【題目】氮氧化物(NOx)、CO2和SO2等氣體會(huì)造成環(huán)境問題。對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行化學(xué)方法處理,可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的。
(1)已知?dú)錃馀c甲醇的燃燒熱分別為285.8kJ·mol-1、726.5 kJ·mol-1,則CO2與H2反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)甲醇與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為___________________________________
(2)已知在一定溫度下將6molCO2和8mol H2充入容器為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0 kJ·mol-1,則
①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 _______________(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)
②下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 _____________(填字母)
a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變 b.CO2和H2的物質(zhì)的量之比保持不變
c.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等 d.3v正(H2)=v逆(CH3OH)
e.1mol CO2生成的同時(shí)有3mol H—H鍵斷裂
③H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖實(shí)線所示,僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖虛線所示。與實(shí)線相比,虛線改變的條件可能是__________________
(3)如圖是某甲醇燃料電池工作的示意圖。質(zhì)子交換膜(只有質(zhì)子能夠通過)左右兩側(cè)的溶液均為1L 2mol·L-1H2SO4溶液。電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 _____________________,當(dāng)電池中有1mol e-發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為____g(假設(shè)反應(yīng)物耗盡,忽略氣體的溶解)。
【答案】CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(l) +H2O(l) △H=-130.9kJ·mol-1 低溫 abe 加壓(或增大CO2濃度) CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 12
【解析】
(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所得熱化學(xué)方程式;
(2)①自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S<0,結(jié)合反應(yīng)的特征分析判斷所需要的條件;
②根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)進(jìn)行分析;
③虛線在原虛線的基礎(chǔ)上氫氣的物質(zhì)的量減小,平衡正向移動(dòng),增大壓強(qiáng)(或增大CO2濃度),平衡能夠正向移動(dòng);
(3)根據(jù)原電池的原理,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極發(fā)生還原反應(yīng)進(jìn)行分析。
(1)已知?dú)錃馀c甲醇的燃燒熱分別為285.8kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1,則①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJmol-1;②CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJmol-1;由蓋斯定律可知用①×3-②得CO2與H2反應(yīng)產(chǎn)生液態(tài)甲醇與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l),該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-285.8kJmol-1×3-(-726.5kJmol-1)=-130.9kJmol-1,
故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l) +H2O(l) △H=-130.9kJ·mol-1。
(2)①已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),該反應(yīng)的△S<0,反應(yīng)焓變△H<0,低溫下滿足因此△H-T△S<0,因此該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫,故答案為:低溫。
②a.該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變,說明各組分的濃度保持不變,能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故a正確;
b.CO2和H2的物質(zhì)的量之比保持不變,表明二者的濃度不變,能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故b正確;
c.二者的轉(zhuǎn)化率相等,與是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān),故c錯(cuò)誤;
d.3v正(H2)=v逆(CH3OH),表示正逆反應(yīng)速率不相等,不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故d正確;
e.1molCO2生成的同時(shí)有3molH-H鍵斷裂,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故e正確。
故答案為:abe。
③僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示,虛線在原虛線的基礎(chǔ)上氫氣的物質(zhì)的量減小,平衡正向移動(dòng),增大壓強(qiáng)(或增大CO2濃度),平衡能夠正向移動(dòng),故虛線所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是增大壓強(qiáng)(或增大CO2濃度),故答案為:增大壓強(qiáng)(或增大CO2濃度)。
(3)從示意圖中可以看出電極a原料是CH3OH和水,反應(yīng)后產(chǎn)物為CO2和H+,CH3OH中碳元素化合價(jià)為-2,CO2中碳元素化合價(jià)為+4,說明a電極上CH3OH失去電子,電極a是負(fù)極,則電極b是正極,b電極原料是O2和H+,反應(yīng)后的產(chǎn)物為H2O,氧元素化合價(jià)由0→-2,發(fā)生還原反應(yīng),因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是稀H2SO4,可以寫出電池總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,再寫出較為簡(jiǎn)單的正極反應(yīng)式:3O2+12e-+12H+=6H2O,用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得到負(fù)極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),左側(cè)質(zhì)量減輕1/6×12g=2g,還要有1molH+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè),質(zhì)量減少1g,正極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O,右側(cè)質(zhì)量增加32g×1/4=8g,加上轉(zhuǎn)移過來的1gH+,因此左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為8g+1g+2g+1g=12g,
故答案為:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,12。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與O2結(jié)合生成HbO2,因此具有輸氧能力,CO吸入肺中發(fā)生反應(yīng):CO+HbO2O2+HbCO,37℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220。HbCO的濃度達(dá)到HbO2濃度的0.02倍,會(huì)使人智力受損。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A. CO與HbO2反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
B. 當(dāng)吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時(shí),人的智力才會(huì)受損
C. 人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結(jié)合的O2越少
D. 把CO中毒的病人放入高壓氧倉中解毒,其原理是使上述平衡向左移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某固體粉末X中可能含有K2SO4、 (NH4)2CO3、K2SO3、NaNO3、Cu2O、FeO、Fe2O3中的若干種.某同學(xué)為確定該固體粉末的成分,取X進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象如圖所示.該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是( )
已知: Cu2O+2H+=Cu2+ +Cu +H2O
A. 根據(jù)現(xiàn)象1可推出固體粉末中一定含有NaNO3
B. 根據(jù)現(xiàn)象2可推出固體粉末中一定含有 K2SO4
C. 根據(jù)現(xiàn)象3可推出固體粉末中一定含有 K2SO3
D. 根據(jù)現(xiàn)象4可推出固體粉末中一定含有Fe2O3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象不符合事實(shí)的是
A.少量二氧化硫通入氯化鋇溶液中,產(chǎn)生白色沉淀亞硫酸鋇 | B.在新制Cu(OH)2懸濁液中加入少量的葡萄糖,加熱,產(chǎn)生磚紅色沉淀 | C.將少量鈉投入到無水乙醇中,鈉表面有氣泡產(chǎn)生 | D.在盛水的燒杯中加入氯化鈉固體,小燈泡會(huì)逐漸亮起來 |
A. AB. BC. C...D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一體積2L的密閉容器中加入反應(yīng)物N2、H2,發(fā)生如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,下列說法正確的是
物質(zhì)的量/ mol 時(shí)間/min | n(N2) | n(H2) | n(NH3) |
0 | 1.0 | 1.2 | 0 |
2 | 0.9 | ||
4 | 0.75 | ||
6 | 0.3 |
A. 0~2 min內(nèi),NH3的反應(yīng)速率為0.1 mol·Lˉ1·minˉ1
B. 2 min時(shí), H2的物質(zhì)的量0.3 mol
C. 4 min時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)正、逆反應(yīng)的速率都為0
D. 4~6 min內(nèi),容器內(nèi)氣體分子的總物質(zhì)的量不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。該反應(yīng)的速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示:
如果t2、t4、t6、t8時(shí)都只改變了一個(gè)反應(yīng)條件,則對(duì)應(yīng)t2、t4、t6、t8時(shí)改變的條件正確的是
A. 增大反應(yīng)物濃度、使用了催化劑、減小壓強(qiáng)、升高溫度
B. 升高溫度、減小壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度、使用了催化劑
C. 使用了催化劑、增大壓強(qiáng)、減小反應(yīng)物濃度、降低溫度
D. 升高溫度、減小壓強(qiáng)、減小反應(yīng)物濃度、使用了催化劑
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【題目】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)生反應(yīng)3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2 min末反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),生成0.8 mol D,并測(cè)得C的濃度為0.4 mol/L。由此推斷:
(1)x值等于__;
(2)A的轉(zhuǎn)化率為__;
(3)B的平衡濃度為__mol/L。
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【題目】已知有A、B、C、D、E五種短周期的主族元素,它們的原子序數(shù)依次遞增,A是所有元素中原子半徑最小的元素,B、C組成的某一種化合物能引起溫室效應(yīng).常溫下,金屬D單質(zhì)投入水中能與水劇烈反應(yīng).常溫下E單質(zhì)是常見的氣體.請(qǐng)按要求回答下列幾個(gè)問題:
(1)B、D的元素名稱分別為:_____、_____;
(2)E在周期表中的位置為:_____,
(3)C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為:_____;
(4)B、C、D三種元素的原子半徑從大到小的順序?yàn)?/span>_____(用元素符號(hào)表示);
(5)B、E的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性從強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/span>_____(用對(duì)應(yīng)的化學(xué)式表示)
(6)寫出C、D兩種元素組成的陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1:2且只含離子鍵的化合物的電子式:_____;
(7)寫出E與水反應(yīng)的離子方程式:_____.
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