【題目】能源、環(huán)境與生產(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。

(1)工業(yè)上利用COH2在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ,已知反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:

化學(xué)鍵

H—H

C—O

C≡O(shè)

H—O

C—H

E/(kJ/mol)

436

343

1076

465

413

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H=__________kJmol-1

(2)以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。

B極為電池______極,B極的電極反應(yīng)式為_________________________________。

(3)參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù),回答下列問題:

溫度/℃

0

50

100

200

300

400

平衡常數(shù)

667

100

13

1.9×10-2

2.4×10-4

1×10-5

①該反應(yīng)正反應(yīng)是 ___________(填放熱吸熱)反應(yīng);

②在T℃時(shí),1L密閉容器中,投入0.1molCO0.2molH2,達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為50%,則T=__________℃。

(4)CH3OH也可由CO2H2合成。在體積為1L的密閉容器中,充入lmolCO23molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= — 49.0kJ/mol,測(cè)得CO2CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______;從反應(yīng)開始到10min,v(H2)=_____mol/(L·min);

②下列情況能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)

A.v(CO2)消耗 = v(CH3OH)生成

B.氣體的密度不再隨時(shí)間改變

C.CO2CH3OH的濃度之比不再隨時(shí)間改變

D.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間改變

③為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量增大,只改變下列某一條件,可采取的措施有__ (填字母)

A.升高溫度 B.縮小容器體積

C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑

④相同溫度下,在另一個(gè)容積為1 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)2molH2O(g),達(dá)到平衡時(shí)CO2的濃度_______(“>”、“ <”“=”)0.25mol/L。

【答案】-99 負(fù) CH3OH + 3O2—-6e= CO2 + 2H2O 放熱 50 0.225 CD AC >

【解析】

(1)根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=(1076+2×436-3×413-343-465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1;

(2)根據(jù)O2-移動(dòng)方向,A極為正極,B極為負(fù)極,B電極反應(yīng)式為CH3OH+3O2-=6e=CO2+2H2O;

(3)①化學(xué)平衡只受溫度的影響,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),隨著溫度的升高,化學(xué)平衡常數(shù)降低,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即正反應(yīng)為放熱反應(yīng);

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

起始: 0.1 0.2 0

變化: 0.05 0.1 0.05

平衡: 0.05 0.1 0.05 K==100,根據(jù)表格數(shù)據(jù),此時(shí)溫度為50℃;

(4)①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(H2)=0.75×3/(1×10)mol/(L·min)=0.225mol/(L·min);

②A、消耗CO2,生成CH3OH,反應(yīng)都是向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v(CO2)消耗 = v(CH3OH)生成,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A錯(cuò)誤;

B、組分都是氣體,則氣體質(zhì)量保持不變,容器為恒容,氣體體積不變,則密度不再改變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B錯(cuò)誤;

C、CO2CH3OH的濃度之比不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故C正確;

D、組分都是氣體,氣體質(zhì)量不變,向正反應(yīng)方向進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量減少,M=m/n,即當(dāng)氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故D正確;

③氣體物質(zhì)的量增大,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A、升高溫度,加快反應(yīng)反應(yīng)速率,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故A正確;

B、縮小容器的體積,壓強(qiáng)增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故B錯(cuò)誤;

C、再充入CO2,反應(yīng)速率加快,因?yàn)槌淙氲氖菤怏w,因此氣體物質(zhì)的量增大,故C正確;

D、使用催化劑,只加快反應(yīng)速率,對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無影響,即氣體物質(zhì)的量不變故,故D錯(cuò)誤;

根據(jù)①的平衡常數(shù)的表達(dá)式,得出此溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=16/3,

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

起始: 0 0 2 2

變化: x 3x x x

平衡: x 3x 2-x 2-x K==,解得x=0.4,CO2的物質(zhì)的量濃度為0.4>0.25。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。

已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

②CO2(g)+C(s)===2CO(g);ΔH2=+172.5 kJ·mol-1

③S(s)+O2(g)===SO2(g);ΔH3=-296.0 kJ·mol-1

請(qǐng)寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________________

(2)在2 L固定體積的密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:

時(shí)間(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K_______________________。已知:K300℃>K350℃,則該反應(yīng)是______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

②下圖表示NO2的變化的曲線是__________。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v__________。

③能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

a.v(NO2)=2v(O2) b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

c.v(NO)=2v(O2) d.容器內(nèi)密度保持不變

④為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

a.及時(shí)分離出NO2氣體 b.適當(dāng)升高溫度

c.增大O2的濃度 d.選擇高效催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是( )

A. 甲烷和苯都是重要的化工原料,可從石油分餾中獲得

B. 淀粉、菜籽油和蛋白質(zhì)都是天然高分子化合物

C. 室溫下,在水中的溶解度:乙醇大于溴乙烷

D. 苯乙烯在一定條件下可加聚反應(yīng),不可以發(fā)生取代反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下:

(1)鉛是碳的同族元素,且比碳多4個(gè)電子層,則鉛位于元素周期表第____周期___

(2)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的離子方程式是________________

(3)過程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過程可表示為:

i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42=2Fe3++PbSO4+2H2O ii: ……

① 寫出ii的化學(xué)方程式:_________________________。

② 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入__________溶液,溶液無顏色變化,再加入少量PbO2,溶液變?yōu)?/span>________色。

b.向a得到的溶液中加入___________________,溶液恢復(fù)原來的顏色。

(4)過程II中過濾操作所需要的玻璃儀器有__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高血脂是一種常見的心血管疾病,治療高血脂的新藥I的合成路線如下:

已知:
回答下列問題:

1)反應(yīng)①所需試劑、條件分別是____________;F 的化學(xué)名稱為____________。

2)②的反應(yīng)類型是______________A→B 的化學(xué)方程式為_________________。

3G 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________H 中所含官能團(tuán)的名稱是____________。

4)化合物W 的相對(duì)分子質(zhì)量比化合物C 14,且滿足下列條件,W 的可能結(jié)構(gòu)有__種。

①遇FeCl3 溶液顯紫色②屬于芳香族化合物③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)其中核磁共振氫譜顯示有5 種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為2:2:2:1:1,寫出符合要求的W 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________

5)設(shè)計(jì)用甲苯和乙醛為原料制備的合成路線,其他無機(jī)試劑任選(合成路線常用的表示方式為:____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示3套實(shí)驗(yàn)裝置,分別回答下列問題。

(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到碳棒附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)式為___________________。

(2)裝置2中左池為氯化鐵溶液,右池為硫酸銅溶液,一段時(shí)間后右池溶液中c(Cu2+_________(填“增大”、“減小”或“不變”),若該裝置的鹽橋中盛裝的是NH4NO3的瓊脂溶液,則鹽橋中的_____離子(填“NH4+”或“NO3”)向氯化鐵溶液遷移。

(3)裝置3中甲燒杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液,乙燒杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后,觀察到乙燒杯的石墨電極上有氣泡生成。

①電源的M端為___極;甲燒杯中鐵電極的電極反應(yīng)式為_______________。

②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為__________________________________

③停止電解,取出Cu電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重0.32g,甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為________mL;電解后乙燒杯溶液的pH為______(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)。

④若要將乙池設(shè)計(jì)成電解精煉銅的裝置,則乙池的石墨應(yīng)改成_____(填“粗銅”或“精銅”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】只用一種試劑就可以鑒別乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液,這種試劑是( )

A. NaOH溶液B. Cu(OH)2懸濁液C. 碘水D. Na2CO3溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有A、B、C、D、E五種元素,其相關(guān)信息如表:

元素

相關(guān)信息

A

A原子的1s軌道上只有1個(gè)電子

B

B是電負(fù)性最大的元素

C

C基態(tài)原子的2p軌道中有3個(gè)未成對(duì)電子

D

D是主族元素且與E同周期,其最外能層上有2個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子

E

E能形成紅色(或磚紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物

請(qǐng)回答下列問題:

(1)寫出E元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式_______________。

(2)C元素的第一電離能比氧元素的第一電離能_______________ (填“大”或“小”) 。

(3)CA3分子中C原子的雜化類型是_______________

(4)A、C、E三種元素可形成[E(CA3)4]2+,其中存在的化學(xué)鍵類型有____(填序號(hào));

①配位鍵 ②金屬鍵 ③極性共價(jià)鍵 ④非極性共價(jià)鍵 ⑤離子鍵 ⑥氫鍵

若[E(CA3)4]2+具有對(duì)稱的空間構(gòu)型,且當(dāng)[E(CA3)4]2+中的兩個(gè)CA3被兩個(gè)Cl取代時(shí),能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,則[E(CA3)4]2+的空間構(gòu)型為____________ (填序號(hào))。

a.平面正方形 b.正四面體 c.三角錐形 d.V形

(5)B與D可形成離子化合物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中D離子的配位數(shù)為_______________,若該晶體的密度為a g·cm3,則該晶胞的體積是_____________cm3(寫出表達(dá)式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】隨著工業(yè)的發(fā)展,酸雨已經(jīng)稱為全球性的環(huán)境問題。

1)當(dāng)雨水的pH___________,我們稱它為酸雨。

2)用化學(xué)方程式來表示酸雨形成的主要途徑之一:_____________________,_______________。

3)常溫下測(cè)得某次酸雨樣品的pH=5,則該樣品中c(H+)=_____________,該樣品放置一段時(shí)間后,酸性略有增強(qiáng),其原因可能是________________________________________________。

4)寫出一條減少二氧化硫排放的措施_________________________________________。

5)檢驗(yàn)?zāi)碂o色溶液中是否存在SO42-的方法是_____________________________。

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