【題目】一氧化碳是一種用途廣泛的化工基礎原料。有機物加氫反應中鎳是常用的催化劑。但H2中一般含有微量CO會使催化劑鎳中毒,在反應過程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,為弄清該方法對催化劑的影響,查得資料如下:

回答下列問題:

1SO2(g) + 2CO(g) S(s) + 2CO2(g) △H ;該反應的平衡常數(shù)的表達式是

2工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應為:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),已知420℃時,該反應的化學平衡常數(shù)K=9。如果反應開始時,在2L的密閉容器中充入COH2O的物質的量都是0.60mol,5min末達到平衡,則此時CO的轉化率為 H2的平均生成速率為 mol·L-1·min-1。

3為減少霧霾、降低大氣中有害氣體含量,研究機動車尾氣中CO、NOCxHy的排放量意義重大。機動車尾氣污染物的含量與空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)的變化關系如圖所示。

已知:N2O2生成NO的反應是吸熱反應。請解釋:

隨空/燃比增大,COCxHy的含量減少的原因是 。

當空/燃比達到15后,NO減少的原因可能是 。

4一定條件下H2CO合成CH3OH,CH3OH再轉化成為CH3OCH3,轉化的熱化學反應方程式如下:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5 kJ·mol-1

250℃、壓強不變的密閉容器中,加入2molCH3OH,一段時間后上述反應達平衡,體系放出熱量11 kJ;若同一條件下加入0.2mol CH3OCH30.2mol H2O,一段時間后上述反應達平衡,體系的熱效應為 .

【答案】1-267.0KJ/mol;c2(CO2)/c(SO2)·c2(CO)2750.045 mol·L-1·min-1 ;

3/燃比增大,燃油氣燃燒更充分,故COCxHy含量減少

因為反應 N2(g)+O2(g) 2NO(g) 是吸熱反應,/燃比大于15后,由于燃油氣含量減少,燃油氣燃燒放出的熱量相應減少,環(huán)境溫度降低,使該反應不易進行,故NO減少4吸收2.7kJ熱量

【解析】

試題分析:1由圖I可知,O2(g)+2CO(g)=2CO2(g)△H=(-2×283)kJmol-1=-566kJmol-1,

由圖II可知,S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296kJmol-1,

①-②得:SO2(g)+2CO(g)S(s)+2CO2(g)△H=-563-(-296)=-267kJmol-1,該反應的平衡常數(shù)表達式為:c2(CO2)/c(SO2)·c2(CO)故答案為:-267kJ/mol;c2(CO2)/c(SO2)·c2(CO)

2設參加反應的CO的濃度為x

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始濃度(mol/L)0.30 0.30 0 0

轉化濃度(mol/L) x x x x

轉化濃度(mol/L)0.30-x 0.30-x x x

K=9.0=,x=0.225,所以CO的轉化率α(CO)=×100%=75%,氫氣反應速率v(H2)==0.045mol/(Lmin),故答案為:75%;0.045mol/(Lmin);

3/燃比增大,燃油氣燃燒更充分,故答案為:空/燃比增大,燃油氣燃燒更充分,故CO、CxHy含量減少;

反應 N2(g)+O2(g)2NO(g) 是吸熱反應,當空/燃比大于15后,由于燃油氣含量減少,燃油氣燃燒放出的熱量相應減少,環(huán)境溫度降低,故答案為:因為反應 N2(g)+O2(g)2NO(g) 是吸熱反應,當空/燃比大于15后,由于燃油氣含量減少,燃油氣燃燒放出的熱量相應減少,環(huán)境溫度降低,使該反應不易進行,故NOx減少;

42molCH3OH,一段時間后上述反應達平衡,體系放出熱量11 kJ;則1molCH3OCH3(g)1molH2O(g)反應達到平衡時吸收的熱量為24.5-11=13.5 kJ,則0.2mol CH3OCH30.2mol H2O達到平衡時吸收的熱量為=2.7kJ,故答案為:吸收2.7kJ熱量。

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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NCl3可用于漂白,也可用于檸檬等水果的熏蒸處理。已知:NCl3熔點為-40,沸點為70,95以上易爆炸,有刺激性氣味,可與水反應。實驗室中可用氯氣和氨氣反應制取NCl3,反應方程式為4NH3+3C12===NCl3+3NH4Cl。某;瘜W興趣小組同學設計了如圖所示的實驗裝置(NH4Cl的分解溫度為300左右)。

回答下列問題:

(1)寫出裝置F中的燒瓶內發(fā)生反應的離子方程式:___________________________。

(2)E中的試劑為__________________。

(3)導管G末端應連接的裝置為下圖中的___________(填選項字母)。

(4)NCl3遇水可發(fā)生水解反應生成兩種物質,其中一種是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,寫出NCl3水解的化學方程式:_______________。

(5)已知C中生成的NH4Cl溶解在NCl3中,欲將二者分離可采取的操作方法為_____________________。

(6)NH4Al(SO4)2也可用于自來水的凈化。

NH4Al(SO4)2溶液中離子濃度由大到小的順序為_________________。

向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氨水至溶液呈中性,在此過程中水的電離程度_________(填增大”“減小不變)。

常溫下,將a mol NH4Al(SO4)2:加入到b L c mol/L的氨水中,所得溶液呈中性,此時溶液中c(Al3+)0 mol/L,計算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)___________(用含字母的代數(shù)式表示,忽略溶液體積變化)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氫化鋰(LiH)在干燥的空氣中能穩(wěn)定存在,遇水或酸能夠引起燃燒。某活動小組準備使用下列裝置制備LiH固體。

甲同學的實驗方案如下:

(1)儀器的組裝連接:上述儀器裝置接口的連接順序為____________________,加入藥品前首先要進行的實驗操作是____________________(不必寫出具體的操作方法);其中裝置B的作用是________________。

(2)添加藥品:用鑷子從試劑瓶中取出一定量金屬鋰(固體石蠟密封),然后在甲苯中浸洗數(shù)次,該操作的目的是________________________________________,然后快速把鋰放入到石英管中。

(3)通入一段時間氫氣后加熱石英管,在加熱D處的石英管之前,必須進行的實驗操作是______________________________________________________________________。

(4)加熱一段時間后停止加熱,繼續(xù)通氫氣冷卻,然后取出LiH,裝入氮封的瓶里,保存于暗處。采取上述操作的目的是為了避免LiH與空氣中的水蒸氣接觸而發(fā)生危險。(反應方程式:

LiH + H2O = LiOH + H2),分析該反應原理,完成LiH與無水乙醇反應的化學方程式_________________ ___________________。

(5)準確稱量制得的產(chǎn)品0.174g,在一定條件下與足量水反應后,共收集到氣體0.021mol,則產(chǎn)品中LiH與Li的物質的量之比為____________________。

(6)乙同學對甲的實驗方案提出質疑,他認為未反應的H2不能直接排放,所以在最后連接了裝置E用來收集H2,請將E裝置補充完整。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】磷元素在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用。

(1)P原子價電子排布圖為__________________________。

(2)(三苯基膦)鈀分子結構如右圖:P原子以正四面體的形態(tài)圍繞在鈀原子中心上,鈀原子的雜化軌道類型為______;判斷該物質在水中溶解度并加以解釋_________________________________________。該物質可用于如圖所示物質A的合成:物質A中碳原子雜化軌道類型為________________;一個A分子中手性碳原子數(shù)目為_______________。

(3)在圖示中表示出四(三苯基膦)鈀分子中配位鍵

(4)PCl5是一種白色晶體,在恒容密閉容器中加熱可在148 ℃液化,形成一種能導電的熔體,測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正六面體形陰離子,熔體中P-Cl的鍵長只有198 nm和206 nm兩種,這兩種離子的化學式為 ;正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角原因為____________________________;該晶體的晶胞如右圖所示,立方體的晶胞邊長為a pm,NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,則該晶體的密度為_________g/cm3。

(5)PBr5氣態(tài)分子的結構與PCl5相似,它的熔體也能導電,經(jīng)測定知其中只存在一種P-Br鍵長,試用電離方程式解釋PBr5熔體能導電的原因

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】可逆反應①X(g)+2Y(g)2Z(g)②2M(g)N(g)+P(g)分別在密閉容器的兩個反應室中進行,反應室之間有無摩擦、可滑動的密閉隔板。反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖所示(隔板兩側反應室溫度相同)。下列判斷正確的是:

A.反應①的正反應是吸熱反應

B.達平衡(I)時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為14:15

C.達平衡(I)時X的轉化率為5/11

D.在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分數(shù)相同

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】可逆反應:3A(g)+B(g) 2C(g) +2D(g) 在不同條件下的反應速率分別為:

(1)v(A)=0.6molL-1min-1 (2) v(B)=0.007 molL-1S-1

(3)v(C)=0.4 molL-1min-1 (4) v(D)=0.80 molL-1min-1

此反應在不同條件下進行最快的是 ( )

A.(1) B.(2) C.(3) D.(4

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,反應2SO2+ O22SO3,達到平衡時,n(SO2:n(O2:n(SO3)= 2:3:4?s小體積,反應再次達到平衡時,n(O2)=0.8moln(SO3)=1.4mol,此時SO2的物質的量應是

A. 0.4mol B. 0.6mol C. 0.8mol D. 1.2mol

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】Ⅰ、甲醇是重要的化工原料,在日常生活中有著廣泛的應用。

(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇:

反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2

①在以上制備甲醇的兩個反應中:反應Ⅰ優(yōu)于反應Ⅱ,原因為_________________。

②反應Ⅰ中,若△H1﹤0,則要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有_____(填字母)

A.縮小容器的體積 B.降低溫度 C.升高溫度

D.使用合理的催化劑 E.將甲醇從混合體系中分離出來

(2)已知在常溫常壓下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H1=1453kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=466kJ/mol

請寫出32g甲醇液體發(fā)生不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學反應方程式: 。

Ⅱ.由CO2H2合成CH3OH的反應如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H。在10L的恒容密閉容器中投入1 mol CO22.75 mol H2,在不同條件下發(fā)生上述反應,測得平衡時甲醇的物質的量隨溫度、壓強的變化如圖所示。

①上述反應的△H (填“﹥”或“”)0

②圖中壓強p1 (填“﹥”或“”)p2

③經(jīng)測定知Q點時容器的壓強是反應前壓強的0.9,若反應從開始到平衡所需的時間為10min,則0~10min內H2的反應速率v(H2)= 。

④N點時,該反應的平衡常數(shù)K= (計算結果保留2位小數(shù))。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下圖是實驗室用來驗證乙烯與氫氣反應產(chǎn)物的裝置,請回答下列問題:

(1)方框內裝置用來制取乙烯,其中包括的儀器和藥品是:

①碎瓷片 ②石棉網(wǎng)和鐵架臺 ③圓底燒瓶 ④溫度計(量程100℃)⑤溫度計(量程200℃)⑥酒精燈 ⑦單孔塞 ⑧雙孔塞⑨導管。不選用的儀器 (填編號)。

寫出制乙烯化學方程式:_____________________________,反應進行一段時間后,方框內裝置中混合液常變黑,并伴有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,該氣體是 ,若要驗證有該氣體生成,應將生成的氣體通過 溶液。

(2)NaOH溶液的作用是___________________,堿石灰的作用是:_____________________。

(3)實驗過程中,發(fā)現(xiàn)溴水會褪色,可能的原因是:________ _____。

(4)出現(xiàn)什么現(xiàn)象可說明生成了乙烷?_______________________。

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