【題目】CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。常利用煤氣化過(guò)程中生成的CO和H2來(lái)制備甲醇。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________;圖中使用催化劑曲線是_______(填“a”或“b”)。
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
則反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的ΔH=______________kJ/mol。
(3)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示。
溫度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常數(shù)K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
①?gòu)纳媳砜梢酝茢啵捍朔磻?yīng)是__________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。
②在830 ℃下,若開(kāi)始時(shí)向恒容密閉容器中充入CO與H2O均為1 mol,則達(dá)到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為___________________。
(4)汽車排氣管上的催化轉(zhuǎn)化器發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定溫度下,將一定量的NO和CO充入2 L固定容積的容器中,回答以下問(wèn)題:
①能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____________(填字母標(biāo)號(hào))。
A. 2v正(NO)=v逆(N2) B. 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
C. 氣體總壓強(qiáng)不再變化 D. ΔH保持不變
E.混合氣體的密度不再變化
②從反應(yīng)開(kāi)始到5 min,生成了0.08 mol N2,則5 min內(nèi)v(CO)=__________mol/(L·min)。
③25 min時(shí),物質(zhì)濃度變化如圖所示,則改變的條件可能是________(填字母標(biāo)號(hào))。
A. 縮小容器體積 B. 增加NO的濃度
C. 降低溫度 D. 升高溫度
【答案】CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91 kJ/mol b -524.8 放 50% BC 0.016 mol/(L·min) D
【解析】
(1)根據(jù)反應(yīng)物與生成物的總能量來(lái)分析吸熱還是放熱,并書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式,催化劑降低反應(yīng)活化能,但不改變反應(yīng)熱效應(yīng);
(2)根據(jù)①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol;
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H3=+131.3 kJ/mol;
利用蓋斯定律,將①-②可得反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的反應(yīng)熱;
(3)①平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡逆向進(jìn)行,逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng);
②依據(jù)830℃的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值,結(jié)合平衡常數(shù)的含義計(jì)算一氧化碳的轉(zhuǎn)化率;
(4)①根據(jù)平衡狀態(tài)的特征是動(dòng)態(tài)平衡,各物質(zhì)的量不再隨時(shí)間變化而變化,據(jù)此逐一分析判斷;
②從反應(yīng)開(kāi)始到5 min,生成了N2 0.08 mol,CO的變化量是0.08 mol×2=0.16 mol,則5 min 內(nèi)根據(jù)v(CO)=計(jì)算;
③平衡時(shí)一氧化碳的濃度增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),
A.縮小容器體積平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
B.增增加NO的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
C.降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
D.升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
(1)反應(yīng)物的總能量為419 kJ,生成物的總能量為510 kJ,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量為419 kJ-510 kJ=-91 kJ,熱化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91 kJ/mol;曲線b降低了反應(yīng)活化能,應(yīng)該是反應(yīng)使用了催化劑,故合理選項(xiàng)是b;
(2)根據(jù)①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol;
②C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ/mol,
利用蓋斯定律,將①-②可得反應(yīng)CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g),△H=-393.5kJ/mol-131.3kJ/mol=-524.8 kJ/mol;
(3)①根據(jù)圖表中平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系,可知:溫度升高化學(xué)平衡常數(shù)減小,說(shuō)明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng);
②在830℃,平衡常數(shù)K=1,若開(kāi)始時(shí)向恒容密閉容器中充入CO與H2O均為1 mol,設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡一氧化碳反應(yīng)物質(zhì)的量為x,則根據(jù)方程式式中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡時(shí)各種氣體的物質(zhì)的量n(CO)=n(H2O)=1-x,n(H2)=n(CO2)=x,=1,解得x=0.5 mol,所以達(dá)到平衡后CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%;
(4)①A.該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)有v正(NO)=2v逆(N2),A錯(cuò)誤;
B.混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量不變,說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),B正確;
C.氣體總壓強(qiáng)不變,說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),C正確;
D.△H只與具體熱化學(xué)方程式有關(guān),與反應(yīng)物的量的變化無(wú)關(guān),無(wú)法判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;
E.混合氣體的體積和質(zhì)量始終不變,因此混合氣體的密度也始終不變,因此不能根據(jù)密度不再變化,判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),E錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是BC;
②從反應(yīng)開(kāi)始到5 min,生成了N2 0.08 mol,則5 min 內(nèi)v(CO)=×2=0.016 mol/(L·min);
③反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng),根據(jù)圖象可知:平衡時(shí)一氧化氮的濃度增大,N2的濃度減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
A.縮小容器體積,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A不符合題意;
B.增加NO的濃度平衡,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),B不符合題意;
C.降低溫度,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),C不符合題意;
D.升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),D符合題意;
故合理選項(xiàng)是D。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) △H2
③Sn(s,灰)Sn(s,白) △H3=+2.1kJmol-1
下列說(shuō)法正確的是( )
A.△H1>△H2
B.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在
C.灰錫轉(zhuǎn)為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D.錫制器皿長(zhǎng)期處在低于13.2℃的環(huán)境中,會(huì)自行毀壞
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】向恒溫恒壓容器中充入2 mol NO、1 mol O2,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。下列情況不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A.NO與O2的物質(zhì)的量的比值不再改變B.混合氣體的顏色不再改變
C.容器體積不再改變D.混合氣體的密度不再改變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】阿伏加德羅常數(shù)約為6.02×1023mol-1,下列說(shuō)法中一定正確的是( )
A.1L 1 mol·L-1的CH3COOH溶液中含有氫離子數(shù)約為6.02×1023
B.18g D2O(重水)完全電解,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為6.02×1023
C.34 g H2O2中含有的陰離子數(shù)為約為6.02×1023
D.STP下,14g乙烯和丙烯的混合物中,含有共用電子對(duì)數(shù)目約為3×6.02×1023
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一密閉燒瓶中,25 ℃時(shí)存在著平衡:2NO2(g)N2O4(g)(正反應(yīng)放熱)。把燒瓶置于100 ℃的水中,則下列幾項(xiàng)性質(zhì)中不會(huì)改變的是
①顏色 ②平均相對(duì)分子質(zhì)量 ③質(zhì)量 ④壓強(qiáng) ⑤密度
A. ①和③ B. ②和④ C. ④和⑤ D. ③和⑤
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】恒溫時(shí),將2 mol A和2 mol B氣體投入固定容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g)+D(s),10 s時(shí),測(cè)得A的物質(zhì)的量為1.7 mol,0~10 s內(nèi)C的反應(yīng)速率為0.0225 mol·L-1·s-1;40 s時(shí)反應(yīng)恰好處于平衡狀態(tài),此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20%。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)x=________;
(2)平衡時(shí)容器中B的體積分?jǐn)?shù)為________;
(3)該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_____________,數(shù)值是__________;
(4)下列各項(xiàng)能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________;
A.消耗A的物質(zhì)的量與生成D的物質(zhì)的量之比為2∶1
B.容器中A、B的物質(zhì)的量n(A)∶n(B) =2∶1
C.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
D.壓強(qiáng)不再變化
E.氣體密度不再變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:鏈烴A(C5H8)有支鏈且只有一個(gè)官能團(tuán)。有機(jī)化合物A~H的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下所示:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_________________,名稱是________________。
(2)鏈烴B是A的不同類別的同分異構(gòu)體,B經(jīng)催化氫化轉(zhuǎn)化為正戊烷,寫出B所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________________________________________________________。
(3)寫出反應(yīng)類型:反應(yīng)②___________________,反應(yīng)③____________________。
(4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式:_____________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】烴是由C、H元素組成的有機(jī)物、不同有機(jī)物的結(jié)構(gòu)不同。試回答下列問(wèn)題:
(1)分子式為C6H12的某烯烴的所有的碳原子都在同一個(gè)平面上,則該烯烴的結(jié)構(gòu)式___,系統(tǒng)命名為___。
(2)組成符合CnH2n-2的某種烴,分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有支鏈或側(cè)鏈,它完全燃燒時(shí)所消耗的氧氣的體積是相同狀態(tài)下該烴蒸氣體積的8.5倍。
(a)若該烴為鏈狀烯烴,并且與等物質(zhì)的量的Br2加成只能得到某單一產(chǎn)物,則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___。
(b)若該烴只能與含等物質(zhì)的量的Br2四氯化碳溶液發(fā)生反應(yīng),則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】磷和砷是同主族的非金屬元素。
(1)砷(As)元素位于元素周期表第____列;As原子能量最高的3個(gè)軌道在空間相互____;1個(gè)黃砷(As4)分子中含有_____個(gè)As﹣As鍵,鍵角_____度.
(2)黑磷的結(jié)構(gòu)與石墨相似.最近中國(guó)科學(xué)家將黑磷“撕”成了二維結(jié)構(gòu),硬度和導(dǎo)電能力都大大提高,這種二維結(jié)構(gòu)屬于____(選填編號(hào)).
a.離子晶體 b.原子晶體 c.分子晶體 d.其它類型
(3)與硫元素的相關(guān)性質(zhì)比,以下不能說(shuō)明P的非金屬性比S弱的是_____(選填編號(hào)).
a.磷難以與氫氣直接化合 b.白磷易自燃 c.P﹣H的鍵能更小 d.H3PO4酸性更弱
(4)次磷酸鈉(NaH2PO2)可用于化學(xué)鍍鎳,即通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在塑料鍍件表面沉積鎳﹣磷合金.
化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2﹣,在酸性條件下發(fā)生以下鍍鎳反應(yīng):
___ Ni2++___ H2PO2﹣+___H2O →____Ni+____ H2PO3﹣+___H+
①請(qǐng)配平上述化學(xué)方程式。
②上述反應(yīng)中,若生成1mol H2PO3﹣,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______。
(5)NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通過(guò)H3PO4與NaOH溶液反應(yīng)獲得,含磷各物種的分布分?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pH的關(guān)系如圖所示。
①pH=8時(shí),溶液中主要含磷物種濃度大小關(guān)系為_________________。
②為獲得盡可能純的NaH2PO4,pH應(yīng)控制在______________________________。
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