【題目】貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有機化工產(chǎn)品的反應。溫度為TK時發(fā)生以下反應:①
①
②
③
④
(l)溫度為TK時,催化由CO、H2合成CH4反應的熱化學方程式為____。
(2)已知溫度為TK時的活化能為485.2 kJ/mol,則其逆反應的活化能為____kJ/mol。
(3)TK時,向一恒壓密閉容器中充入等物質的量的CO(g)和H2O(g)發(fā)生上述反應②(已排除其他反應干擾),測得CO(g)物質的量分數(shù)隨時間變化如下表所示:
若初始投入CO為2 mol,恒壓容器容積10 L,用H2O(g)表示該反應0-5分鐘內(nèi)的速率v(H2O(g))=____。6分鐘時,僅改變一種條件破壞了平衡,則改變的外界條件為____
(4)750K下,在恒容密閉容器中,充入一定量的甲醇,發(fā)生反應④,若起始壓強為101 kPa,達到平衡轉化率為50. 0%,則反應的平衡常數(shù)Kp= _____用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù),忽略其它反應)。
(5)某溫度下,將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中,在催化劑的作用下發(fā)生反應③。經(jīng)過5 min后,反應達到平衡,此時轉移電子6 mol。若保持體積不變,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此時v(正)____v(逆)(填“>” “<”或“=”)。下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是____。
a CH3OH的質量不變 b 混合氣體的平均相對分子質量不再改變
c v逆(CO)=2v正(H2) d 混合氣體密度不再發(fā)生改變
(6)已知400 K、500 K時水煤氣變換中CO和H,分壓隨時間變化關系如下圖所示,催化劑為氧化鐵。實驗初始時體系中的pH2O和PCO相等、PCO2和pH2相等;已知700 K時的K=l. 31。
400 K時pH2隨時間變化關系的曲線是 _____500 K時pCO隨時間變化關系的曲線是____
【答案】 320.2 0.32molL-1mim-1 降低溫度 50.5 kPa > cd b d
【解析】
(l)由蓋斯定律可知,②-①得到,以此來解答。
(2)反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量,根據(jù)已知信息,為吸熱反應,反應物總能量低于生成物總能量,依據(jù)反應能量關系可知,逆反應的活化能=正反應的活化能-反應的焓變;
(3)發(fā)生反應,根據(jù)v=計算反應速率,利用速率之比等于反應中計量數(shù)之比可得到H2O的反應速率,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,在5分鐘后,一氧化碳的物質的量分數(shù)不變?yōu)?/span>0.1,即反應達到平衡狀態(tài),該反應氣體的總物質的量不變,6分鐘時,一氧化碳的物質的量分數(shù)變小,說明平衡正向移動,據(jù)此分析;
(4)設甲醇的物質的量為1mol,平衡時轉化率為50%,則根據(jù)三段式、各物質平衡時總壓和分壓的關系計算;
(5)某溫度,將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中,經(jīng)過5min后,反應達到平衡,依據(jù)化學方程式可知轉移電子4mol消耗CO物質的量為1mol,則此時轉移電子6mol,消耗CO物質的量=×1mol=1.5mol,結合化學平衡三段式列式計算平衡常數(shù)K=,若保持體積不變,再充入2molCO和1.5molCH3OH,計算此時濃度商Qc和平衡常數(shù)大小比較判斷平衡的進行方向;反應是氣體體積減小的放熱反應,反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同,各組分含量保持不變,分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態(tài),否則不能達到平衡;
(6)該反應為放熱反應,則小于700K時,K(400K)> K(500K)>1.31,則平衡時p(H2)> p(CO),故a、b表示H2的分壓,c、d表示CO的分壓;
(1)已知反應:①,②,由蓋斯定律可知,②-①得到,
故答案為:;
(2)反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量,根據(jù)已知信息,為吸熱反應,反應物總能量低于生成物總能量,依據(jù)反應能量關系可知,逆反應的活化能=正反應的活化能-反應的焓變;,該反應的活化能為485.2 kJ/mol,則其逆反應的活化能=485.2 kJ/mol -165 kJ/mol =320.2 kJ/mol;
(3)發(fā)生反應,若初始投入一氧化碳為2mol,則水蒸氣也為2mol,該反應的總物質的量不變,所以平衡時一氧化碳的物質的量為4mol×0.1=0.4mol,0~5分鐘內(nèi)的一氧化碳的反應速率υ(CO)==0.032mol/(Lmin),6分鐘時,一氧化碳的物質的量分數(shù)變小,說明平衡正向移動,而該反應為放熱反應,所以應為降低溫度;
(4)設甲醇的物質的量為1mol,平衡時轉化率為50%,則根據(jù)三段式:
n始:n平=
則反應的平衡常數(shù)Kp==50.5 kPa;
(5)某溫度,將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中,經(jīng)過5min后,反應達到平衡,依據(jù)化學方程式可知轉移電子4mol消耗CO物質的量為1mol,則此時轉移電子6mol,消耗CO物質的量==×1mol=1.5mol,結合化學平衡三段式列式計算:
平衡濃度c(CO)==0.25mol/L,c(H2)==1mol/L,c(CH3OH)==0.75mol/L,平衡常數(shù)K==3,若保持體積不變,再充入2molCO和1.5molCH3OH,計算此時濃度商Qc==1.2<3,說明平衡正向進行,此時v(正)>v(逆);
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,反應是氣體體積減小的放熱反應,反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同,各組分含量保持不變,分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態(tài);
a.CH3OH的質量不變,物質的量不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故a不符合題意;
b.反應前后氣體質量不變,反應前后氣體物質的量變化,當混合氣體的平均相對分子質量不再改變,說明反應達到平衡狀態(tài),故b不符合題意;
c.反應速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比,2v正(CO)=v正(H2) ,屬于正反應速率之比,當滿足2v逆(CO)=v正(H2)說明氫氣的正逆反應速率相同,反應達到平衡狀態(tài),但v逆(CO)=2v正(H2)不能說明反應達到平衡狀態(tài),故c符合題意;
d.反應前后氣體質量不變,容器體積不變,混合氣體的密度始終不發(fā)生改變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故d符合題意;
故答案為cd;
(6)已知700 K時的K=l. 31,該反應為放熱反應,則小于700K時,K(400K)> K(500K)>1.31,則平衡時p(H2)> p(CO),故a、b表示H2的分壓,c、d表示CO的分壓,升高溫度反應逆向進行,CO的分壓增大,H2的分壓減小,則由此可判斷400K時p(H2)和 p(CO)隨時間變化關系曲線分別是b、c;500K時p(H2)和 p(CO)隨時間變化關系曲線分別是a、d。
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【題目】許多含氮物質是農(nóng)作物生長的營養(yǎng)物質。
(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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【題目】25℃時,用濃度為0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL濃度為0.1000mo l·L-1的某酸HX,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A. HX的電離常數(shù)Ka的數(shù)量級為10-10
B. P點溶液中微粒濃度大小為:c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
C. 滴定過程中可選用的指示劑有甲基橙和酚酞
D. A點到B點過程中,水電離出的c(H+)×c(OH-)先增大,后不變
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【題目】實驗研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應時,硝酸的濃度越稀,對應還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低,F(xiàn)有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與一定量很稀的硝酸充分反應,反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中逐滴加入溶液,所加NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的物質的量關系如下圖所示,下列說法不正確的是
A.稀硝酸與鋁粉、鐵粉反應,其還原產(chǎn)物為硝酸銨
B.c點對應溶液的體積為
C.b點與a點的差值為
D.樣品中鋁粉和鐵粉的物質的量之比為
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】中國藥學家屠喲喲因發(fā)現(xiàn)青蒿素及其抗瘧療效,榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。青蒿素結構式如圖所示,下列有關青蒿素研究的說法不正確的是( )
A.可使用質譜儀測出這個分子的相對分子質量,也可用紫外光譜確定這個分子的環(huán)狀結構
B.提取過程中為防止破壞青蒿素結構,應避免高溫,故采用低沸點溶劑乙酸進行萃取
C.青蒿素是脂溶性的,既可看作是醚類也可看作是酯類,既有氧化性又有還原性
D.元素分析儀可以確定青蒿素中是否含有C、H、O等元素
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法中正確的是
A. 、、中,所有原子都滿足最外層8電子的穩(wěn)定結構
B. 在元素周期表中金屬和非金屬交界處可以找到半導體材料
C. 由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物
D. 第ⅠA族元素和第ⅦA族元素的原子之間都能形成離子鍵
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關于分子組成表示為CxHy的烷、烯、炔烴說法不正確的是( )
A.當x≤4時,均為氣體(常溫常壓下)
B.y一定是偶數(shù)
C.分別燃燒1mol,消耗氧氣(x+)mol
D.在容積固定密閉容器中完全燃燒,反應前后均150℃時測得的壓強一定是反應后大
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將1 mol乙醇(其中的氧用18O標記)在濃硫酸存在條件下與足量乙酸充分反應。下列敘述不正確的是( 。
A. 生成的乙酸乙酯中含有18OB. 生成的水分子中含有18O
C. 可能生成44 g乙酸乙酯D. 不可能生成90 g乙酸乙酯
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【題目】化合物 Y 能用于高性能光學樹脂的合成,可由化合物 X 與 2 甲基丙烯酰氯在一定條件下反應制得:
下列有關化合物 X、Y 的說法正確的是( )
A.X 分子中所有原子一定在同一平面上B.Y 物質中含有四種官能團,且能發(fā)生加聚反應
C.X→Y 的反應為取代反應D.X、Y 均不能使酸性 KMnO4 溶液褪色
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