煤化工是以煤為原料,經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程。
(1)將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1一定溫度下,在一個(gè)容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母,下同)
A.容器中的壓強(qiáng)不變
B.1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵
C.v正(CO)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(H2)
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí) 驗(yàn) 組 | 溫 度 /℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
(1)B、C (2) ① 吸熱; ②b=2a,且a>1 (3)C、D
解析試題分析:(1)由于反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的正反應(yīng)是個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)。A.若反應(yīng)未達(dá)到平衡,則容器中的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生改變,若反應(yīng)達(dá)到了平衡,則容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變。正確。B.1 mol H—H鍵斷裂就會(huì)產(chǎn)生1mol的水,就形成了2mol的H—O鍵。還同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵。說(shuō)明對(duì)于同種物質(zhì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間內(nèi)消耗量與產(chǎn)生量相等。反應(yīng)達(dá)到平衡。正確。D.CO和H2都是生成物,在方程式中二者的系數(shù)相同,所以在任何時(shí)候都存在c(CO)=c(H2)。故不能確定反應(yīng)達(dá)到平衡。錯(cuò)誤。所以選項(xiàng)為B C。(2)① 反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在650℃時(shí),開(kāi)始時(shí)n(CO)=4mol;n(H2O)=2mol;n(CO2)=0;n(H2)=0.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(CO)=4mol-1.6mol=2.4mol;n(H2O)=2mol-1.6mol=0.4mol,n(CO2)=1.6mol;n(H2)=1.6mol。對(duì)于該反應(yīng)來(lái)說(shuō),由于系數(shù)都是1,所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的平衡常數(shù)為。在900℃時(shí),開(kāi)始時(shí)n(CO)=2mol;n(H2O)=1mol;n(CO2)=0;n(H2)=0.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(CO)= 1.6mol;n(H2O)=1mol-0.4mol=0.6mol,n(CO2)=0.4mol;n(H2)=0.4mol。對(duì)于該反應(yīng)來(lái)說(shuō),由于系數(shù)都是1,所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的濃度比為物質(zhì)的量的比。所以在該溫度下平衡常數(shù)為。升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)減小。說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理,升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)。②若實(shí)驗(yàn)3要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等),且t<3 min,因?yàn)榉磻?yīng)的平衡狀態(tài)相同。而方程式的系數(shù)相同。所以只要反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比與原平衡的起始時(shí)的物質(zhì)的量的比相同。即二者的物質(zhì)的量的比為a:b=1:2。平衡不發(fā)生移動(dòng)。但是由于增大壓強(qiáng),反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的水解縮短。(3)由圖像可以看出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。A.升高溫度。根據(jù)平衡移動(dòng)原理,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(CH3OH)減小。錯(cuò)誤。B.由于N2不是反應(yīng)體系的氣體,充入N2(g),使體系壓強(qiáng)增大,但是反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度不變,所以平衡不發(fā)生移動(dòng),c(CH3OH)不變。錯(cuò)誤。C. 將H2O(g)從體系中分離出來(lái),減小生成物的濃度,平衡正向移動(dòng),c(CH3OH)增大。正確。D.若再充入0.5 mol CO2和1.5 mol H2,增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),c(CH3OH)增大。正確。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)熱的計(jì)算及外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響的知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(8分)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過(guò)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 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(17分)降低太氣中CO2含量及有效開(kāi)發(fā)利用CO2,是科學(xué)家研究的重要課題。
(1)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1
①某溫度下,將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入體積可變的密閉容器中,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)變化如下表所示。
則Pl P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3時(shí)平衡常數(shù)分別為K1、K3,
則K1 K3。T1、Pl時(shí)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②一定條件下,t上述反應(yīng)在密閉容器中達(dá)平衡。當(dāng)僅改變影響反應(yīng)的一個(gè)條件,引起的下列變化能說(shuō)明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是____ 。
A.反應(yīng)物的濃度降低 B.容器內(nèi)壓強(qiáng)增大
C.正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D.化學(xué)平衡常數(shù)K增大
(2)碳酸氫鉀溶液加水稀釋?zhuān)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/7f/b/1wy0o2.png" style="vertical-align:middle;" /> (填“增大”“不變”或“減小”)。用碳酸鉀溶液吸收空氣中CO2,當(dāng)溶渡呈中性時(shí),下列關(guān)系或說(shuō)法正確的是 。
A.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
b.c(HCO)c(CO)
c.降低溫度,c(H+)·c(OH-)不變
(3)向盛有FeCl3溶液的試管中滴加少量碳酸鉀溶液,立即產(chǎn)生氣體,溶液顏色加深,用激光筆照射能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(本題16分)降低大氣中CO2的含量和有效地開(kāi)發(fā)利用CO2正成為研究的主要課題。
(1)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: 。
(2)在容積為2L的密閉容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在溫度500℃時(shí)發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的濃度隨時(shí)間變化如圖。回答有關(guān)問(wèn)題:
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到20分鐘時(shí),H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________________。
②從30分鐘到35分鐘達(dá)到新的平衡,改變的條件可能是 。
A. 增大壓強(qiáng) B.加入催化劑 C.升高溫度 D.增大反應(yīng)物的濃度
③列式計(jì)算該反應(yīng)在35分鐘達(dá)到新平衡時(shí)的平衡常數(shù)(保留2位小數(shù))
④如果在30分鐘時(shí),再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持溫度不變,達(dá)到新平衡時(shí),CH3OH的濃度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一種原電池的工作原理為:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用該電池為電源,以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,使CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷。
①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為: 。
②電解池中產(chǎn)生CH4一極的電極反應(yīng)式為: 。
(4)下圖是NaOH吸收CO2后某種產(chǎn)物的水溶液在pH從0至14的范圍內(nèi)H2CO3、HCO3-、CO32-三種成分平衡時(shí)的組成分?jǐn)?shù)。
下列敘述正確的是 。
A.此圖是1.0 mol·L-1碳酸鈉溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲線(xiàn)
B.在pH分別為6.37及10.25時(shí),溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反應(yīng)制取NaHCO3,宜控制溶液的pH為7~9之間
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:
|溫度/ ℃ | 700 | 900 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常數(shù) | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)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(wú)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(xiàn)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”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
硫酸用途十分廣泛,工業(yè)上合成硫酸時(shí),將SO2轉(zhuǎn)化為催化氧化是一個(gè)關(guān)鍵步驟。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行,判斷其達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。(填字母)
a.SO2和SO3濃度相等
b.SO2百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e.容器中混合氣體的密度保持不變
(2)某溫度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196 kJ?mol-1。在一個(gè)固定容積為5 L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分鐘后達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO3為0.18 mol,則v(O2)= mol?L-1?min-1,放出的熱量為 kJ。
(3)一定溫度時(shí),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。試分析工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 。
(4)將一定量的SO2和0.7 molO2放入一定體積的密閉容器中,在550℃和催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)到平衡后,將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過(guò)焦性沒(méi)食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。則該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率是多少?(要寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g);ΔH=Q,試根據(jù)圖回答:
(1)壓強(qiáng)p1比p2________(填“大”、“小”)。
(2)(a+b)比(c+d)________(填“大”、“小”)。
(3)溫度t1℃比t2℃________(填“高”、“低”)。
(4)Q值是________(填“正”、“負(fù)”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
某溫度時(shí)在2L容器中X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間(t)變化的曲線(xiàn)如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
(2)反應(yīng)開(kāi)始至2min,用X表示的平均反應(yīng)速率為:
(3)下列敘述能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母)
A.混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化
B.單位時(shí)間內(nèi)每消耗3mol X,同時(shí)生成2mol Z
C.混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化
(4)在密閉容器里,通入a mol X(g)和b mol Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+ Y(g)=2Z(g),當(dāng)改變下列條件時(shí),反應(yīng)速率會(huì)發(fā)生什么變化(選填“增大”、“ 減小” 或“不變”)
① 降低溫度:
②保持容器的體積不變,增加X(jué)(g)的物質(zhì)的量:
③ 增大容器的體積:
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