甲醇是一種常用的燃料,工業(yè)上可以用CO和H2在一定條件下合成甲醇。
(1)已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(1)的燃燒熱△H分別為:-283.0kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-726.5kJ/mol,則CO合成甲醇的熱化學(xué)方程式為: 。
(2)在恒容密閉容器中CO與H2發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,各物質(zhì)濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示(開始時(shí)氫氣的濃度曲線和8分鐘后甲醇的濃度曲線未畫出。4分鐘和8分鐘改變的條件不同):
①下列說法正確的是
A.起始時(shí)n(H2)為1.7mol |
B.當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) |
C.4分鐘時(shí),改變的條件是升高溫度 |
D.7分鐘時(shí),v(CO)=v(CH3OH) |
化學(xué)反應(yīng)式或方程式未配平的均扣1分
(1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-128.1kJ/mol (2分,方程式1分,反應(yīng)熱2分,狀態(tài)錯(cuò)誤扣1分,計(jì)量數(shù)錯(cuò)誤不得分。)
(2) ① BD (2分,少選扣1分,有錯(cuò)選不得分)
② 0.4mol/(L·min) 或6.67×10-3 mol·L-1·s-1(2分,無單位不得分)
③ 0.99 (2分,數(shù)值在1.0~0.98之間均得分,寫成“”或“” 得1分,單位不做要求。)
④
(3)① CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6 H+ (2分,無“↑”或計(jì)量數(shù)不是最簡(jiǎn)不扣分;其他書寫不得分。)
② 鋁制品(1分,寫“Al”或“鋁”均可,其他書寫不得分)
2Al-6e-+6HCO3-=Al2O3+6CO2↑+3H2O(3分,或“Al-3e-=Al3+,Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,2Al(OH)3=Al2O3+3H2O”各1分,無“↑”或計(jì)量數(shù)不是最簡(jiǎn)不扣分;其他書寫不得分。)
解析試題分析:(1)先寫出三種物質(zhì)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式。
① CO(g) △H1=-283.0kJ/mol
② H2(g)+ △H2=-285.8 kJ/mol
③ CH3OH(1)+ △H3=-726.5kJ/mol
再寫出目標(biāo)方程式:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H4
根據(jù)蓋斯定律, ①+②×2-③即得到目標(biāo)方程式。 △H4= △H1+△H2×2-△H3=-128.1kJ/mol
根據(jù)圖像: CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
起始:(mol/L) 0.9 x 0
0-2min(mol/L) —0.4 —0.8 0.4
2-4min(mol/L)(平衡) 0.5 0.9 0.4
4-6min(mol/L) —0.2 —0.4 0.2
6-8min(mol/L)(平衡) 0.3 0.5 0.6
8-10min(mol/L) —0.1 —0.2 0.1
10-12min(mol/L)(平衡)0.2 0.3 y
①A項(xiàng),起始時(shí)濃度x=C(H2)為1.7mol/L,容器體積未知,所以物質(zhì)的量也未知,A項(xiàng)錯(cuò)誤。
B項(xiàng),該容器是一個(gè)恒容的容器,反應(yīng)是一個(gè)非等體積反應(yīng),因此當(dāng)氣體的總物質(zhì)的量不再改變,即壓強(qiáng)不再改變,反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài),正確。
C項(xiàng),4min時(shí),平衡向右移,并且各物質(zhì)的濃度是逐漸變化,所以應(yīng)該是降溫的條件下,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
D項(xiàng),7min時(shí),反應(yīng)再次達(dá)到平衡,此時(shí)v(CO)=v(CH3OH),D項(xiàng)正確。
②0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=="0.4" mol·L-1·min-1
③在3min時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)
④在第8min時(shí),CO的濃度減少0.1mol·L-1,H2的濃度減少0.2mol·L-1,可知平衡在向右移動(dòng),CO和H2的濃度都是逐漸變小,而此時(shí)的條件和上次平衡移動(dòng)的條件不相同,所以只能是減少甲醇的濃度,才能使平衡向右移動(dòng),即在平衡移動(dòng)的瞬間,甲醇的濃度是很少的,應(yīng)該要低于0.05mol·L-1,然后再增加0.1mol·L-1,在第10min平衡,并且濃度y不超過0.15mol·L-1。
(3)該裝置中甲是一個(gè)燃料電池裝置,給右邊的裝置乙提供電能,乙裝置是一個(gè)電解池裝置。
①甲中質(zhì)子移向右邊,從而推知甲裝置左是負(fù)極,右是正極,則乙裝置中M是陽極,N是陰極。甲中電池的負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6 H+ 要注意電解質(zhì)溶液質(zhì)子在進(jìn)行傳遞。
②乙池是一鋁制品表面“鈍化”裝置,兩極分別為鋁制品和石墨。則陽極M材料是鋁制品,陰極N材料是石墨。在鋁表面鈍化,即把鋁變成Al2O3,同時(shí)考慮溶液中溶質(zhì)為NaHCO3,則電極反應(yīng)為:2Al-6e-+6HCO3-=Al2O3+6CO2↑+3H2O
考點(diǎn): 考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡原理及其圖像問題、電化學(xué)綜合。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
用“>”、“<”或“=”填空:
(1)同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),光照和點(diǎn)燃條件的ΔH(化學(xué)計(jì)量數(shù)相同)分別為ΔH1、ΔH2,ΔH1______ΔH2;
(2)相同條件下,2mol氫原子所具有的能量 1mol氫分子所具有的能量;
(3)已知常溫時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定,比較下列反應(yīng)中ΔH的大。害1_____ΔH2。
①4P(白磷,s) +5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(紅磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
(4)已知:101 kPa時(shí),2C(s) +O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,則碳的燃燒熱數(shù)值 110.5 kJ·mol-1;
(5)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,則濃硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol水,放出的熱量 57.3 kJ;
(6)可逆反應(yīng):aA(氣)+bB(氣)cC(氣)+dD(氣);ΔH=Q,根據(jù)圖回答:
P1 ______ P2;②(a+b)______(c+d);③t1℃______ t2℃。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有者重要作用。請(qǐng)回答下列問題:
(1)圖1是1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0,)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1(c>0)
請(qǐng)寫出CO將NO2還原至N2時(shí)的熱化學(xué)方程式____________;
(2)圖2是實(shí)驗(yàn)室在三個(gè)不同條件的密閉容器中合成氨時(shí),N2的濃度隨時(shí)間的變化曲線(以a、b、c表示)。已知三個(gè)條件下起始加入濃度均為:c(N2)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.3mol·L-1;合成氨的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①計(jì)算在a達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為______;
②由圖2可知,b、c各有一個(gè)條件與a不同,則c的條件改變可能是______;
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________;
(3)利用圖2中c條件下合成氨(容積固定)。已知化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度(T)的關(guān)系如下表:
①試確定K1的相對(duì)大小,K1______4.1x106(填寫“>”“-”或“<”)
②下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的 是______(填序號(hào)字母)。
A.容器內(nèi)NH3的濃度保持不變 B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應(yīng)方程式表示 )______。
②250C時(shí),將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后,所得溶液中各種離子的濃度關(guān)系正確的是
A.[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B.[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C.[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D.[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)(除去煙氣中的NOx),其流程如下:
(1)反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2能夠自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH 0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中發(fā)生的主要反應(yīng)有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ?mol-1;
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ?mol-1;
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ?mol-1;
反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH= kJ?mol-1。
(3)NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應(yīng)活性隨溫度的變化曲線見圖。
①由圖可以看出,脫硝工藝流程應(yīng)在 (填“有氧”或“無氧”)條件下進(jìn)行。
②隨著反應(yīng)溫度的進(jìn)一步升高,在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是 。
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]還原,寫出尿素與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見圖11。該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y,其電極反應(yīng)為 。若生成1molY,則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為 L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究硫及其化合物的性質(zhì)有重要意義。
(1)Cu2S在高溫條件下發(fā)生如下反應(yīng):
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ⊿H=-773kJ/mol
當(dāng)該反應(yīng)有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),反應(yīng)釋放出的熱量為 kJ。
(2)硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①壓強(qiáng):P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常數(shù):A點(diǎn) B點(diǎn)(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,將一定量的SO2和O2充入體積不變的密閉容器中,經(jīng)10min后測(cè)得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表所示:
氣體 | SO2 | O2 | SO3 |
濃度(mol/L) | 0.4 | 1.2 | 1.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ.氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ/mol 請(qǐng)回答下列問題:
(1)生成物能量總和 (填“大于”、“小于”或“等于”)反應(yīng)物能量總和
(2)若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量 572 kJ(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ.已知1molCu(s)與適量O2(g)發(fā)生反應(yīng),生成CuO(s),放出157kJ熱量。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用。
(1)蘊(yùn)藏在海底的可燃冰是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體.被稱之為“未來能源”。在25℃、101 kPa下,1g甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時(shí)放熱55.6 kJ。甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為 ______:相同條件下,356 g可燃冰(分子式為CH4·9H2O,Mr=178)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出的熱量為_______kJ。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源,具有清潔、高效的優(yōu)良性能。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚,其中的主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng):
甲醇合成反應(yīng):
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H1=-90.1kJ?mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應(yīng):(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2 (g) △H3=-41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應(yīng):(Ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
①分析二甲醚合成反應(yīng)(iv)對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響___________________________________。
②由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為:__________________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強(qiáng)對(duì)直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_________________________________。
(3)二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)。若電解質(zhì)為堿性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為______________________,一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生________電子的電量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
硫及其化合物在自然界中廣泛存在,運(yùn)用相關(guān)
原理回答下列問題:
(1)如圖表示一定溫度下,向體積為10L的密閉容器中充入1molO2和一定量的SO2后,SO2和SO3(g)的濃度隨時(shí)間變化的情況。
①該溫度下,從反應(yīng)開始至平衡時(shí)氧氣的平均反應(yīng)速率是 ;
②該溫度下,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常數(shù)為 。
(2)以黃銅礦(主要成分CuFeS2)為原料,經(jīng)焙燒、熔煉等使鐵元素及其他有關(guān)雜質(zhì)進(jìn)入爐渣,將銅元素還原為銅。發(fā)生的主要反應(yīng)為:
2Cu2S(s)+3O2(g) = 2Cu2O(s)+2SO2(g) △H ="-768.2" kJ·mol-1
2Cu2O(s)+ Cu2S (s) = 6Cu(s)+SO2(g) △H ="+116.0" kJ·mol-1
①“焙燒”時(shí),通入少量空氣使黃銅礦部分脫硫生成焙砂(主要成分是Cu2S和FeS,其物質(zhì)的量比為1:2)和SO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
②在熔煉中,Cu2S與等物質(zhì)的量的O2反應(yīng)生成Cu的熱化學(xué)方程式為: 。
(3)用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實(shí)際意義,將硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔蚧锸请娊夥ㄌ幚砹蚧瘹鋸U氣的一個(gè)重要內(nèi)容。
如圖,是電解產(chǎn)生多硫化物的實(shí)驗(yàn)裝置:
①已知陽極的反應(yīng)為:(x+1)S2-=SxS2-+2xe-,則陰極的電極反應(yīng)式是: 。
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移xmol電子時(shí),產(chǎn)生的氣體體積為 (標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
②將Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液時(shí),通常是在氮?dú)鈿夥障氯芙。其原因是(用離子反應(yīng)方程式表示): 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用50 mL 1.0 mol/L鹽酸跟50 mL 1.1 mol/L 氫氧化鈉溶液在如圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。在大燒杯底部墊碎泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問題:
(1)本實(shí)驗(yàn)中用稍過量的NaOH的原因教材中說是為保證鹽酸完全被中和。試問:鹽酸在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象,而造成少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā),則測(cè)得的中和熱 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(2)在中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸的步驟,若無此操作步驟,則測(cè)得的中和熱會(huì) (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(3)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng),則測(cè)得的中和熱會(huì) (填“偏大”、“偏小”或“不變”),其原因是 。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn),每次取溶液各50 mL,并記錄下原始數(shù)據(jù)(見下表)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 起始溫度t1/℃ | 終止溫度(t2)/℃ | 溫差(t2-t1)/℃ | ||
鹽酸 | NaOH溶液 | 平均值 | |||
1 | 25.1 | 24.9 | 25.0 | 31.6 | 6.6 |
2 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.8 | 6.7 |
3 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.9 | 6.8 |
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