化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)(K1、K2、K3)與溫度的關(guān)系分別如下表所示:
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 溫度 | |
973 K | 1173 K | ||
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g) | K3 | ? | ? |
(1)吸熱
(2)
(3)CE
(4)①升高溫度或增大CO2的濃度(增大H2的濃度);使用催化劑或增大壓強(qiáng)
②
(5)2CO2+4e-+2H2O═2CO+4OH-(或CO2+2e-+H2O═CO+2OH-)(6)2mol
解析試題分析:(1)在反應(yīng)①中隨著溫度的升高平衡常數(shù)增大,這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
(2)根據(jù)反應(yīng)①②并依據(jù)蓋斯定律可知②-①即得到反應(yīng)③,所以平衡常數(shù)之間的關(guān)系為K3=。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高K1逐漸增大,而K2逐漸減小,所以K3逐漸減小,這說明升高溫度反應(yīng)③向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)。由于正方應(yīng)是體積不變的可逆反應(yīng),所以要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則可以升高溫度或增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度,而壓強(qiáng)和催化劑不能改變平衡,故答案選CE。
(4)①根據(jù)圖像可知,t2時(shí)逆反應(yīng)速率瞬間增大,然后逐漸減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),由于正方應(yīng)是體積不變的放熱的可逆反應(yīng),所以改變的條件是升高溫度或增大CO2的濃度(增大H2的濃度)。t8時(shí)逆反應(yīng)速率瞬間增大,但平衡不移動(dòng),由于正方應(yīng)是體積不變的放熱的可逆反應(yīng),所以改變的條件是使用催化劑或增大壓強(qiáng)。
②若t4時(shí)降壓,反應(yīng)速率均減小,但平衡不移動(dòng)。t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)速率逐漸增大,因此t4~t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線為
。
(5)電解池中陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),所以根據(jù)總反應(yīng)式可知陰極是CO2得到電子被還原為CO,電極反應(yīng)式為CO2+2e-+H2O═CO+2OH-。
(6)水電解生成氫氣和氧氣,所以氫氧儲(chǔ)罐中共收集到33.6L氣體應(yīng)該是氫氣與氧氣的混合氣,其中氧氣是11.2L,氫氣是22.4L,氫氣的物質(zhì)的量是1mol,轉(zhuǎn)移2mol電子。
考點(diǎn):考查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算與應(yīng)用、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及電化學(xué)原理的應(yīng)用
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料。已知在101kPa時(shí),32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú),放出熱?24kJ(25℃時(shí)),N2H4的燃燒熱化學(xué)方程式是 。
(2)肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼—空氣燃料電池放電時(shí):負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。
(3)電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池,這是一種典型的可充電電池,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O,充電時(shí):陽極反應(yīng)式: 用此裝置電解水和重水(D2O)組成的混合液(兩電極均是Pt),通電一段時(shí)間后,在兩極共收集到33.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,總質(zhì)量為18.5 g,則混合氣體中H原子和D原子個(gè)數(shù)之比:
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)
Ⅰ.氯堿工業(yè)中常用離子交換膜法電解制堿(如圖1所示)。
。1)寫出圖1中陰極的電極反應(yīng)式 。
。2)已知陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。工業(yè)上若用圖2裝置電解飽和Na2SO4溶液來生產(chǎn)純凈的NaOH和H2SO4,則該裝置最主要的缺陷是 。
Ⅱ.輝鉬礦(MoS2)是一種重要的礦物。圖3是輝鉬礦多層焙燒爐的示意圖,其中1,2,3,…是爐層編號(hào)。580,600,610,…是各爐層的溫度(℃)。圖4給出了各爐層固體物料的物質(zhì)的量百分含量。
已知:MoS2焙燒生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H2=-154KJ/mol。試回答:
(1)驗(yàn)證輝鉬礦焙燒生成的氣體是SO2而不是SO3的方法是 。
(2)輝鉬礦焙燒生成的氣體能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,用化學(xué)方程式表示褪色的原因 。
(3)第6爐層存在的固體物質(zhì)分別是MoS2、MoO3、MoO2,則它們的物質(zhì)的量之比為 。
(4)圖4表明,中間爐層(4~6)可能存在一種“固體+固體→固體+…”的反應(yīng),請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ/mol
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g) ΔH= 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年以來,全國很多地區(qū)都曾陷入嚴(yán)重的霧霾和污染天氣中,冬季取暖排放的CO2、汽車尾氣等都是形成霧霾的因素。
(1)已知:① N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+179.5 kJ/mol
②2NO(g) + O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3 kJ/mol
③2NO(g) +2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) △H=-759.8 kJ/mol
下圖是在101kPa,298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過程中能量變化的示意圖。則a= 。
(2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
請(qǐng)參考題中圖表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根據(jù)要求回答問題:
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1的變化是 (填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是 。請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 。
(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù):
化學(xué)鍵 | P—P | P—O | O===O | P===O |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。
I.工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法:
① 用焦炭跟水反應(yīng): C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g);
② 用天然氣跟水蒸氣反應(yīng):CH4(g)+ H2O(g) CO (g)+ 3H2(g)
已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖,則方法②中反應(yīng)的ΔH =__________ ___。
Ⅱ.在3個(gè)1L的密閉容器中,同溫度下、使用相同催化劑分別進(jìn)行反應(yīng):
3H2(g)+ N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)為:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 |
達(dá)到平衡的時(shí)間(min) | t | 5 | 8 |
平衡時(shí)N2的濃度(mol·L-1) | c1 | 3 | |
N2的體積分?jǐn)?shù) | ω1 | ω2 | ω3 |
混合氣體密度(g·L-1) | ρ1 | ρ2 | |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究表明豐富的CO2完全可以作為新碳源,解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀(jì)中葉將枯竭的危機(jī),同時(shí)又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應(yīng),實(shí)現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖表示恒壓容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化示意圖。
①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
②能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。
a.容器中壓強(qiáng)不變 b.H2的體積分?jǐn)?shù)不變
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不變
e.2個(gè)C=O斷裂的同時(shí)有6個(gè)H-H斷裂。
(2)人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料.下圖是通過人工光合作用制備HCOOH原理的示意圖。根據(jù)要求回答問題:
①該過程是將 轉(zhuǎn)化為 。(以上兩空選填“電能”“太陽能”“化學(xué)能”)
②催化劑b表面的電極反應(yīng)方程式為 。
(3)某國科研人員提出了使用氫氣和汽油(汽油化學(xué)式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解決汽車CO2的排放問題。該方案主要利用儲(chǔ)氫材料CaH2產(chǎn)生H2和用汽油箱貯存汽油供發(fā)動(dòng)機(jī)使用,儲(chǔ)氫系統(tǒng)又捕集汽油燃燒產(chǎn)生的CO2,該系統(tǒng)反應(yīng)如下圖所示:
解決如下問題:
①寫出CaH2的電子式 。
②反應(yīng)1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是: 。
③如該系統(tǒng)反應(yīng)均進(jìn)行完全,試寫出該系統(tǒng)總反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知化學(xué)能與其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。填寫下表的空白:
化學(xué)反應(yīng)方程式(例子) | 能量轉(zhuǎn)化形式 |
① | 由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 |
②Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O | |
③CaCO3CaO+CO2↑ | |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com