【題目】甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。工業(yè)上利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/mol
回答下列問題:
(1)已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學鍵 | H-H | C-O | C O | H-O | C-H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
則x=_________。
(2)若T℃時將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生反應②,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中狀態(tài)Ⅰ(圖中實線)所示。圖中數(shù)據(jù)A(1,6)代表在1min時H2的物質(zhì)的量是6mol。
①T℃時狀態(tài)Ⅰ條件下,0~3min內(nèi)CH3OH的平均反應速率v=_____________mol/(L·min),平衡常數(shù)K=____;
②其他條件不變時,僅改變某一條件后測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中狀態(tài)Ⅱ所示,則改變的條件可能是_______;
③其他條件不變,僅改變溫度時,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中狀態(tài)Ⅲ所示,則狀態(tài)Ⅲ對應的溫度________(填“>”“<”或“=”)T℃;
④若狀態(tài)Ⅱ的平衡常數(shù)為K2,狀態(tài)Ⅲ的平衡常數(shù)為K3,則K2____(填“>”“<”或“=”)K3;
⑤一定溫度下,此反應在恒容容器中進行,能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)依據(jù)的是_____。
a.容器中壓強不變 b.甲醇和水蒸氣的體積比保持不變
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2個C=O斷裂的同時有6個H—H斷裂
【答案】 413 0.28 0.5 增大壓強 > > a c
【解析】試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律:反應③+反應①=反應②,故△H=△H2-△H3=-58kJmol-1-(+41kJ.mol-1)=-99kJ.mol-1,反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能,故
△H1=1076kJ.mol-1+2×436kJ.mol-1-(3×x+343+465)kJ.mol-1=-99kJ.mol-1,解得:x=413;
(2)①有圖表可知,3min時H2的物質(zhì)的量為3mol,則H2變化物質(zhì)的量為5mol,CH3OH的變化物質(zhì)的量為,0~3min內(nèi)CH3OH的平均反應速率v==0.28mol/(L·min);8min后反應達到平衡狀態(tài),此時H2的物質(zhì)的量為2mol,變化物質(zhì)的量為6mol,此時平衡狀態(tài)中CO2的物質(zhì)的量為4mol,CH3OH的物質(zhì)的量為2mol,H2O(g)的物質(zhì)的量為2mol,此時平衡常數(shù)K==0.5;
②狀態(tài)Ⅱ反應速率增大,轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多,因增大壓強平衡正向移動,故應是增大壓強;
③狀態(tài)Ⅲ反應速率增大,但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少,應是升高溫度,因該反應放熱,升高溫度平衡逆向移動,不利于氫氣的轉(zhuǎn)化,故狀態(tài)Ⅲ對應的溫度>T℃;
④狀態(tài)Ⅱ與狀態(tài)I相同溫度下發(fā)生的反應;狀態(tài)Ⅲ是升高溫度,溫度升高平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,則K2>K3;
(5)a.因氣態(tài)反應物與氣態(tài)生成物的系數(shù)和不等,則容器中壓強不變時,是平衡狀態(tài),故a正確;b.隨著反應的進行,甲醇和水蒸汽的體積比可能始終保持不變,則不一定是平衡狀態(tài),故b錯誤;c.當v正(H2)=3v逆CH3OH) 時,反應達到平衡狀態(tài),故b正確;d.C=O斷裂和H—H斷裂都說明反應正向進行,不能說明是平衡狀態(tài),故d錯誤;答案為ac。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究:下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時
記錄的一組數(shù)據(jù):用10mL H2O2制取150mL(標準狀況下)O2所需的時間(s)
30%H2O2 | 15%H2O2 | 10%H2O2 | 5%H2O2 | |
無催化劑不加熱 | 幾乎不反應 | 幾乎不反應 | 幾乎不反應 | 幾乎不反應 |
無催化劑加熱 | 360 | 480 | t | 720 |
MnO2催化劑加熱 | 10 | 25 | 60 | 120 |
(1)①該實驗小組在設計方案時,考慮了濃度、、等因素對H2O2分解速率的影響.
上述因素對H2O2分解速率的影響分別是:
②推測t(s)的范圍為 .
(2)下列有關催化劑的說法中正確的是(填序號)
A.催化劑不參與反應,反應前后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都不變
B.催化劑在化學反應前后化學性質(zhì)和質(zhì)量都不變
C.催化劑能使不起反應的物質(zhì)發(fā)生反應
D.催化劑能改變化學反應速率
E.任何化學反應都需要催化劑
F.催化劑具有高度的選擇性(或?qū)R恍裕?/span>
(3)將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO2分別加入15mL 5%的H2O2溶液中,并用帶火星的木條測試,結(jié)果如下:
催化劑MnO2 | 操作情況 | 觀察結(jié)果 | 反應完成所需時間 |
粉末狀 | 混合不振蕩 | 劇烈反應,帶火星的木條復燃 | 3.5min |
塊狀 | 反應較慢,火星紅亮但木條未復燃 | 30min |
①寫出上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式 .
②實驗結(jié)果表明,催化劑的催化效果與有關.
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【題目】已知斷開1molH﹣H鍵吸收的能量為436KJ,形成1molH﹣H鍵放出的能量為391KJ,根據(jù)化學方程式N2+3H2 2NH3 , 反應完1molN2放出的能量為924KJ,則斷開1molN=N鍵吸收的能量是( )
A.431KJ
B.649KJ
C.869KJ
D.945.6KJ
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Ⅰ. 在一定溫度下將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合于2 L密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),2分鐘末反應達到平衡狀態(tài),生成了0.8 mol D,請?zhí)顚懴旅婵瞻住?/span>
(1)用D表示2 min內(nèi)的平均反應速率為________,A的轉(zhuǎn)化率為________。
(2)如果縮小容器容積(溫度不變),則平衡體系中混合氣體的密度________(填“增大”、“減
少”或“不變”)。
(3)若開始時只加C和D各4/3 mol,要使平衡時各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)與原平衡相等,則還應加
入______ mol B物質(zhì)。
(4)若向原平衡體系中再投入1 mol A和1 mol B,平衡________(填“右移”、“左移”或“不
移動”)。
Ⅱ.有人設計出利用CH4和O2的反應,用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應類似于CH4在O2中燃燒,則 :
①每消耗1 mol CH4可以向外電路提供____ mol e-;
②負極電極反應式為__________________________________________;
③電池放電后,溶液的pH不斷________。
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【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是
A. 28g氮氣所含有的原子數(shù)目為NA
B. 化學反應中1mol金屬鎂變成鎂離子時失去電子數(shù)目為2NA
C. 標準狀況下,22.4L水中含有個水分子NA
D. 標準狀況下,22.4L氯化氫所含的原子數(shù)為NA
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【題目】下列說法正確的是 ( )
A.熱化學方程式的計量數(shù)只表示分子的個數(shù)
B.熱化學方程式中只需標明生成物的狀態(tài)
C.反應熱指的是反應過程中放出或吸收的熱量
D.有能量變化的一定是化學變化
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【題目】將下列各組物質(zhì)按酸、堿、鹽的分類依次排列,正確的是( )
A. 硫酸、純堿、石膏 B. 硫酸、燒堿、膽礬
C. 硫酸氫鈉、生石灰、醋酸鈉 D. 磷酸、熟石灰、苛性鈉
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【題目】兩個研究性學習小組分別進行探究性的實驗:
甲組:為了探究Cl2和SO2同時通入H2O中發(fā)生的反應,設計了如圖所示的實驗裝置。
(1)氣體發(fā)生裝置A中產(chǎn)生的氣體化學式為_______________________________。
(2)裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________;
(3)裝置E的作用是___________________________________________________。
乙組:為了分別研究SO2和Cl2的性質(zhì),設計了如圖所示的實驗裝置。
(4)當通入SO2時,裝置Ⅲ中發(fā)生反應的離子方程式為________________;該反應中SO2表現(xiàn)出__________性。
(5)若裝置Ⅱ中裝有5.0 mL 1.0×10-3 mol·L-1碘水,當通入足量Cl2完全反應后,共轉(zhuǎn)移了5.0×10-5 mol電子,則該反應的化學方程式為_____________________________。
(6)你認為乙組設計的裝置是否有不足之處?__________(填“有”或“無”)。如果有,請寫出改進方法:______________________________(如果無,此空不答)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,一定條件下使反應SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)達到平衡,正反應速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是
A. 反應在c點達到平衡狀態(tài)
B. 反應物濃度:a點小于b點
C. 反應物的總能量低于生成物的總能量
D. Δt1=Δt2時,SO2的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段
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