子數(shù)/起始HA的總分子數(shù));在苯中部分發(fā)生雙聚,生成(HA)2。該平衡體系中,一元有機(jī)弱酸HA在溶劑苯(B)和水(W)中的分配系數(shù)為K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即達(dá)到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水兩種溶劑中的比例為1:1;其他信息如下:
25℃平衡體系 | 平衡常數(shù) | 焓變 | 起始總濃度 |
在水中,HA | |||
在苯中,2HA |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在某溫度下,體積恒定的密閉容器中加入2 molN2和4 molH2,發(fā)生如下反應(yīng):
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=—92.4 kJ/mol。達(dá)到平衡時,放出熱量46.2 kJ。求:
(1)達(dá)到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率為_______________, NH3的體積分?jǐn)?shù)為 。
(2)若向該容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均為正數(shù),在相同條件下達(dá)到平衡時,混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同。a、b、c取值必須滿足的一般條件是 , 。
(3)科學(xué)家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法,其裝置用鉑黑作電極、加入電解質(zhì)溶液中,一個電極通入空氣,另一電極通入NH3。其電池總反應(yīng)式為:4NH3+3O2=2N2+6H2O,電解質(zhì)溶液應(yīng)顯 (填“酸性” 、“中性” 或“堿性” ),寫出正極的電極反應(yīng)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究NO2、、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
利用反應(yīng)6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12 H2O(g)可處理NO2。700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的NO2和NH3, 反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表
反應(yīng)時間/min | n(NO2)/mol | n(NH3)/ mol |
0 | 1.20 | 1.60 |
2 | 0.90 | |
4 | | 0.40 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
設(shè)反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H=Q1的平衡常數(shù)為K1,
反應(yīng)②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)△H=Q2的平衡常數(shù)為K2,在不同溫度下,K1、K2的值如下:
溫度(T) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義
(1)硫酸生產(chǎn)過程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如圖所示,根據(jù)圖回答下列問題:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0(填“>”或“<”)。
②一定條件下,將SO2與O2以體積比2:1置于一體積不變的密閉容器中發(fā)生以上反應(yīng),能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是 。
a.體系的密度不發(fā)生變化
b.SO2與SO3的體積比保持不變
c.體系中硫元素的質(zhì)量百分含量不再變化
d.單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)移4 mol 電子,同時消耗2 mol SO3
e.容器內(nèi)的氣體分子總數(shù)不再變化
(2)一定的條件下,合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。圖1表示在此反應(yīng)過程中的能量的變化,圖2表示在2L的密閉容器中反應(yīng)時N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對此反應(yīng)平衡的影響。
圖1 圖2 圖3
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 ,升高溫度,平衡常數(shù) (填“增大”或“減小”或“不變”)。
②由圖2信息,計算0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)= ,從11min起其它條件不變,壓縮容器的體積為1L,則n(N2)的變化曲線為 。
③圖3 a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是 點,溫度T1 T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應(yīng),所得溶液呈 性,所得溶液中c(H+)- c(OH-)= (已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將等物質(zhì)的量的A,B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) ΔH<0經(jīng)5min后達(dá)到平衡,平衡時測得D的濃度為0.5mol/L,C(A):C(B)=1:2,C的平均反應(yīng)速率為0.05mol/(L·min)
(l)x的值為_______________;
(2)A的平衡濃度____________;
(3)若恒溫恒容,則容器中平衡時的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)比___________;
(4)下圖是某一時間段中該反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的曲線關(guān)系圖,回答下列問題:
①處于平衡狀態(tài)的時間段是____________。
②、、時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?
___________、_____________ 、_____________(填A(yù)-E)
A.升溫 B.降溫 C.加催化劑 D.加壓 E.減壓
③下列各時間段時,A的體積分?jǐn)?shù)最高的是____
A. B. C. D.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
I.氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖實驗(圖中所用電極均為惰性電極):
(1)對于氫氧燃料電池中,下列表達(dá)不正確的是________
A.a(chǎn)電極是負(fù)極,OH-移向正極 |
B.b電極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH- |
C.電池總反應(yīng)式為:2H2+O22H2O |
D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變 |
時間(h) 物質(zhì)的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2 (g)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
完成下列填空:
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________________。
(2)一定溫度下,在一個容積不變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列說法中能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (選填編號)。
a.容器中的壓強(qiáng)不變 b.1 mol H-H鍵斷裂的同時斷裂2 molH-O鍵
c.v正(CO) = v逆(H2O) d.c(CO) = c(H2)
(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),得到如下實驗組1和實驗組2的數(shù)據(jù):
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時間/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 3 |
2 | 650 | 1 | 2 | 0.8 | 1.2 | 5 |
3 | 950 | 1 | 2 | — | — | — |
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