研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量測定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)         △H=-75.56  kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H=-566.0  kJ·mol-1
寫出CO(g)與I2O5(s)反應(yīng)生成I2(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式:                                     。
(2)一定條件下,NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是                     
a.體系壓強(qiáng)保持不變
b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變
d.每消耗1molSO2的同時生成1molNO
測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1∶6,則平衡常數(shù)K=                 。
(3)從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2  (g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)   △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體 (物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3                     0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1molCO2和3molH2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下左圖所示。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣(保持溫度不變),則此平衡將                       移動(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)。
         
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上右圖所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為                      。

(1)5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)     △H=-1377.22kJ/mol
(2)b      2.67或8/3 (3)①<             ②不         ③CH3OH-6e+H2O=6H+CO2

解析試題分析:(1)根據(jù)反應(yīng)①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)     △H=-75.56  kJ·mol-1、②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)       △H=-566.0  kJ·mol-1并依據(jù)蓋斯定律可知,(②×5-①)÷2即得到反應(yīng)5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=(-566.0  kJ/mol×5+75.56  kJ/mol)÷2=-1377.22kJ/mol。
(2)在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),故體系的壓強(qiáng)保持不變,故a不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);顏色深淺和濃度有關(guān)系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,NO2的濃度減小,顏色變淺,故b可以說明反應(yīng)已達(dá)平衡;SO3和NO都是生成物,比例保持1:1,故c不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù);根據(jù)方程式可知,每消耗1molSO2的同時一定生成1molNO ,即d中所述的兩個速率方向相同,不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),所以正確的答案選b。反應(yīng)前后體積不變,因此可以用物質(zhì)的量表示濃度計(jì)算平衡常數(shù),則
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始量(mol)    n       2n       0      0
轉(zhuǎn)化量(mol)    x       x         x      x
平衡量(mol)    n-x    2n-x    x      x
則根據(jù)平衡時NO2與SO2體積比為1∶6可知6×(n-x)=2n-x
解得x=0.8n
所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
(3)①由圖可知最高點(diǎn)反應(yīng)到達(dá)平衡,達(dá)平衡后,溫度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,升高溫度平衡向吸熱方向進(jìn)行,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H3<0。
②根據(jù)圖像可知,平衡時甲醇的濃度是0.75mol/L,則根據(jù)反應(yīng)方程式CO2  (g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)可知,消耗CO2和氫氣的濃度分別是0.75mol/L和2.25mol/L,生成水蒸氣的濃度是0.75mol/L。則平衡時CO2和氫氣的濃度分別是1mol/L-0.75mol/L=0.25mol/L、3mol/L-2.25mol/L=0.75mol,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣(保持溫度不變),則此時濃度商為,所以此平衡將不移動。
③原電池中正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此氧氣在正極通入,氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O。負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),因此甲醇在負(fù)極通入,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e+H2O=6HCO2。
考點(diǎn):考查反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)計(jì)算和應(yīng)用、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及電極反應(yīng)式的書寫等

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:填空題

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol—1)的變化。

(1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                        。
(2)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是          
A.△H>0,△S>0   B.△H>0,△S<0     C.△H<0,△S<0      D.△H<0,△S>0
(3)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為:               
(4)溫度降低,平衡常數(shù)K           (填“增大”、 “不變”或“減小”)。
(5)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1 L的密閉容器中,充入1 molCO2和3 molH2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v (H2)=                     。
(6)下列措施中能使增大的有           。
A.升高溫度
B.加入催化劑
C.將H2O(g)從體系中分離
D.體積不變,充入He(g)使體系總壓強(qiáng)增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知H2(g)和CO(g)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol。  
則一氧化碳與液態(tài)水反應(yīng),生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為   
________________________________________________________;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(1)某化學(xué)興趣小組要完成反應(yīng)熱的測定。實(shí)驗(yàn)桌上備有燒杯(大、小兩個燒杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌器、0.50mol· L-1鹽酸、0.50mol· L-1NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃用品是_____________、_______________。
(2)已知2molCO氣體完全燃燒生成CO2 氣體放出566 kJ熱量;1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量;1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890 kJ熱量。寫出用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱作為反應(yīng)熱的CO燃燒的熱化學(xué)方程式__________________。
若1 molCH4氣體完全燃燒生成CO2固體和液態(tài)水,放出熱量_____890 kJ( 填“>”、 “<”、“=”)。若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒,生成 CO2氣體和液態(tài)水,且CO2和水的物質(zhì)的量相等時,則放出熱量(Q)的的取值范圍是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氫氧兩種元素形成的常見物質(zhì)有H2O與H2O2,在一定條件下均可分解。
(1)已知:

化學(xué)鍵
斷開1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)
H—H
436
O—H
463
O=O
498
①H2O的電子式是       。
②H2O(g)分解的熱化學(xué)方程式是       
③11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2完全燃燒,生成氣態(tài)水,放出       kJ的熱量。
(2)某同學(xué)以H2O2分解為例,探究濃度與溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。常溫下,按照如表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)編號
反應(yīng)物
催化劑
a
50 mL 5% H2O2溶液
 
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b
50 mL 5% H2O2溶液
少量濃鹽酸
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c
50 mL 5% H2O2溶液
少量濃NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d
50 mL 5% H2O2溶液
 
MnO2
①測得實(shí)驗(yàn)a、b、c中生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖1所示。
 
圖1                              圖2
由該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_________。
②測得實(shí)驗(yàn)d在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖2所示。解釋反應(yīng)速率變化的原因:         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在化學(xué)反應(yīng)中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這些分子稱為活化分子,使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用kJ/mol表示。請認(rèn)真觀察右圖,然后回答問題。
(l)圖中所示反應(yīng)是______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)_______(填“需要”或“不需要”)加熱,該反應(yīng)的△H=_______(用含、的代數(shù)式表示)。

(2)已知熱化學(xué)方程式:H2(g) +O2(g)═H2O(g);△H=-241.5kJ/mol,該反應(yīng)的活化能為167. 4kJ/mol,則其逆反應(yīng)的活化能為________________。
(3)對于同一反應(yīng),圖中虛線(Ⅱ)與實(shí)線(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分?jǐn)?shù)增多,反應(yīng)速率加快,你認(rèn)為最可能的原因是_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

金屬鎢用途廣泛,主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金,以及燈泡的燈絲。高溫下,在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢,其總反應(yīng)為:
WO3 (s) + 3H2 (g)W (s) + 3H2O (g)
請回答下列問題:
⑴上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為___________________________。
⑵某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時,H2與水蒸氣的體積比為2:3,則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________________;隨溫度的升高,H2與水蒸氣的體積比減小,則該反應(yīng)為反應(yīng)_____________________(填“吸熱”或“放熱”)。
⑶上述總反應(yīng)過程大致分為三個階段,各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示:

溫度
25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份
WO3      W2O5      WO2        W
 
第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________;580℃時,固體物質(zhì)的主要成分為________;假設(shè)WO3完全轉(zhuǎn)化為W,則三個階段消耗H2物質(zhì)的量之比為____________________________________。
⑷ 已知:溫度過高時,WO2 (s)轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2 (g);
WO2 (s) + 2H2 (g)  W (s) + 2H2O (g);ΔH = +66.0 kJ·mol-1
WO2 (g) + 2H2(g)  W (s) + 2H2O (g);ΔH = -137.9 kJ·mol-1
則WO2 (s)  WO2 (g) 的ΔH = ______________________。
⑸鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā),使燈絲變細(xì),加入I2可延長燈管的使用壽命,其工作原理為:W (s) +2I2 (g)WI4 (g)。下列說法正確的有____________。
a.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用
b.WI4在燈絲上分解,產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上
c.WI4在燈管壁上分解,使燈管的壽命延長   
d.溫度升高時,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率減慢

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。
(1)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)如下:
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H=-103.7 kJ·mol-1
下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是           

A.采用高溫
B.采用高壓
C.尋找更高效的催化劑
D.減小體系內(nèi)CO2濃度
(2)合成尿素的反應(yīng)在進(jìn)行時分為如下兩步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H2
某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在一體積為0.5 L密閉容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)中各組分隨時間的變化如下圖I所示:

①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定,則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第    步反應(yīng)決定,總反應(yīng)進(jìn)行到   min時到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上圖II所示,則△H2    0(填“>” “<” 或 “=”)
(3)在溫度70-95℃時,工業(yè)尾氣中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收,將其轉(zhuǎn)化為N2
①尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應(yīng),化學(xué)方程式為
                                                            
②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g).△H=180.6 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=-483.6 kJ·mol-1
則4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)  △H=    kJ·mol-1
(4)尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖III所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式
可表示為                                                   。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

運(yùn)用反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合體系中,SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)):

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H        0(填“>”或“<”);若在恒溫、恒壓時,向該平衡體系中通入氦氣平衡將        移動(填“向左”、“向右”或“不”);
②當(dāng)溫度為T1,反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,V        V(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下圖是一定條件下,N2和H2發(fā)生可逆反應(yīng)生成1mol NH3的能量變化圖,該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式                 。(△H用含Q1、Q2的代數(shù)式表示)

②25°C時,將a mol ? L1的氨水與b mol ? L1的鹽酸等體積混合,所得溶液的pH=7,則c (NH4+)         c(Cl),a        b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合態(tài)形式存在的氯、碘元素。已知:250C時,Ksp(AgCl)=1.6×1010mol2?L2、Ksp(AgI)=1.5×1016mol2?L2。
在 250C時,向 10mL0.002mol?L1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol?L1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得濁液中繼續(xù)滴人0.1mol ?L1的NaI溶液,白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,其原因是        ,該反應(yīng)的離子方程式                 。

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