【題目】碳、氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問題:

(1)汽車尾氣中的處理NO的方法也可用H2將NO還原為N2。

已知:

H2還原NO生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程是_______________________________。

(2)高爐煉鐵產(chǎn)生的高爐氣中含有CO、H2、CO2等氣體,利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇,是減少污染、節(jié)約能源的一種新舉措,反應(yīng)原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。在體積不同的兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入1molCO和2mol H2,測(cè)得平衡混合物中CH3OH 的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖。

①上述合成甲醇的反應(yīng)是__________________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),圖像中的壓強(qiáng)p1、p2的大小關(guān)系是_______________,判斷的理由是________________________。

②從上圖A、B、C三點(diǎn)中選填下表物理量對(duì)應(yīng)最大的點(diǎn)(用“A”、“B”或“C”填寫)。

反應(yīng)速率V

平衡常數(shù)K

平衡轉(zhuǎn)化率a

____________

_____________

_____________

③在300℃時(shí),向C點(diǎn)平衡體系中再充入0.25molCO、0.5molH2和0.25molCH3OH。該平衡_________(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動(dòng)。

(3)有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_________________。

A.使用催化劑 B.投料比不變,增加CO的濃度

C.降低反應(yīng)溫度 D.通入He氣體使體系的壓強(qiáng)增大

(4)一定溫度下,CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比的變化關(guān)系如圖所示,測(cè)得D點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x=__________________

【答案】 2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H1= -665 kJmol-1 放熱 p1<p2 該正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),相同條件下增大壓強(qiáng)甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大; C AB A 向正反應(yīng)方向 C 3

【解析】(1)根據(jù)能量變化圖,則反應(yīng)斷鍵共吸收2×630+2×436=2132kJ,形成共放出945+4×463=2797kJ,所以該反應(yīng)共放出2797-2132=665kJ的熱量,熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)H=-665 kJmol-1,故答案為:2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)H=-665 kJmol-1;

(2)①根據(jù)圖像,升高溫度,CH3OH 的體積分?jǐn)?shù)減少,平衡逆向移動(dòng),因此合成甲醇的反應(yīng)放熱反應(yīng);該反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CH3OH 的體積分?jǐn)?shù)增大,因此圖像中的壓強(qiáng)p1p2,故答案為:放熱;p1<p2;該正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),相同條件下增大壓強(qiáng)甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大;

壓強(qiáng)越大、溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,壓強(qiáng)P2P1,溫度C點(diǎn)最高,所以反應(yīng)速率最快的是C點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),根據(jù)圖知,溫度越高,甲醇含量越低,說明平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小,C點(diǎn)溫度高于AB點(diǎn)且AB點(diǎn)溫度相同,所以化學(xué)平衡常數(shù)最大的是AB;甲醇的含量越大,則反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大,所以甲醇轉(zhuǎn)化率最大的是A點(diǎn),故答案為:C;AB;A;

C點(diǎn)甲醇的體積分?jǐn)?shù)為50%,即甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,設(shè)反應(yīng)掉的n(CO)=xmol,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始(mol) 1 2 0

反應(yīng)(mol) x 2x x

平衡(mol) 1-x 2(1-x) x

×100%=50%x=0.75,設(shè)容器體積為1L,則平衡時(shí)c(CH3OH)=0.75mol/Lc(CO)=0.25mol/L、c(H2)=0.50mol/L,化學(xué)平衡常數(shù)K==12,向C點(diǎn)平衡體系中再充入0.25molCO0.5molH20.25mol CH3OH,此時(shí)c(CH3OH)=1mol/L、c(CO)=0.50mol/L、c(H2)=1mol/L,濃度商==2K,則平衡正向移動(dòng),故答案為:向正反應(yīng)方向;

(3)A.使用催化劑,平衡不移動(dòng),CO平衡轉(zhuǎn)化率不變,錯(cuò)誤;B.投料比不變,增加CO的濃度CO的轉(zhuǎn)化率降低,錯(cuò)誤;C.降低反應(yīng)溫度,平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,正確;D.通入He氣體使體系的壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物和生成物的濃度不變,平衡不移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,錯(cuò)誤;故選C

(4)設(shè)n(H2)=amol、n(CO)=bmol,氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%、CO的轉(zhuǎn)化率為60%,根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH知,參加反應(yīng)的n(CO)為參加反應(yīng)的n(H2)的一半,所以40%×amol=2bmol×60%, ==x=3,故答案為:3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會(huì)網(wǎng)介紹了一種利用電化學(xué)原理凈化魚池中水質(zhì)的方法,其裝置如圖所示。

下列說法錯(cuò)誤的是

A. X為電源正極

B. 若該裝置在高溫下進(jìn)行則凈化效率將降低

C. BOD為葡萄糖(C6H12O6),1mol葡萄糖被完全氧化時(shí),理論上電極上流出24mole-

D. 若有1molNO3-被還原則有6molH+通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室欲用NaOH固體配制1.0 molL-1的NaOH溶液240 mL,根據(jù)溶液的配制情況回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中除了用到托盤天平、藥匙、量筒、燒杯外,還需用到的儀器有________。

(2)通過計(jì)算可知,該實(shí)驗(yàn)需要稱量NaOH_____g;某同學(xué)欲稱量NaOH的質(zhì)量,他先用托盤天平稱量燒杯的質(zhì)量,天平平衡后的狀態(tài)如下圖所示,則燒杯的實(shí)際質(zhì)量為___g。

(3)使用容量瓶前必須進(jìn)行的一步操作是________。

(4)在配制過程中,下列操作會(huì)使溶液濃度偏大的是_____(填序號(hào))。

A.轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎有少量灑到容量瓶外面

B.定容時(shí)俯視刻度線

C.未冷卻到室溫就將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶并定容

D.定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面低于刻度線,再加水至刻度線

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】不能用于區(qū)別二氧化氮和溴蒸氣的試劑是( )

A.AgNO3溶液B.蒸餾水

C.CCl4D.淀粉KI溶液

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【題目】海水是巨大的資源寶庫,海水中氯化物的含量相當(dāng)高,主要是氯化鈉,其次是氯化鎂、氯化鈣和氯化鉀等。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:

(1)氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖為____________________。

(2)NaCl為原料生產(chǎn)氯氣的化學(xué)方程式為___________________________________

(3)步驟Ⅱ中用熱空氣就可以把Br2吹出來的原因是_____________________________。

(4)步驟Ⅱ中用SO2水溶液吸收Br2,可制得HBr和硫酸,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________。

(5)步驟Ⅲ用氯氣提取溴,這是利用了氯氣的__________性。(填氧化還原”)。

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【題目】由徐光憲院士發(fā)起,院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國(guó)》科普讀物最近出版了,全書形象生動(dòng)地戲說了BF3、TiO2、CH3COOH、CO2、NO、二茂鐵、NH3、HCN、H2S、O3、異成二烯和萜等眾多分子共和國(guó)中的明星。

(1)寫出Fe2+的核外電子排布式__________。

(2)下列說法正確的是_______。

a.H2SO3分子的構(gòu)型相同

b.BF3NH3分子的極性相同

c.CO2、HCN分子中C原子的雜化方式相同

d.CH3COOH分子中C原子的雜化方式相同

(3)N3-CO2分子互為等電子體,則N3-的空間構(gòu)型為_______。Co3+的配合物Co[(N3)(NH3)5]SO4中的配體是_________

(4)二茂鐵是由C5H5-Fe2+形成的配合物,其結(jié)構(gòu)如圖所示。該配合物中共含有____種化學(xué)環(huán)境不同的氫。

(5)砷和氮位于同一主族,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,它們有著廣泛的用途。同答下列問題:

寫出砷的價(jià)電子排布式___________。

工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: ___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于化學(xué)鍵的敘述中,正確的是(

A.離子化合物中可能含有共價(jià)鍵B.氫鍵是一種特殊的共價(jià)鍵

C.I2的升華破壞了共價(jià)鍵D.非金屬元素間不可能形成離子鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】山萘酚(Kaempf erol)結(jié)構(gòu)如下圖所示,且大量存在于水果、蔬菜、豆類、茶葉中,具有多種生物學(xué)作用,如抗氧化、抑制腫瘤生長(zhǎng)及保護(hù)肝細(xì)胞等作用。下列有關(guān)山萘酚的敘述正確的是 (  )

A. 結(jié)構(gòu)式中含有羥基、醚鍵、酯基、碳碳雙鍵

B. 可發(fā)生取代反應(yīng)、水解反應(yīng)、加成反應(yīng)

C. 可與NaOH反應(yīng),不能與NaHCO3反應(yīng)

D. 1 mol山萘酚與溴水反應(yīng)最多可消耗4 mol Br2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,Ka (HCOOH)=1.77×10-4,Ka (CH3COOH)=1.75×10-5Kb (NH3·H2O) =1.76×10-5,下列說法正確的是(  )

A. CH3COONa溶液從20升溫至30,溶液中增大

B. 用相同濃度的NaOH溶液分別滴定等體積pH均為3HCOOHCH3COOH溶液至終點(diǎn),消耗NaOH溶液的體積相等

C. 0.2 mol/L HCOOH 0.1 mol/L NaOH 等體積混合后c(HCOO-) + c(OH-) = c(HCOOH) + c(H+)

D. 0.2 mol/L CH3COONa 0.1 mol/L鹽酸等體積混合后 (pH<7)c(CH3COO-) > c(Cl- ) >c(CH3COOH) >c(H+)

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