【題目】減弱溫室效應(yīng)的方法之一是將CO2回收利用,科學(xué)家研究利用回收的CO2制取甲醛,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+2H2(g)CH2O(g)+H2O(g) H。請回答下列問題:

(1)己知:

CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g) H1=-480kJ/mol

②相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示:

化學(xué)鍵

O=O

H-H

O-H

鍵能/kJmol-1

498

436

464

CO2(g)+2H2(g)CH2O(g)+H2O(g) H=____________

(2)一定條件下,將n(CO2):n(H2)=1:2的混合氣體充入恒溫恒容的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)CH2O(g)+H2O(g)。

①下列說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____(填選項字母)

a.容器內(nèi)氣體密度保持不變 b.H2O的體積分?jǐn)?shù)保持不變

c.該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變 d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

②下列措施既能提高H2的轉(zhuǎn)化率又能加快反應(yīng)速率的是_____填選項字母)

a.升高溫度 b.使用高效催化劑 c.縮小容器體積 d.擴(kuò)大容器體積

(3)實驗室在2L密閉容器中進(jìn)行模擬上述合成CH2O的實驗。T1℃時,將體積比為14CO2H2混合氣體充入容器中,每隔一定時間測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)如表所示:

時間/min

0

10

20

30

40

50

60

壓強(qiáng)/kPa

1.08

0.96

0.88

0.82

0.80

0.80

0.80

①已知:vp(B)=則反應(yīng)開始10 min內(nèi),用H2的壓強(qiáng)變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為 ___kPamin-1。

T1℃時,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的代數(shù)式為Kp=_______kPa-1(Kp為用各氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)T2℃時,向體積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的H2CO2的混合氣體,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2 kPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時,CH2O的分壓與起始的關(guān)系如圖所示:

①當(dāng)=2時,反應(yīng)達(dá)到平衡后,若再向容器中加入CO2(g)H2O(g),使二者分壓均增大0.05 kPa,則達(dá)到新平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率將_______(增大”“減小不變”)。

②當(dāng)=2.5時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH2O的分壓可能是圖象中的點____(“D”“E”“F”),原因為_______

【答案】-6 KJ·mol-1 bd c 0.024 增大 F 當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計量數(shù)之比投料,達(dá)到平衡時生成物的百分含量最大,當(dāng)時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH2O的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于C點,故可能是圖像中的F

【解析】

(1)分析反應(yīng)物和生成物存在的化學(xué)鍵形式,再根據(jù)H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能可求出反應(yīng)O2(g)+2H2(g)2 H2O(g)H,進(jìn)而再根據(jù)蓋斯定律可求出最終的結(jié)果;

(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的關(guān)鍵在于變量和不變量的判定,據(jù)此分析所給選項是否為變量即可選出答案;而既能提高H2的轉(zhuǎn)化率又能加快反應(yīng)速率需綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素和平衡移動的影響因素;

(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),再結(jié)合三段式,便可求出速率和平衡常數(shù);

(4)根據(jù)壓強(qiáng)對平衡移動的影響和勒夏特列原理分析可知H2的轉(zhuǎn)化率將增大;再結(jié)合圖像分析,當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計量數(shù)之比投料,達(dá)到平衡時生成物的百分含量最大,當(dāng)時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH2O的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于C點,故可能是圖像中的F點;

(1) 根據(jù)H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,反應(yīng)O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H2=498+2×436-4×464=-486kJ/mol,而由蓋斯定律,反應(yīng)CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g) H1=-480kJ/mol與反應(yīng)O2(g)+2H2(g)2H2O(g)相減即可得到目標(biāo)反應(yīng),故H=H2-H1=-6kJ/mol,答案為:-6kJ/mol;

(2)①a.在恒溫恒容的密閉容器中,體積始終不發(fā)生改變,根據(jù)可知,容器內(nèi)氣體密度為不變量,故a不可以;

b.H2O的體積分?jǐn)?shù)保持不變,各物質(zhì)的濃度保持不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b可以;

c.溫度不變,反應(yīng)平衡常數(shù)始終不變,為不變量,c不可以;

d.根據(jù)化學(xué)計量數(shù)反應(yīng)前后不等,可知,氣體的平均摩爾質(zhì)量也為變量,可以作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,d可以;

故選bd;

a.升高溫度反應(yīng)速率增大,但因為H <0,升高溫度,平衡逆向移動,H2轉(zhuǎn)化率降低,不滿足題意;

b.使用高效催化劑不改變轉(zhuǎn)化率,b不滿足題意;

c.縮小容器體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,平衡向體積減小的方向進(jìn)行,即正向移動,H2的轉(zhuǎn)化率增大,滿足題意;

d.?dāng)U大容器體積,濃度減小,反應(yīng)速率降低,不滿足題意;

故選c;

(3)T1時,起始總壓強(qiáng)為1.08kPa,由CO2H2的體積比為1:4可得,CO2H2的分壓為=0.216=0.864,容器體積不變,根據(jù)PV=nRT,分壓與物質(zhì)的量成正比,則有:

10min時,(0.216-x)+(0.864-2x)+x+x=0.96,則x=0.12,用H2的壓強(qiáng)變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為kPamin-1;平衡時,(0.216-x)+(0.864-2x)+x+x=0.80,則x=0.28,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的代數(shù)式為,故答案為:0.024;;

(4)①當(dāng)=2時,反應(yīng)達(dá)到平衡后,若再向容器中加入CO2(g)H2O(g),使二者分壓均增大0.05 kPa,平衡正向移動,則H2的轉(zhuǎn)化率增大,結(jié)合圖像分析,當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計量數(shù)之比投料,達(dá)到平衡時生成物的百分含量最大,當(dāng)時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH2O的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于C點,故可能是圖像中的F點;故答案為:增大;F;當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計量數(shù)之比投料,達(dá)到平衡時生成物的百分含量最大,當(dāng)時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH2O的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于C點,故可能是圖像中的F點。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】堿式氯化銅[CuaClb(OH)c·xH2O]是一種殺蟲劑,它可以通過以下步驟制備。

步驟1:將銅粉加入稀鹽酸中,并持續(xù)通空氣反應(yīng)生成 CuCl2。已知 Fe3+對該反應(yīng)有催化作用,其催化原理如圖所示。

步驟 2:在制得的 CuCl2 溶液中,加入石灰乳充分反應(yīng)后即可制備堿式氯化銅。

下列有關(guān)說法正確的是

A.a、bc之間的關(guān)系式為:a=b+c

B.圖中 M、Mˊ分別為 Fe2+、Fe3+

C.步驟 1 充分反應(yīng)后,加入少量 CuO 是為了除Fe3+

D.若制備 1 mol CuCl2,理論上消耗 11.2 L O2

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【題目】生命過程與化學(xué)平衡移動密切相關(guān)。血紅蛋白(Hb)O2結(jié)合成氧合血紅蛋白(Hb(O2))的過程可表示為:HbO2(g)Hb(O2)。下列說法正確的是

A.體溫升高,O2Hb結(jié)合更快,反應(yīng)的平衡常數(shù)不變

B.吸入新鮮空氣,平衡逆向移動

C.CO達(dá)到一定濃度易使人中毒,是因為結(jié)合Hb使Hb(O2)分解速率增大

D.高壓氧艙治療CO中毒的原理是使平衡Hb(CO)O2(g)Hb(O2)CO(g)右移

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【題目】對滴有酚酞試液的下列溶液,操作后顏色變深的是

A. 明礬溶液加熱 B. CH3COONa溶液加熱

C. 氨水中加入少量NH4Cl固體 D. 小蘇打溶液中加入少量NaCl固體

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【題目】在乏燃料后處理流程中,四價鈾作為鈾钚分離的還原劑己廣泛使用。在UO2(NO3)-2HNO3-N2H4。HNO3體系下采用電解法制備四價鈾,電解總反應(yīng)為2UO22++N2H5++3H+ 2U4++N2↑+4H2O,電解裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.若轉(zhuǎn)移4mol e-,將有4mol H+透過質(zhì)子交換膜

B.b極的電極反應(yīng)式為UO22+2H2O2e=U44OH

C.電解液中NO3-的移動方向:a→質(zhì)子交換膜→b

D.當(dāng)產(chǎn)生11.2 mL N2時,同時生成U4+的質(zhì)量為0.2389

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25 ℃時有關(guān)物質(zhì)的顏色和溶度積(Ksp)如下表:

物質(zhì)

AgCl

AgBr

AgI

Ag2S

顏色

淡黃

Ksp

1.8×1010

7.7×1013

1.5×1016

1.8×1050

下列敘述中不正確的是(  )

A.AgCl的白色懸濁液中加入0.1 mol/L KI溶液,有黃色沉淀產(chǎn)生

B.25 ℃時,利用表中的溶度積(Ksp),可以計算AgClAgBr、AgI、Ag2S飽和水溶液中Ag的濃度

C.25 ℃,AgCl固體分別在等物質(zhì)的量濃度NaClCaCl2溶液中溶解達(dá)到平衡,兩溶液中,cAg+)和溶度積均相同

D.5 mL 1.8×106 mol/L NaCl溶液中,加入1滴(20滴約為1 mL1×103 mol/L AgNO3溶液,不能產(chǎn)生白色沉淀

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解合成 1 , 2-二氯乙烷的實驗裝置如圖所示。下列說法中正確的是

A. 該裝置工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>

B. CuCl2能將C2H4還原為 l , 2-二氯乙烷

C. X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜

D. 該裝置總反應(yīng)為CH2CH2 + 2H2O + 2NaClH2 + 2NaOH + ClCH2CH2Cl

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【題目】新型可控電池——鋰水電池,工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是( 。

A.碳極發(fā)生的反應(yīng):2H2O2e=H22OH

B.有機(jī)電解質(zhì)和水溶液不可以互換區(qū)域

C.理論上外電路中每轉(zhuǎn)移1 mol電子,負(fù)極消耗的質(zhì)量為7 g

D.若該電池可以充電,充電時碳極接外加電源的負(fù)極,鋰極接外加電源的正極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是

A. 1molHClO中所含H—Cl鍵的數(shù)目為NA

B. 8.8g乙酸乙酯中所含碳原子數(shù)為0.4NA

C. 1.2gC與0.1molCO2在高溫下充分反應(yīng)生成的CO分子數(shù)為0.1NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1L0.1mol·L-1HCl溶液中滴加氨水至pH=7,溶液中的數(shù)目為0.1NA

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