【題目】煤化工是以煤為原料,經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產品的工業(yè)過程.
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產生水煤氣.反應為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJmol﹣1 , △S=+133.7J(Kmol)﹣1
①該反應能否自發(fā)進行與有關;
②一定溫度下,在一個容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應,下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是(填字母,下同).
a.容器中的壓強不變 b.1molH﹣H鍵斷裂的同時斷裂2molH﹣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2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數據:
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/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實驗1中以v(CO2) 表示的反應速率為 .
②該反應的逆反應為(填“吸”或“放”)熱反應
③若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質的質量分數分別相等),且t<3min,則a、b應滿足的關系是(用含a、b的數學式表示).
(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產甲醇.一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJmol﹣1)的變化.在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2 , 下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 .
a.升高溫度 b.充入He(g),使體系壓強增大
c.將H2O(g)從體系中分離出來 d.再充入1mol CO2和3molH2 .
【答案】
(1)溫度;a、b、c
(2)0.16mol?(L?min)﹣1;吸;b=2a,a>1
(3)c、d
【解析】解:(1)①已知△H=+131.3kJmol﹣1 , △S=+133.7J(Kmol)﹣1 , 反應能自發(fā)進行,應使△G=△H﹣T△S<0,即131.3×1000﹣133.7T<0,T> =980.5K,應在較高的溫度下才能進行,所以該反應能否自發(fā)進行與溫度有關,所以答案是:溫度;②a.反應前后氣體的體積不銅,容器中的壓強都不變,可說明達到平衡狀態(tài),故a正確;b.1molH﹣H鍵斷裂的同時斷裂2molH﹣O鍵,說明正逆反應速率相等,達到平衡狀態(tài),故b正確;c.v正(CO)=v逆(H2O),說明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài),故c正確;d.c(CO)=c(H2)不能確定反應是否達到平衡狀態(tài),平衡時各物質的濃度取決于反應物的配料比和轉化的程度,故d錯誤,所以答案是:a、b、c;(2)①v(CO2)=v(CO)= =0.16mol(Lmin)﹣1 , 所以答案是:0.16mol(Lmin)﹣1;②根據CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)可知壓強對平衡移動無影響,如果在650℃,H2O、CO的物質的量改為1mol、2mol,達到平衡時CO的物質的量應為1.2mol,而900℃時CO的物質的量應為1.6mol,說明升高溫度平衡向逆反應方向移動,則正反應為放熱反應,逆反應為吸熱反應,所以答案是:吸;③壓強對平衡移動無影響,若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質的質量分數分別相等),應滿足所加物質與原來的配比數相等,則b=2a,t<3min,說明反應速率較大,在相同溫度下,濃度越大反應速率越大,則應有a>1或加入合適的催化劑,所以答案是:b=2a,a>1;(3)a.升高溫度平衡向逆反應方向移動,CH3OH減小,故a錯誤; b.充入He(g),使體系壓強增大,但平衡沒有移動,故b錯誤;c.將H2O(g)從體系中分離出來,平衡向正反應方向移動,CH3OH濃度增大,故c正確; d.再充入1mol CO2和3mol H2 , 平衡向正反應方向移動,CH3OH濃度增大,故d正確.所以答案是:c、d.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應速率的定量表示方法的相關知識,掌握反應速率的單位:mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t,以及對化學平衡狀態(tài)本質及特征的理解,了解化學平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應仍在進行;“定”即反應混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學平衡;與途徑無關,外界條件不變,可逆反應無論是從正反應開始,還是從逆反應開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效).
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【題目】將N2和H2置于2L密閉容器中,反應2min后,生成0.8molNH3 . 在這段時間內,用N2濃度變化表示的反應速率為( )
A.0.05molL﹣1min﹣1
B.0.1molL﹣1min﹣1
C.0.2molL﹣1min﹣1
D.0.4molL﹣1min﹣1
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【題目】某有機物是藥物生產的中間體,其結構簡式如圖。下列有關敘述正確的是( )
A. 該有機物與溴水發(fā)生加成反應
B. 該有機物與濃硫酸混合加熱可發(fā)生消去反應
C. 1 mol該有機物與足量NaOH溶液反應最多消耗3 mol NaOH
D. 該有機物經催化氧化后能發(fā)生銀鏡反應
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【題目】以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,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.回答下列問題:
(1)B極上的電極反應式為
(2)若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,當兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗的甲烷的體積為(標況下).
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【題目】下列實驗能達到目的的是
A. 加熱除去NaHCO3固體中的Na2CO3
B. 用NaOH溶液除去CO2中的SO2氣體
C. 用雙氧水除去Fe2(SO4)3溶液中的少量FeSO4
D. 用BaCl2溶液除去NaCl溶液中的K2SO4
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【題目】設NA是阿伏加德羅常數的數值,下列說法不正確的是( )
A.標準狀況下,2.24 L Cl2溶于水,轉移的電子數目為0.1NA
B.1 mol Na2O和Na2O2混合物中含有的陰、陽離總數是3 NA
C.常溫常壓下,8 g SO3所含的氧原子的數目為0.3NA
D.過氧化鈉與H2O反應,每生成0.1mol氧氣,轉移電子的數目為0.2NA
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【題目】在同溫同壓下,A容器中盛有H2,B容器中盛有NH3,若使它們所含的原子總數相等,則兩種氣體的物質的量之比( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 2:3 D. 1:3
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【題目】根據所學知識完成下面小題:
(1)H2O2水溶液給稱雙氧水,醫(yī)療上利用它有殺菌消毒作用來清洗傷口,對下列A﹣C涉及H2O2的反應,填寫下列空白:A、H2O2+Cl2═HCl+O2
B、H2O2+2I﹣+2H+═I2+2H2O
C、2H2O2 2H2O+O2
D、CaO+H2O=Ca(OH)2
①H2O2僅體現氧化性的反應是(填代號,下同)
②H2O2既有氧化性又有還原性的是
③H2O2僅體現還原性的是
④H2O既無氧化性又無還原性的是
(2)已知CuO具有氧化性,能夠與NH3反應生成兩種單質和H2O,請寫出在加熱條件下CuO與NH3反應的化學方程式
(3)在一定條件下,RO 與Cl2反應如下:RO +Cl2+2OH═RO +2Cl+H2O由以上反應可知上述過程中RO 被(填“氧化”或“還原”),RO 元素R的化合價是 .
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