工業(yè)上“固定”和利用CO2能有效地減輕“溫室’效應(yīng)。有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1
(1)在相同溫度和容積不變時(shí),能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是
A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1 |
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 |
C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1 |
D.容器內(nèi)的密度保持不變 |
(16分)
(1)BC(3分,只選B或C得1分,全對(duì)得3分,凡其它有錯(cuò)答案不得分)
(2)① 大于(1分) ② 升高溫度 (2分) 增大壓強(qiáng)(2分)
③(2分)
④K=0.5L2 ?mol-2(計(jì)算過程見解析)
(三段式正確得1分,平衡常數(shù)表達(dá)式1分,帶單位表達(dá)式1分,計(jì)算結(jié)果含單位1分)
(3)CH3OH+8OH-—6e-=CO32-+ 6H2O( 2分,未配平扣1分)
解析試題分析:(1)各組分變化的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中的系數(shù)之比,平衡時(shí)物質(zhì)的量之比不一定等于系數(shù)之比,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的方向,因此從正反應(yīng)開始進(jìn)行時(shí),容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量逐漸減小,壓強(qiáng)逐漸減小,若壓強(qiáng)保持不變,說明氣體總的物質(zhì)的量保持不變,反應(yīng)已達(dá)平衡,故B選項(xiàng)正確;氫氣是反應(yīng)物,其消耗速率為v正(H2),甲醇是生成物,其消耗速率為v逆(CH3OH),二者之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的系數(shù)之比,說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故C選項(xiàng)正確;各組分都是氣體,則容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量和容器的體積都保持不變,因此容器內(nèi)氣體的密度始終不變,不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤;(2)①氫氣是反應(yīng)物,從正反應(yīng)開始進(jìn)行時(shí),其物質(zhì)的量逐漸減小,a點(diǎn)表示氫氣的物質(zhì)的量還沒有達(dá)到極限,還能繼續(xù)減小,說明此時(shí)反應(yīng)還在向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以v正(H2)> v逆(H2);②讀圖可得,曲線I先達(dá)到平衡,且平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量比原平衡大,說明采取的條件既能增大反應(yīng)速率,又能使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),根據(jù)外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響規(guī)律推斷,只有升高溫度才能得到曲線I,因?yàn)檎磻?yīng)是放熱反應(yīng);只有增大壓強(qiáng)才能得到曲線II,因?yàn)檎磻?yīng)是氣體體積減小的方向;③無催化劑變?yōu)橛写呋瘎,只能加快反?yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,不能使平衡移動(dòng),不能改變氫氣起始時(shí)和平衡時(shí)的物質(zhì)的量,由此可以畫出加入催化劑時(shí)氫氣的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的示意圖,并作出必要的標(biāo)注;④用三行數(shù)據(jù)法和定義式求平衡常數(shù),則:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始濃度/mol?L-1 3 4 0 0
變化濃度/mol?L-1 1 3 1 1
平衡濃度/mol?L-1 2 1 1 1(2分)
K===0.5L2 ?mol-2;
(4)強(qiáng)堿溶液中燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫可以分四步進(jìn)行:首先,根據(jù)元素化合價(jià)變化情況確定負(fù)極的主要反應(yīng)物和產(chǎn)物;其次,根據(jù)化合價(jià)升高總數(shù)確定失去電子數(shù);第三,用氫氧根離子平衡反應(yīng)物和生成物的電荷總數(shù),使左右電荷守恒;最后,用水使左右氫、氧原子個(gè)數(shù)守恒;綜上所述,甲醇?jí)A性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+8OH-—6e-==CO32-+ 6H2O。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)原理,涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響圖像、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、堿性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫等。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
含硫化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。
(1)SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)SO3。
①在一定條件下,每生成8g SO3氣體,放熱9.83kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________。
②在500℃,催化劑存在的條件下,向容積為1L的甲、乙兩個(gè)密閉容器中均充入 2 mol SO2和1 mol O2。甲保持壓強(qiáng)不變,乙保持容積不變,充分反應(yīng)后均達(dá)到平衡。
I.平衡時(shí),兩容器中SO3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系為:甲_______乙(填“>”、“<”或“ =”)。
II.若乙在t1 min時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得容器乙中SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,則該
反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______;保持溫度不變,t2 min時(shí)再向該容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3,t3min時(shí)達(dá)到新平衡。請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出t2~t4 min內(nèi)正逆反應(yīng)速率的變化曲線(曲線上必須標(biāo)明V正、V逆 )
(2)硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O )在制革、醫(yī)藥等領(lǐng)域均有廣泛用途。4.92g硫酸鎂晶體受熱脫水過程的熱重曲線(固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如右圖所示。
①固體M的化學(xué)式為__________。
②硫酸鎂晶體受熱失去結(jié)晶水的過程分為_________個(gè)階段。
③N轉(zhuǎn)化成P時(shí),同時(shí)生成另一種氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
硫元素的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)400℃,1.01× Pa下,容積為1.0L的密閉容器中充入0.5molSO2, (g)和0.3 molO2 (g),發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ/mol。反應(yīng)中n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖所示。反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______;0到10 min內(nèi)用SO2表示的平均反應(yīng)速率_________。根據(jù)圖中信息,判斷下列敘述中正確的是_____(填序號(hào))。
A.a(chǎn)點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大 |
B.c點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) |
C.d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)刻的c(O2)相同 |
D.若5 00℃,1.01×105Pa下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),n( SO3) 比圖中e點(diǎn)時(shí)刻的值大 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為:
C(s)+ H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,以上反應(yīng)達(dá)到平衡后,在體積不變的條件下,以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是 。(填序號(hào))
A.升高溫度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化劑 | D.用CO吸收劑除去CO |
溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol[學(xué)科 | 達(dá)到平衡所x需時(shí)間/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | ||
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng): 2A(g)+B(g)E(g)
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式___________ ____,已知升高溫度時(shí),v(正)>v(逆),此時(shí)K值__ __(填“變大”“變小”或“不變”);該反應(yīng)的△H_____0(填“>”、“=”、“<”);
(2)將1.0mol A和1.0mol B混合后裝入2L容器中發(fā)生反應(yīng),E的物質(zhì)的量的變化如圖所示。
①3分鐘內(nèi)E的平均反應(yīng)速率為________ _________;
②求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (結(jié)果保留小數(shù)后1位);
③請(qǐng)?jiān)趫D中畫出5分鐘內(nèi)A的物質(zhì)的量變化的曲線;
(3)已知在如圖所示的變化中,平衡常數(shù)K保持不變,則在5~7min內(nèi)引起E的物質(zhì)的量變化的原因可能是____________(填編號(hào))。
①降低了溫度 ②升高了溫度 ③使用了催化劑 ④增大了容器的體積 ⑤縮小了容器的體積 ⑥減少了A的物質(zhì)的量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、黏合劑及印刷、紡織等工業(yè)。乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng):
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題:
(1)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有:__________、__________等。
(2)若用如圖所示的裝置來制備少量的乙酸乙酯,產(chǎn)率往往偏低,其原因可能為________、________等。
(3)此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑,可能會(huì)造成__________、__________等問題。
(4)目前對(duì)該反應(yīng)的催化劑進(jìn)行了新的探索,初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑,且能重復(fù)使用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合)。
同一反應(yīng)時(shí)間 | | 同一反應(yīng)溫度 | ||||
反應(yīng)溫度/℃ | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* | | 反應(yīng)時(shí)間/h | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* |
40 | 77.8 | 100 | | 2 | 80.2 | 100 |
60 | 92.3 | 100 | | 3 | 87.8 | 100 |
80 | 92.6 | 100 | | 4 | 92.3 | 100 |
120 | 94.5 | 98.7 | | 6 | 93.0 | 100 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(1)已知甲同學(xué)通過測(cè)定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)溶液變渾濁的時(shí)間,研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(所取溶液體積均為l0mL):
其他條件不變時(shí):探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)_______(填實(shí)驗(yàn)編號(hào));若同時(shí)選擇實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②、實(shí)驗(yàn)③,測(cè)定混合液變渾濁的時(shí)問,可探究_____對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)。
用離子方程式表示Na2S2O3溶液具有堿性的原因_______,實(shí)驗(yàn)操作①中測(cè)試時(shí)pH試紙的顏色應(yīng)該接近 _______。
A.紅色 | B.深藍(lán)色 | C.黃色 | D.綠色 |
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