試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問(wèn)題：
（1）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/°C 400 500 800
平衡常數(shù)K 9.94 9 1
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-1，在該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
75%
75%
．
（2）在100℃時(shí)，將0.40mol的二氧化氮?dú)怏w充入2L抽真空的密閉容器中，每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下表數(shù)據(jù)：
時(shí)間/s 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①n3
=
=
n4（填“＞”或“＜”或“=”），該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為
2.8
2.8
；
②若在相同情況下最初向該容器充入的是四氧化二氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是
0.1
0.1
mol?L-1，假設(shè)在80s時(shí)達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出并標(biāo)明該條件下此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時(shí)間變化的曲線．
（3）以甲醇為燃料制成燃料電池，請(qǐng)寫出在氫氧化鉀介質(zhì)中該電池的正極反應(yīng)式
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．
分析：（1）令CO的濃度變化為c，用三段式表示出各物質(zhì)變化的濃度、平衡時(shí)的濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算．
（2）①反應(yīng)達(dá)到60s時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，二氧化氮的物質(zhì)的量不再變化，計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算．
 ②根據(jù)等效平衡計(jì)算出平衡時(shí)四氧化二氮的物質(zhì)的量濃度，以此畫出圖象，注意N2O4、NO2的起始濃度、平衡濃度，NO2的濃度變化與N2O4的濃度變化關(guān)系．
（3）甲醇為原料的燃料電池，甲醇為負(fù)極，氧氣是正極，根據(jù)兩極的放電規(guī)律來(lái)回答．
解答：解：（1）對(duì)于反應(yīng)  CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g），
開始（mol/L）：0.02     0.02                    0     0
變化（mol/L）：c        c                       c     c
平衡（mol/L）：0.02-c     0.02-c               c     c
所以
c×c
(0.02-c)×(0.02-c)
=9，解得c=0.015
所以CO的轉(zhuǎn)化率為
0.015mol/L
0.02mol/L
×100%=75%．
故答案為：75%．
（2）①由表可知，60s時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，二氧化氮的物質(zhì)的量不再變化，所以n3=n4，
根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算：
       2NO2N2O4
初始：0.4mol     0
轉(zhuǎn)化：0.16mol     0.08mol
平衡：0.24mol     0.08mol
則平衡時(shí)的濃度分別為：c（N2O4）=0.04mol/L，c（NO2）=0.12mol/L，
所以該溫度下該反應(yīng)平衡常數(shù)k=
0.04
0.122
=2.8
故答案為：=；  2.8
②根據(jù)反應(yīng) 2NO2N2O4可知，0.4molNO2與0.2molN2O4相當(dāng)，若在相同情況下最初向該容器充入的是四氧化二氮?dú)怏w，要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，四氧化二氮的起始濃度是
0.2mol
2L
=0.1mol/L．
根據(jù)反應(yīng) 2NO2N2O4可知，NO2的濃度隨時(shí)間變化為N2O4的濃度變化2倍．從放入N2O4到平衡時(shí)需要80s，初始加入的N2O4的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L，平衡時(shí)N2O4的物質(zhì)的量濃度為0.04mol/L，NO2的物質(zhì)的量濃度為2×（0.1mol/L-0.04mol/L）=0.12mol/L，圖象可取起點(diǎn)、20s、80s等幾個(gè)點(diǎn)用平滑曲線來(lái)連接．
故答案為：
（3）甲醇為原料的燃料電池中，燃料甲醇為負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，氧氣是正極，發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，氫氧化鈉為電解質(zhì)，在堿性環(huán)境下，氧氣的放電情況為：O2+2H2O+4e-=4OH-．
故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡移動(dòng)相關(guān)計(jì)算、原電池等，題目較為綜合，涉及多方面的知識(shí)，難度中等，本題中注意把握等效平衡的解題應(yīng)用．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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．如圖是煤化工產(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的在低溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是：
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3

（2）已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：
K=
c(H2)c(CO)
c(H2O)
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）

（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：
K3=K1×K2
K3=K1×K2
．
（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
放熱
放熱
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：
75%
75%
．
（5）從圖1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．已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和．實(shí)驗(yàn)測(cè)得N-N鍵鍵能為167kJ?mol-1，NO2中氮氧鍵的鍵能為466kJ?mol-1，N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJ?mol-1．請(qǐng)寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學(xué)方程式
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-57kJ?mol-1
．對(duì)反應(yīng)N2O4（g）?2NO2（g），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2所示．下列說(shuō)法正確的是
D
D
．
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
（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，溶液中所有分子和離子（ 除水和氨分子外）等微粒從大到小的順序是
c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3?H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3?H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
．
（7）以上述產(chǎn)業(yè)鏈中甲醇為燃料制成燃料電池，請(qǐng)寫出在氫氧化鉀介質(zhì)中該電池的負(fù)極反應(yīng)式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

如圖1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）已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：K=
[H2][CO]
[H2O]

它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）

（2）已知在一定溫度下，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：
C（s）+CO2（g）?2CO（g），K1                　 ①
CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），K2  　　　　  ②
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），K3   　　　　　 ③
則K1、K2、K3，之間的關(guān)系是：
K3=K1×K2
K3=K1×K2
．
反應(yīng)①的平衡常數(shù)K隨溫度的升高而
增大
增大
（增大/減小/不變）．
一定溫度下，在三個(gè)容積均為2L的容器中均進(jìn)行著③反應(yīng)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示．請(qǐng)?zhí)顚懕碇邢鄳?yīng)的空格．
容器編號(hào) n（C）mol n（H2O）mol n（CO）mol n（H2）mol v正、v逆比較
Ⅰ 0.2 0.12 1.20 0.20 v正=v逆
Ⅱ 0.16 0.20 0.40 0.80 v正
＞
＞
v逆
簡(jiǎn)述理由：
Q=
0.2×0.4
0.1
=0.8＜1=K，Q＜K 平衡向正方向進(jìn)行，所以v正＞v逆
Q=
0.2×0.4
0.1
=0.8＜1=K，Q＜K 平衡向正方向進(jìn)行，所以v正＞v逆

（3）該產(chǎn)業(yè)鏈中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＞O，在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中N02的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示．下列說(shuō)法正確的是
D
D
 
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
（4）如果（3）中的反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2O4、NO2的量），反應(yīng)速率v與時(shí)間t關(guān)系如右圖所示．圖中t4時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
；圖中表示平衡混合物中NO2的含量最高的一段時(shí)間是
t3～t4
t3～t4
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2013?閘北區(qū)二模）如圖是煤化工產(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）已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=
C(H2)?C(CO)
C(H2O)
，它所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
．
（2）合成甲醇的主要反應(yīng)是：2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）+90.8kJ，t℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160．此溫度下，在密閉容器中開始只加入CO、H2，反應(yīng)l0min后測(cè)得各組分的濃度如下：
物質(zhì) H2 CO CH3OH
濃度（mol/L） 0.2 0.1 0.4
①該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率v（H2）=
0.08mol/（L?min）
0.08mol/（L?min）

②比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。簐正
＞
＞
v逆（填“＞”、“＜”或“=”）
③反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡向
正向
正向
（填“逆向”、“正向”或“不”）移動(dòng)，平衡常數(shù)K
不變
不變
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題．自然界中存在天然的大氣固氮過(guò)程：N2（g）+O2（g）→2NO （g）-180.8kJ，工業(yè)合成氨則是人工固氮．
分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)，下列結(jié)論正確的是
BC
BC
．
 反應(yīng) 大氣固氮 工業(yè)固氮
溫度/℃ 27 2000 25 350 400 450
K 3.84×10-31 0.1 5×108 1.847 0.507 0.152
A．常溫下，大氣固氮很難進(jìn)行，而工業(yè)固氮卻能非常容易進(jìn)行
B．模擬大氣固氮應(yīng)用于工業(yè)上的意義不大
C．工業(yè)固氮時(shí)溫度越低，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全
D．K越大說(shuō)明合成氨反應(yīng)的速率越大．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

圖1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：
I．已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為：K=
C(H2)?C(CO)
C(H2O)
，它所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
．
II．二甲醚（CH3OCH3）在未來(lái)可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用，工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3．工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中（壓力2.0～10.0Mpa，溫度230～280℃）進(jìn)行下列反應(yīng)：
①CO（g）+2H2（g）
高溫
CH3OH（g）△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH（g）
高溫
CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）
高溫
CO2（g）+H2（g）△H3=-41.2kJ?mol-1
（1）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ?mol-1
3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ?mol-1
．830℃時(shí)反應(yīng)③的K=1.0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K
＞
＞
1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在某溫度下，若反應(yīng)①的起始濃度分別為：c（CO）=1mol/L，c（H2）=2.4mol/L，5min后達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為50%，則5min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為
0.1mol/（L?min）
0.1mol/（L?min）
；若反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（CO）=4mol/L，c（H2）=a mol/L；達(dá)到平衡后，c（CH3OH）=2mol/L，a=
5.4
5.4
mol/L．
（3）為了尋找合適的反應(yīng)溫度，研究者進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，每次試驗(yàn)保持原料氣組成、壓強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間等因素不變，試驗(yàn)結(jié)果如圖2，CO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的規(guī)律是
由圖表可知，溫度低于240℃時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大；溫度高于240℃時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小
由圖表可知，溫度低于240℃時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而增大；溫度高于240℃時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小
，其原因是
在較低溫時(shí)，各反應(yīng)體系均未達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)速率影響，隨著溫度的升高反應(yīng)速率增大，CO的轉(zhuǎn)化率也增大；在較高溫時(shí)，各反應(yīng)體系均已達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)限度影響，隨著溫度的升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小
在較低溫時(shí)，各反應(yīng)體系均未達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)速率影響，隨著溫度的升高反應(yīng)速率增大，CO的轉(zhuǎn)化率也增大；在較高溫時(shí)，各反應(yīng)體系均已達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率主要受反應(yīng)限度影響，隨著溫度的升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小
．
（4）“二甲醚燃料電池”是一種綠色電源，其工作原理如圖3所示．寫出a電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)研究CO、NO、NO2等氣體的性質(zhì)，以便消除污染或變廢為寶，可以保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源．試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決下列問(wèn)題：
（1）生產(chǎn)水煤氣過(guò)程中有以下反應(yīng)：
①C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H1；
②CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）△H2；
③C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H3；
若平衡表達(dá)式為K=
c(H2)?c(CO)
c(H2O)
，則它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是（填序號(hào)）
 
；上述反應(yīng)△H1、
△H2、△H3之間的關(guān)系為
 
．
（2）不同溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)如下表所示．則△H2
 
 0（填“＜”“＞”）；在500℃時(shí)，把等物質(zhì)的量濃度的CO和H2O（g）充入反應(yīng)容器，達(dá)到平衡時(shí)c（CO）=0.005mol/L、c（H2）=0.015mo/L，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
 
．
溫度/℃ 400 500 800
平衡常數(shù)K 9.94 9 1
（3）對(duì)反應(yīng)2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0，在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系N2O4的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如右上圖所示．則T1
 
T2（填“＞”或“＜”）；增大壓強(qiáng)，平衡向
 
反應(yīng)方向移動(dòng)；B、C兩點(diǎn)的平衡常數(shù)B
 
C（填“＞”或“＜”）．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案