【題目】氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。以生物材質(zhì)(C計(jì))與水蒸氣反應(yīng)制取H2是一種低耗能,高效率的制H2方法。該方法由氣化爐制造H2和燃燒爐再生CaO兩步構(gòu)成。氣化爐中涉及的反應(yīng)有:

Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2

Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3

燃燒爐中涉及的反應(yīng)為

Ⅳ.C(s)+O2(g)===CO2;

Ⅴ.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)。

(1)該工藝制H2總反應(yīng)可表示為C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),其反應(yīng)的平衡常數(shù)K_______________(K1、K2、K3的代數(shù)式表示)。

(2)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),恒溫恒壓條件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸氣(H216O),達(dá)到平衡時(shí),容器的體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.25倍,平衡時(shí)水蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率為________;向該容器中補(bǔ)充a mol炭,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率將________(填增大”、“減小不變),再補(bǔ)充a mol水蒸氣(H218O),最終容器中C16OC18O的物質(zhì)的量之比為__________。

(3)已知反應(yīng)ΔH=-41.1 kJ/mol,C≡O(shè) 、O—H、H—H鍵的鍵能分別為1072.9 kJ/mol,464 kJ/mol、436 kJ/mol,則C=O的鍵能為________ kJ/mol。

(4)對(duì)于反應(yīng),若平衡時(shí)再充入CO2,使其濃度增大到原來(lái)的2倍,則平衡________移動(dòng)(向右”、“向左”);當(dāng)重新平衡后,CO2濃度________(變大”、“變小不變”)。

【答案】 K1·K2·K3 25% 不變 1:a 803 正向 不變

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律分析,反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ+反應(yīng),所以平衡常數(shù)K= K1·K2·K3,故答案為: K1·K2·K3 ;(2). 假設(shè)水蒸氣的消耗的物質(zhì)的量為xmol,則有

C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)

起始物質(zhì)的量1 1 0 0

改變的物質(zhì)的量x x x x

平衡時(shí)物質(zhì)的量 1-x 1-x x x

根據(jù)信息有恒溫恒壓條件下體積比等于氣體總物質(zhì)的量比,即(1-x+x+x)/1=1.25,解x=0.25mol,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率=0.25/1=25%,向體系中加入碳,因?yàn)樘紴楣腆w,不影響平衡,再補(bǔ)充a mol水蒸氣(H218O),則平衡正向移動(dòng),因?yàn)榉磻?yīng)物中16O和18O的比例為1:a,則生成物中二者的比例也為1:a,所以最終容器中C16OC18O的物質(zhì)的量之比1:a,故答案為:25%不變;1a;(3).根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和分析,有-41.1=1072.9+464×2-x-436,解x=803 kJ/mol,,故答案為:803; (4). 對(duì)于反應(yīng)Ⅲ,若平衡時(shí)再充入CO2,使其濃度增大到原來(lái)的2倍,則平衡正向移動(dòng),因?yàn)闇囟炔蛔?,平衡常數(shù)不變,所以平衡時(shí)二氧化碳的濃度不變,故答案為:正向;不變。

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:

【題目】下列三組物質(zhì)中,均有一種物質(zhì)的類(lèi)別與其他三種不同。

①M(fèi)gO、Na2O、CO2、CuO

②HCl、H2O、H2SO4、HNO3

③NaOH、Na2CO3、KOH、Cu(OH)2

(1)三種物質(zhì)依次是(填化學(xué)式):

A________;B________;C _________

(2)這三種物質(zhì)相互作用可生成一種新物質(zhì)NaHCO3,該反應(yīng)________(不是”)氧化還原反應(yīng)。

(3)寫(xiě)出物質(zhì)C與足量稀硫酸反應(yīng)的離子方程式:_____________________________

(4)HCOH、OH在溶液中都不能大量共存,試用離子方程式說(shuō)明______________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g),下列敘述正確的是

 A.平衡時(shí),v(O2)v(O2)必成立
 B.關(guān)系式5v(O2)4v(NO)總成立
 C.用上述四種物質(zhì)NH3、O2、NOH2O表示的正反應(yīng)速率的數(shù)值中,v(H2O)最小
 D.若投入4 mol NH35 mol O2,通過(guò)控制外界條件,必能生成4 mol NO

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來(lái)的運(yùn)載火箭和空間運(yùn)輸系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:101 kPa時(shí),1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量;1 mol CH4 完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)中正確的是(  )

A. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=890.3 kJ·mol-1

B. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ·mol-1

C. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ

D. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-517.6 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】依據(jù)下列甲、乙、丙三圖,判斷下列敘述不正確的是( )

A. 甲是原電池,乙是電鍍裝置 B. 甲、乙裝置中,鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng)

C. 乙、丙裝置中,陽(yáng)極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解 D. 丙裝置中,銅電極的質(zhì)量有增有減

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的選項(xiàng)是

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)操作

現(xiàn)象

解釋或結(jié)論

A

SO2通入紫色石蕊試液中

紫色褪去

SO2具有漂白性

B

把濃硫酸滴到pH試紙上

試紙變紅

濃硫酸具有酸性

C

將充滿NO2的密閉玻璃球浸泡在熱水中

紅棕色變淺

反應(yīng)2NO2N2O4ΔH<0

D

將硫的酒精溶液滴入一定量的熱水中得淡藍(lán)色透明液體,用激光筆照射

有丁達(dá)爾效應(yīng)

淡藍(lán)色液體為膠體

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):X2(g)+2Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為a mol/L、b mol/L、 0.2mol/L(非平衡態(tài)),在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),Z的濃度為 0.3mol/L,則下列判斷正確的是( )

A. b≥0.1mol/L

B. 改變條件建立新平衡時(shí)Z的平衡濃度c:0.2mol/L≤c<0.3mol/L

C. a≥0.05 mol/L

D. 該平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量濃度之和小于(a+b+0.2)mol/L

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】是重要的化工原料,工業(yè)上用CO在催化劑作用下合成,其反應(yīng)為:。按向密閉容器中充入反應(yīng)物,測(cè)得平衡時(shí)混合物中的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法中,正確的是

A. B. 該反應(yīng)的

C. 平衡常數(shù): D. C點(diǎn)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為75%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鑭系為元素周期表中第ⅢB族、原子序數(shù)為57~71的元素。

1(Dy)的基態(tài)原子電子排布式為[Xe]4f106s2,畫(huà)出鏑(Dy)原子外圍電子排布圖___________。

2高溫超導(dǎo)材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,基態(tài)時(shí)Cu3+ 的電子排布式為________________

3觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù),判斷最有可能顯示+3 價(jià)的元素是___________(填元素名稱(chēng))幾種鑭系元素的電離能(單位:kJ mol-1)

元素

I1

I2

I3

I4

Yb(鐿)

604

1217

4494

5014

Lu(镥)

532

1390

4111

4987

La(鑭)

538

1067

1850

5419

Ce(鈰)

527

1047

1949

3547

4元素鈰(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]。

組成配合物的四種元素,電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>________________(用元素符號(hào)表示)。

寫(xiě)出氮的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物水溶液中存在的氫鍵__________________(任寫(xiě)一種)。

元素Al 也有類(lèi)似成鍵情況,氣態(tài)氯化鋁分子表示為(AlCl3)2,分子中Al 原子雜化方式為_____________分子中所含化學(xué)鍵類(lèi)型有______________(填字母)

a.離子鍵 b.極性鍵 C.非極性鍵 d.配位鍵

5PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中鐠原子位于面心和頂點(diǎn)PrO2(二氧化鐠)的晶胞中有________個(gè)氧原子;已知晶胞參數(shù)為a pm,密度為ρ g· cm-3NA=_____________ (用含a、ρ的代數(shù)式表示)

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