【題目】以含1個碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料的碳一化學處于未來化學產(chǎn)業(yè)的核心,成為科學家研究的重要課題。
(1))已知CO、H2、CH3OH(g)的燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1、-764.5 kJ·mol-1。則反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=_____;。
(2)在T1時,向體積為2 L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3 mol的CO和H2,發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反應達到平衡時CH3OH(g)的體積分數(shù)(φ)與n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖所示。
①當起始n(H2)/n(CO)=2時,經(jīng)過5 min達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則0~5 min內(nèi)平均反應速率v(H2)=______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,達到新平衡時H2的轉(zhuǎn)化率將____(填“增大”“減小”或“不變”)。
②當n(H2)/n(CO)=3.5時,達到平衡后,CH3OH的體積分數(shù)可能是圖像中的________(填“D”“E”或“F”)點。
(3)在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如圖所示。
①A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為________。
②若達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10 L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為_____L。
(4)以甲醇為主要原料,電化學合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。則電源的負極為__(填“A”或“B”),寫出陽極的電極反應式____。
【答案】-90.1 kJ·mol-1 0.12 mol·L-1·min-1 增大 F KA=KB>KC 2 B 2CH3OH+CO-2e-===(CH3O)2CO+2H+
【解析】
(1)根據(jù)CO 、H2和CH3OH的燃燒熱先書寫熱方程式,再利用蓋斯定律計算CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 的ΔH;
(2) ①根據(jù) 計算速率;根據(jù)Q和K的關(guān)系判斷反應方向;②根據(jù)恒容容器中,投料比等于系數(shù)比,達到平衡狀態(tài)時產(chǎn)物的百分含量最大;
(3) ①相同溫度下平衡常數(shù)相等;根據(jù)圖像,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度升高而減小,可知升高溫度平衡逆向移動;
②根據(jù)A、B兩點的平衡常數(shù)相等計算在平衡狀態(tài)B時容器的體積;
(4)由結(jié)構(gòu)示意圖可知,電解池左側(cè)發(fā)生氧化反應、右側(cè)發(fā)生還原反應,則電解池左側(cè)為陽極,右側(cè)為陰極。
(1)由CO(g)、H2(g)和CH3OH(g)的燃燒熱△H分別為-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-764.5 kJ·mol-1,則
①CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-283.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-764.5 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8 kJ·mol-1
由蓋斯定律可知用①+③×2-②得反應CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l),
該反應的反應熱△H=-283.0 kJ·mol-1+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-764.5 kJ·mol-1)=-90.1 kJ·mol-1;
(2) ①當起始n(H2)/n(CO)=2時,則起始n(H2) =2mol,n(CO)=1mol,經(jīng)過5 min達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始 0.5 1 0
轉(zhuǎn)化 0.3 0.6 0.3
平衡 0.2 0.4 0.3
0.12 mol·L-1·min-1
K9.375
若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,則7.8125<K,所以反應正向進行,達到新平衡時H2的轉(zhuǎn)化率將增大;
②根據(jù)恒容容器中,投料比等于系數(shù)比,達到平衡狀態(tài)時產(chǎn)物的百分含量最大,所以當n(H2)/n(CO)=3.5時,達到平衡后,CH3OH的體積分數(shù)可能是圖像中的F點;
(3) ①相同溫度下平衡常數(shù)相等,所以KA=KB;根據(jù)圖像,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度升高而減小,可知升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,所以KB>KC,故KA=KB>KC;
②A、B兩點的平衡常數(shù)相等,設(shè)B點容器的體積為VL
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始 10 20 0
轉(zhuǎn)化 5 10 5
平衡 5 10 5
;
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始 10 20 0
轉(zhuǎn)化 8 16 8
平衡 2 4 8
;V=2L;
(4)由結(jié)構(gòu)示意圖可知,電解池左側(cè)發(fā)生氧化反應、右側(cè)發(fā)生還原反應,則電解池左側(cè)為陽極,連接電源的正極,右側(cè)為陰極,連接電源的負極,B為電源的負極,陽極是甲醇、CO失去電子生成(CH3
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】許多含氮物質(zhì)是農(nóng)作物生長的營養(yǎng)物質(zhì)。
(1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的發(fā)射。已知下列反應:
①N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112kJ·mol-1
③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol-1
④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136kJ·mol-1
則N2H4與O2反應生成氮氣與水蒸氣的熱化學方程式為_________________。
(2)一定溫度下,向某密閉容器中充入1 mol NO2,發(fā)生反應:2NO2(g)N2O4(g),測得反應體系中氣體體積分數(shù)與壓強之間的關(guān)系如圖所示:
①a、b、c三點逆反應速率由大到小的順序為_______。平衡時若保持壓強、溫度不變,再向體系中加入一定量的Ne,則平衡_______移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
②a點時NO2的轉(zhuǎn)化率為___________,用平衡分壓代替平衡濃度也可求出平衡常數(shù)Kp,則該溫度下Kp=________Pa-1。
(3)已知在一定溫度下的可逆反應N2O4(g)2NO2(g)中,v正=k正c(N2O4),v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則k正=______k逆。升高溫度,k正增大的倍數(shù)_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)。
(4)氨氣是合成眾多含氮物質(zhì)的原料,利用H2-N2—生物燃料電池,科學家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負極催化劑,X交換膜為隔膜,在室溫條件下即實現(xiàn)了合成NH3的同時還獲得電能。其工作原理圖如下:
則X膜為___________交換膜,正極上的電極反應式為______________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應 mA(g)+nB(g)pC(g)達到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/3,達到平衡時,C的濃度為原來的2.5倍,則下列說法正確的是
A. C的體積分數(shù)增加 B. A的轉(zhuǎn)化率降低
C. 平衡向正反應方向移動 D. m+n>p
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【題目】a、b、c、d、e五種短周期元素的原子半徑和最外層電子數(shù)之間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 簡單離子半徑:b>e
B. 常溫常壓下,a與c形成的化合物可能呈固態(tài)
C. 單質(zhì)沸點:c<d
D. d與e不能存在于同一離子化合物中
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝反應為:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反應在恒容密閉容器中進行,下列由該反應相關(guān)圖像作出的判斷正確的是( )
A | B | C | D |
升高溫度, | 0~3s內(nèi),反應速率為: | t1時僅加入催化劑, | 達平衡時,僅改變x,則x為c(O2) |
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【題目】如圖是中學化學中常用于混合物的分離和提純的裝置,請根據(jù)裝置回答問題:
A B C D
(1)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置______(填代表裝置圖的字母,下同)。
(2)A裝置中插有溫度計的玻璃儀器名稱為______。
(3)從碘水中分離出I2選擇裝置______,分離方法的名稱為____、______。
(4)裝置B在分液時為使液體順利滴下,除打開活塞外,還應進行的具體操作是_____。
(5)在實驗室中取少量海水,進行如下流程的實驗:
―→
粗鹽中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—等雜質(zhì),需要提純后才能綜合利用。粗鹽提純的步驟有:①加入過量的Na2CO3溶液、诩尤脒^量的BaCl2溶液、奂尤脒^量的NaOH溶液 ④用適量鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH等于7、萑芙狻、捱^濾、哒舭l(fā),正確的操作順序是____________(填選項字母)。
a.⑤③①⑥②④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦ c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①⑥④⑦
(6)粗鹽的提純實驗中每步所加試劑均需過量,如何判斷除雜過程中所加BaCl2溶液是否過量?_______。
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【題目】下列圖像正確的是
A. 向氫氧化鈣和氫氧化鈉混合溶液中通入二氧化碳
B. 用氫氧化鈉溶液滴定等濃度的鹽酸和醋酸
C. 向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳
D. 氯化氫和氯氣的混合氣體通入氫氧化鈉溶液中
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【題目】鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是
A.充電時陽極反應:Ni(OH)2 -e— + OH- = NiOOH + H2O
B.充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C.放電時負極附近溶液的堿性不變
D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動
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【題目】下列指定反應的離子方程式正確的是( )
A. BaSO3與稀HNO3反應:BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O
B. 用純堿溶液溶解苯酚:CO32-+2C6H5OH=2C6H5O-+CO2↑+H2O
C. 等體積等物質(zhì)的量濃度的NH4Fe(SO4)2和Ba(OH)2混合:2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓
D. 用石墨作電極電解MgCl2溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
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