化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(2)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H3
則△H1、△H2、△H3之間的關(guān)系是: 。
(3)通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)可以解決某些實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng): CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示。
溫度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常數(shù)K |
9.94 |
9 |
1 |
則該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),在500℃時(shí),若設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
(4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過(guò)程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。對(duì)反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g) △H>0在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 :
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)A到狀態(tài)B,可以用加熱的方法
E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A=C
(5)工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2,再用下圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4(陰離子交換膜只永許陰離子通過(guò)),陽(yáng)極電極反應(yīng)式為: ,陽(yáng)極區(qū)逸出氣體的成分為 (填化學(xué)式)。
(1)(共2分)
(2)(共2分) △H3 =△H1+△H2 或△H1=△H3﹣△H2 或△H2 =△H3﹣△H1
(3)(共5分) 放熱 (2分) 75% (3分)
(4)(共2分) E (不能選B,因?yàn)閴簭?qiáng)大過(guò)一倍以上時(shí),壓縮引起的顏色變化大過(guò)移動(dòng)引起的顏色變化,所以C點(diǎn)比A點(diǎn)顏色深;溫度相同,則平衡常數(shù)相同)
(5)(共4分) 4OH - - 4e-=2H2O+O2↑ (2分) O2、SO2 (2分)
(說(shuō)明:陰離子放電順序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(SO32->SO42->NO3-)>F- ;陽(yáng)離子放電順序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸性溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+(>水解產(chǎn)生的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+;溶液中電極電位:4OH—4e-=O2+2H2O E=﹣0.401 V;SO32-+2OH-=SO42-+H2O E=+0.90V。所以:在陰極是H+放電,在陽(yáng)極是OH-放電不是SO32-;由于放電速度很快,離子移動(dòng)速度較慢,陰極區(qū)OH-放電后多出的H+立即與SO32-反應(yīng)放出SO2氣體,陰極區(qū)多出的SO32-通過(guò)陰離子交換膜移動(dòng)過(guò)陽(yáng)極區(qū)補(bǔ)充)
【解析】
試題分析:(1)由反應(yīng)方程式可知C為固體,所以平衡常數(shù)的表達(dá)式為
(2)根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律得,方程式③=①+②,所以△H3=△H1 +△H2 。
(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸減小,說(shuō)明正反應(yīng)進(jìn)行的程度逐漸減小,所以平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng);500℃時(shí),平衡常數(shù)K=9,所以有:
CO(g)+H2O(g) H2(g) + CO2(g),
初始濃度(mol/L) 0.020 0.020 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.02α 0.02α 0.02α 0.02α
平衡濃度(mol/L) 0.02(1-α) 0.02(1-α) 0.02α 0.02α
所以代入表達(dá)式中K=(0.02α)2/ [0.02(1-α)]2 =9,解得α=75%,所以CO轉(zhuǎn)化率為75%。
(4)圖為不同溫度下平衡體系中的NO2體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線圖,所以分析:
A:反應(yīng)速率受溫度、濃度、壓強(qiáng)等因素影響,C點(diǎn)的壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于A,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大,C>A,A錯(cuò)誤。
B:NO2為紅棕色,顏色深淺與濃度大小有關(guān), C點(diǎn)對(duì)于A點(diǎn),增大了壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),NO2減少,但是因?yàn)镃點(diǎn)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于A點(diǎn),所以被壓縮后濃度增大要大于平衡移動(dòng)造成的濃度減小,所以C的顏色深,A淺,B錯(cuò)誤。
C:B、C兩點(diǎn)在不同條件控制下平衡時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)相等,所以氣體的總質(zhì)量和總物質(zhì)的量相等,平均相對(duì)分子質(zhì)量相等B=C,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
D:正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),NO2的體積分?jǐn)?shù)增大,所以加熱不能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)A到狀態(tài)B的轉(zhuǎn)化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
E:A、C兩點(diǎn)在同一溫度線上,所以溫度相同平衡常數(shù)相同,A=C,所以E正確。
故選E。
(5)根據(jù)如圖電解裝置可知,陰極HSO3-電離出的H+在陰極區(qū)得到電子被還原生成了H2陰極反應(yīng)式:2H++2e-=H2↑,而陽(yáng)極區(qū)水電離的OH-先放電,失去電子生成O2,陽(yáng)極反應(yīng)式:4OH - - 4e-=2H2O+O2↑,由于陽(yáng)極區(qū)不斷消耗OH-,所以使得陰極區(qū)產(chǎn)生的SO32- 不斷通過(guò)陰離子交換膜,并與陽(yáng)極溶液中的H+反應(yīng)2H++ SO32- =SO2↑+H2O,所以陽(yáng)極區(qū)有氧氣產(chǎn)生,也有SO2產(chǎn)生。而通過(guò)離子交換膜的部分SO32- 也會(huì)被生成的氧氣氧化生成SO42- ,所以也會(huì)不斷生成硫酸產(chǎn)品。(說(shuō)明:陰離子放電順序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(SO32->SO42->NO3-)>F- ;陽(yáng)離子放電順序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸性溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+(>水解產(chǎn)生的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+;溶液中電極電位:4OH—4e-=O2+2H2O E=﹣0.401 V;SO32-+2OH-=SO42-+H2O E=+0.90V。所以:在陰極是H+放電,在陽(yáng)極是OH-放電不是SO32-;由于放電速度很快,離子移動(dòng)速度較慢,陰極區(qū)OH-放電后多出的H+立即與SO32-反應(yīng)放出SO2氣體,陰極區(qū)多出的SO32-通過(guò)陰離子交換膜移動(dòng)過(guò)陽(yáng)極區(qū)補(bǔ)充)
考點(diǎn):本題考查的是化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)平衡、電解池等知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
c(H2)c(CO) |
c(H2O) |
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問(wèn)題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
(2)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)K1;
CO(g)+H2O(g H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K2;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常數(shù)K3;
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是: 。
(3)煤化工通常通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為: 。
(4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過(guò)程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。對(duì)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) △H>0在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 。
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
(5)0.2mol/L的NaOH與0.4mol/L的硝酸銨溶液等體積混合后,溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度從大到小的順序是 。
(6)工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2,再用右圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4,陽(yáng)極電極反應(yīng)式 ,陽(yáng)極區(qū)逸出氣體的成分為 __________(填化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年浙江省嘉興一中高二下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題
實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問(wèn)題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
(2)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)K1;
CO(g)+H2O(g H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K2;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常數(shù)K3;
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是: 。
(3)煤化工通常通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年浙江省高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷 題型:填空題
(13分)實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問(wèn)題:
(1)該產(chǎn)業(yè)鏈中屬于高中階段常見(jiàn)的在低溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是:
(2)已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
(3)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)K1;
CO(g)+H2O(g H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K2;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常數(shù)K3;
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是: 。
(4)煤化工通常通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常數(shù)K |
9.94 |
9 |
1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為: 。
(5)從上圖看出氨催化氧化可以制硝酸,此過(guò)程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。對(duì)反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g) △H>0在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 。
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
(6)0.2mol/L的NaOH與0.4mol/L的上述產(chǎn)業(yè)鏈中一產(chǎn)品化肥硝酸銨溶液等體積混合后,溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度從大到小的順序是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010年江西上高二中、新余鋼鐵中學(xué)高三年級(jí)全真模擬(理綜)化學(xué)部分 題型:填空題
實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問(wèn)題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
(2)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)K1;
CO(g)+H2O(g H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)K2;
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 平衡常數(shù)K3;
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是: 。
(3)煤化工通常通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常數(shù)K |
9.94 |
9 |
1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為: 。
(4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過(guò)程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。對(duì)反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g) △H>0在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 。
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
(5)0.2mol/L的NaOH與0.4mol/L的硝酸銨溶液等體積混合后,溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度從大到小的順序是 。
(6)工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2,再用右圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4,陽(yáng)極電極反應(yīng)式 ,陽(yáng)極區(qū)逸出氣體的成分為 __________(填化學(xué)式)。
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