(14分)工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào))__________
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
(2)下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
①該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=                          
②由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的△H__________0(填“>”、“=”或“<”);
③某溫度下,將2molCO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得C(CO)=0.2mol·L-1,此時(shí)的溫度為_(kāi)_________
(3)25℃101KPa下,1g液態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出熱量22.68kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為                                   
(4)據(jù)報(bào)道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量可達(dá)現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍,該電池工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為                  。若反應(yīng)時(shí)消耗16g甲醇所產(chǎn)生的電能電解足量的CuSO4溶液,則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2________升
⑴C、 D;⑵①K=c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2) ; ②△H<0;③250℃
⑶ CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-725.76 kJ / mol
⑷ 負(fù)極CH3OH -6e+8OH=CO32+6H2O ; 產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O216.8升

試題分析:A. CH3OH是生成物,而CO是反應(yīng)物,在任何時(shí)刻都存在生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等,因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志。錯(cuò)誤。B. 由于反應(yīng)是在體積固定的密閉容器中進(jìn)行,反應(yīng)前后遵循質(zhì)量守恒定律,所以在無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,混合氣體的密度都不變。因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志。錯(cuò)誤。C. 由于該反應(yīng)是個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng),若未達(dá)到平衡,氣體的物質(zhì)的量就要發(fā)生變化,則氣體的密度也要發(fā)生變化,即混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量也要發(fā)生變化。因此混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變?梢宰鳛榕袛喾磻(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。正確。D. 若反應(yīng)達(dá)到平衡,反應(yīng)混合物中CH3OH、CO、H2的任何一個(gè)組分的消耗濃度與產(chǎn)生濃度相等,即濃度都不再發(fā)生變化。因此可以作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。正確。⑵ ①化學(xué)平衡常數(shù)是可能反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。所以。②由表中數(shù)據(jù)可知:升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)減小。說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理:升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)方向,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0。③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c(CO)=1mol/L;c(H2)=3mol/L;c(CH3OH)=0mol/L;當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),C(CO)=0.2mol/L,所以根據(jù)方程式中各種物質(zhì)的關(guān)系可知c(H2)=1.4mol/L;c(CH3OH)= 0.8mol/L化學(xué)平衡常數(shù)所以反應(yīng)溫度為250℃。(3)燃燒熱是1mol的物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量。根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知:表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-725.76 kJ / mol;(4)在燃料電池中,通入燃料的電極為負(fù)極,通入氧氣的電極為正極。由于電解質(zhì)為堿性,所以在負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH -6e+8OH=CO32+6H2O。n(CH3OH)=16g÷32g/mol=0.5mol.所以n(e-)=0.5mol×6=3mol.根據(jù)電子守恒可得n(O2)=3mol÷4=0.75mol,V(O2)= 0.75mol×22.4L/mol=16.8L。
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:不詳 題型:單選題

在一不可變?nèi)萜髦邪l(fā)生如下反應(yīng):2NO2 2NO + O2  ΔH >0 達(dá)到平衡后,升溫,混合氣體的(    )不變
A.密度B.顏色C.壓強(qiáng)D.總物質(zhì)的量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

(14分)I.已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  ΔH
一定溫度下,在1.0 L密閉容器中放入1 mol C(s)、1 mol H2O(g)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
時(shí)間t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
總壓強(qiáng)p/100 kPa
4.56
5.14
5.87
6.30
7.24
8.16
8.18
8.20
8.20
回答下列問(wèn)題:
(1)下列哪些選項(xiàng)可以說(shuō)明該可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)      。
A.混合氣體的密度不再發(fā)生改變      B.消耗1 mol H2O(g)的同時(shí)生成1 mol H2
C.ΔH不變                         D.v(CO) = v(H2)
(2)由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n,n=____ mol;由表中數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),反應(yīng)物H2O(g)的轉(zhuǎn)化率α =_____(精確到小數(shù)點(diǎn)后第二位)。
Ⅱ.硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。
(1)已知25℃時(shí):xSO2 (g)+2xCO(g)=2xCO2 (g)+Sx (s)     ΔH=ax kJ/mol     ①
2xCOS(g)+xSO2 (g)=2xCO2 (g)+3Sx (s)   ΔH=bx kJ/mol。    ②
則反應(yīng)COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的熱化學(xué)方程式是                            
(2)向等物質(zhì)的量濃度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量。其中H2S、HS?、S2?的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示(忽略滴加過(guò)程H2S氣體的逸出)。試分析:

①B曲線(xiàn)代表      分?jǐn)?shù)變化(用微粒符號(hào)表示);滴加過(guò)程中,溶液中一定成立:
c(Na+)=                               。
②M點(diǎn),溶液中主要涉及的離子方程式                             。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

常溫下,將Cl2緩慢通入水中至飽和,然后向所得飽和氯水中滴加0.1mol·L—1的NaOH溶液。整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中溶液的pH變化曲線(xiàn)如圖所示,下列敘述正確的是
A.實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中可用pH試紙測(cè)定溶液的pH
B.c點(diǎn)所示溶液中:
C.向a點(diǎn)所示溶液中通入SO2,溶液的酸性和漂白性均增強(qiáng)
D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中,溶液中減小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

-定條件下,在體積為VL的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。改變某一條件,下列說(shuō)法正確的是
A.若升高溫度,反應(yīng)混合氣體密度不變時(shí)即達(dá)到新平衡狀態(tài)
B.若增大B的濃度,△H減小
C.若使用適當(dāng)催化劑,A的轉(zhuǎn)化率增大
D.若增大壓強(qiáng),平衡向右移動(dòng),則m+n>p+q

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

(18分)碳、氮、硫是中學(xué)化學(xué)重要的非金屬元素,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。
(1)用于發(fā)射“天宮一號(hào)”的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3-NH-NH-CH3),氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應(yīng)過(guò)程中放出大量能量,同時(shí)生成無(wú)毒、無(wú)污染的氣體。已知室溫下,1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。
(2)298 K時(shí),在2L的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0) 。N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如圖。達(dá)平衡時(shí), N2O4的濃度為NO2的2倍,回答下列問(wèn)題。

①298k時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______ L ·mol-1。
②下列事實(shí)能判斷該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是     
a.混合氣體的密度保持不變 
b.混合氣體的顏色不再變化
c. VN2O4)正=2VNO2)逆
③若反應(yīng)在398K進(jìn)行,某時(shí)刻測(cè)得n(NO2)="0.6" mol  n(N2O4)=1.2mol,則此時(shí)
V(正)   V(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。現(xiàn)向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線(xiàn)如圖所示。

試分析圖中a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn),
①水的電離程度最大的是__________;
②其溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3·H2O的電離常      
數(shù)K數(shù)值的是    
③在c點(diǎn),溶液中各離子濃度由大到小的排列順序
是__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

對(duì)于反應(yīng)2SO2+O22SO3下列判斷正確的是
A.2 mol SO2和足量的O2反應(yīng),必生成2 mol SO3
B.平衡時(shí)SO2、O2、SO3的分子數(shù)之比為2∶1∶2
C.平衡時(shí)SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍
D.平衡時(shí)SO2的濃度必為O2濃度的2倍

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇。
   
(1)甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化情況。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)=__________________。
(2)乙圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化。曲線(xiàn)b下的反應(yīng)條件為      。該反應(yīng)的焓變是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式     ;選擇適宜的催化劑______(填“能”或“不能”)改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱。
(3)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_(kāi)_____________________,溫度升高,平衡常數(shù)K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)恒容條件下,下列措施中能使增大的有____________。
a.降低溫度             b.充入He氣
c.再充入1molCO和2molH2         d.使用催化劑

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

合理利用資源,降低碳的排放,實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)是今后經(jīng)濟(jì)生活主流方向。
⑴下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是     。
A.植樹(shù)造林,保護(hù)森林,保護(hù)植被
B.加大對(duì)煤和石油的開(kāi)采,并鼓勵(lì)使用石油液化氣
C.推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器,使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低,冬天不宜過(guò)高
D.倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車(chē),建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng),減少運(yùn)輸工具空駛率
⑵科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,如將CO2和H2以1∶4比例混合通入反應(yīng)器,適當(dāng)條件下反應(yīng)可獲得一種能源。完成以下化學(xué)方程式:CO2+4H2       +2H2O。
⑶CO2合成生產(chǎn)燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):某溫度下在1 L的密閉容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,發(fā)生:CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度標(biāo)志的是      (填字母)。
A.CO2百分含量保持不變
B.容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1
C.容器中混合氣體的質(zhì)量保持不變
D.CO2生成速率與CH3OH生成速率相等
現(xiàn)測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如左下圖所示。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=          mol/(L·min)。
   
⑷CO在催化作用下也能生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);已知密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右上圖所示。
①若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA        tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為VAL,則A、B兩點(diǎn)時(shí)容器中,n(A)︰n(B)=          。
⑸以KOH為電解質(zhì)的甲醇燃料電池總反應(yīng)為:2CH3OH+3O2+4KOH= 2K2CO3+6H2O,通入甲醇的電極為燃料電池的負(fù)極,正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為                    

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