【題目】I.氫氣在工業(yè)合成中應(yīng)用廣泛。

1)通過下列反應(yīng)可以制備甲醇

COg+2H2g=CH3OHg H=90.8kJ·mol1

CO2g+H2g=COg+H2Og H=+41.3kJ·mol1

請寫出由CO2H2制取甲醇的熱化學(xué)方程式:______________________。

Ⅱ.CH4可以消除氮氧化物的污染,主要反應(yīng)原理為

CH4g+2NO2g=CO2g+2H2Og+N2g H=868.7kJ·mol1

2)在3.00L密閉容器中通入1 mol CH42 mol NO2,在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng),反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表:

反應(yīng)時間t/min

0

2

4

6

8

10

總壓強(qiáng)P/×100kPa

4.80

5.44

5.76

5.92

6.00

6.00

由表中數(shù)據(jù)計(jì)算,0~4min內(nèi)vNO2=___________,該溫度下的平衡常數(shù)K=___________。

3)在一恒容裝置中通入一定量CH4NO2,測得在相同時間內(nèi)和不同溫度下,NO2的轉(zhuǎn)化率如下圖。則下列敘述正確的是___________。

A 若溫度維持在200℃更長時間,NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%

B 反應(yīng)速率b點(diǎn)的v(逆)>e點(diǎn)的(逆)

C 平衡常數(shù):c點(diǎn)=d點(diǎn)

D b點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡

4)利用氨氣可以設(shè)計(jì)高能環(huán)保燃料電池,用該電池電解含有NO3的堿性工業(yè)廢水,在陰極產(chǎn)生N2。陰極的電極反應(yīng)式為______________________;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,當(dāng)陰極收集到13.44LN2時,理論上消耗NH3的體積為___________。

5)常溫下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在 NH4HCO3溶液中cNH4+___________cHCO3)(填“>”“<”“=”);反應(yīng)NH4++HCO3+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=___________。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×105,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×107,K2=4×1011

【答案】 0.1mol·L-1·min-1 6.75 AD 44.8L > 1.25×10-3

【解析】

(1)由蓋斯定律計(jì)算可得;

(2)由題給數(shù)據(jù)建立三段式,依據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量比計(jì)算0~4min和平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)公式計(jì)算;

(3)由圖可知,溫度400℃、500℃轉(zhuǎn)化率最大,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),400℃之前反應(yīng)沒有到達(dá)平衡狀態(tài),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),500℃之后升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率降低;

(4)由題給信息可知,NO2在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N2;由得失電子數(shù)目守恒計(jì)算理論上消耗NH3的體積;

(5)由電離常數(shù)大小判斷溶液中HCO3-和NH4+的水解程度;找出化學(xué)平衡常數(shù)與水的離子積常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系計(jì)算。

(1)由蓋斯定律可知,①+②得CO2和H2制取甲醇的熱化學(xué)方程式CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g),△H=△H1+△H2=(-90.8kJ·mol-1)+(+41.3kJ·mol-1)=-49.5kJ·mol-1,故答案為:CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ·mol-1;

(2)設(shè)0~4min內(nèi)CH4的消耗量為x,由題意建立如下三段式:

CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)

起(mol) 1 2 0 0 0

變(mol) x 2x x 2x x

4min(mol)1—x 2—2x x 2x x

=得關(guān)系式=,解得x=0.6mol,則0~4min內(nèi)v(NO2)===0.1mol·L-1·min-1;由表中數(shù)據(jù)可知,8min時反應(yīng)達(dá)到平衡,設(shè)CH4的消耗量為y,由題意建立如下三段式:

CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)

起(mol) 1 2 0 0 0

變(mol) y 2y y 2y y

平(mol) 1—y 2—2y y 2y y

=得關(guān)系式=,解得y=0.75mol,平衡時c(CH4)、c(NO2)、c(CO2)、c(H2O)、c(N2)分別為mol/L、mol/L、mol/L、mol/L、mol/L,則化學(xué)平衡常數(shù)K===6.75,故答案為:0.1mol·L-1·min-1;6.75;

(3)A、圖中200℃時,反應(yīng)沒有到達(dá)平衡,向正反應(yīng)進(jìn)行,溫度維持在200℃更長時間,NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%,故正確;

B、溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越大,由圖可知b點(diǎn)反應(yīng)溫度低于e點(diǎn)反應(yīng)溫度,則b點(diǎn)的v (逆) <e點(diǎn)的v (逆),故錯誤;

C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,化學(xué)平衡常數(shù)減小,由圖可知c點(diǎn)反應(yīng)溫度低于d點(diǎn)反應(yīng)溫度,則化學(xué)平衡常數(shù)c>d,故錯誤;

D、由圖可知,溫度400℃、500℃轉(zhuǎn)化率最大,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),400℃之前反應(yīng)沒有到達(dá)平衡狀態(tài),則b點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡,故正確;

AD正確,故答案為:AD;

(4)由題給信息NO3→N2可知,N元素化合價(jià)由+3價(jià)→0價(jià),NO2在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N2,電極反應(yīng)式為2NO3+6H2O+10e=N2↑+12OH;標(biāo)況下,13.44LN2的物質(zhì)的量為=0.6mol,NH3在陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2,由得失電子守恒可得n(NH3)×3=n(N2)×10,解得n(NH3)=2mol,體積為2mol×22.4L/mol=44.8L,故答案為:2NO3+6H2O+10e=N2↑+12OH;44.8;

(5)由NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×10-7可知在溶液中NH3H2O的電離大于H2CO3的電離,則溶液中HCO3-的水解程度大于NH4+,所以NH4HCO3溶液中c(NH4+) 大于c(HCO3-);反應(yīng)NH4++HCO3+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=====1.25×10-3,故答案為:>;1.25×10-3

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】有機(jī)物X(C4H6O5)廣泛存在于許多水果內(nèi),尤以蘋果、葡萄、西瓜、山楂內(nèi)為多,該化合物具有如下性質(zhì):

11molX與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1.5 mol氣體

2X與醇或羧酸在濃H2SO4和加熱的條件下均生成有香味的產(chǎn)物

3X在一定程度下的分子內(nèi)脫水產(chǎn)物(不是環(huán)狀化合物)可和溴水發(fā)生加成反應(yīng)

根據(jù)上述信息,對X的結(jié)構(gòu)判斷正確的是 ( )

AX中肯定有碳碳雙鍵

BX中可能有三個羥基和一個-COOR官能團(tuán)

CX中可能有三個羧基

DX中可能有兩個羧基和一個羥基

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】阿司匹林是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥,對預(yù)防血栓和腦梗有很好的作用,M是一種防曬劑,它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為:

A出發(fā)合成路線如圖:

已知:

I. E的俗稱水楊酸,學(xué)名2-羥基苯甲酸

II.

III、+H2O

根據(jù)以上信息回答下列問題

1M中含氧官能團(tuán)的名稱_____________,阿司匹林的核磁共振氫譜中顯示有________種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。

2)寫出H→Ⅰ過程中的反應(yīng)類型_______、______F的結(jié)構(gòu)簡式_____________。

3)寫出D→E轉(zhuǎn)化過程中D + NaOH)的化學(xué)方程式__________________。

4)由H→I的過程中可能出現(xiàn)多種副產(chǎn)物,其中一種分子式為C16H12O2Cl2,寫出該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式_______________。

5)阿司匹林有多種同分異構(gòu)體,符合下列條件的所有同分異構(gòu)體有________種。

a 苯環(huán)上有3個取代基 b 僅屬于酯類,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且每摩該物質(zhì)反應(yīng)時最多能生成4molAg,其中苯環(huán)上的一氯代物有兩種的結(jié)構(gòu)簡式____________________。(任寫出一種)

6)寫出由M的合成路線(用流程圖表示)。

示例CH2=CH2 CH3CH2Br CH3CH2OH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下將NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是

A. Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6

B. 曲線N表示pH與的變化關(guān)系

C. NaHX溶液中c(H)>c(OH)

D. 當(dāng)混合溶液呈中性時,c(Na)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)=c(OH-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

化合物F(異戊巴比妥)是臨床常用的鎮(zhèn)靜催眠藥物,其合成路線如下(部分反應(yīng)條件和試劑略):

已知:

(1)+R2Br+C2H5ONa+C2H5OH+NaBr(R1,R2代表烷基)

(2)R—COOC2H5+(其他產(chǎn)物略)

請回答下列問題:

(1)試劑Ⅰ的化學(xué)名稱是____,化合物B的官能團(tuán)名稱是______,第④步的化學(xué)反應(yīng)類型是____。

(2)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。

(3)第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。

(4)試劑Ⅱ的相對分子質(zhì)量為60,其結(jié)構(gòu)簡式是 ___________________。

(5)化合物B的一種同分異構(gòu)體G與NaOH溶液共熱反應(yīng),生成乙醇和化合物H。H在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)得到高吸水性樹脂,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式是_________________ 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列推理正確的是

A. 鋁粉在氧氣中燃燒生成Al2O3,鐵絲在氧氣中燃燒也生成Fe2O3

B. 鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅,鈉也能從硫酸銅溶液中快速置換出銅

C. 鋁片表面易形成致密的氧化膜,鈉塊表面也易形成致密的氧化膜

D. 鈉與氧氣、水等反應(yīng)時鈉均作還原劑,金屬單質(zhì)參與氧化還原反應(yīng)時金屬均作還原劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是:

A. 氮元素均被氧化

B. 工業(yè)合成氨屬于人工固氮

C. 含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化

D. 碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】298K時,向20mLcmol·L1KOH溶液中滴加0.1mol·L1HCOOH溶液,混合溶液中水電離的氫氧根離子濃度與滴加甲酸(弱酸)溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A. 上述KOH溶液的濃度c0.01mol·L1

B. B點(diǎn)對應(yīng)的溶液中:c(K)c(HCOO)

C. E點(diǎn)對應(yīng)的溶液中:c(OH)c(H)c(HCOOH)

D. D點(diǎn)對應(yīng)的甲酸溶液體積為V1mL,則HCOOH電離平衡常數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A.圖一可表示模擬反應(yīng)的能量變化,反應(yīng)后左側(cè)液面上升,右側(cè)液面下降

B.圖二所示電池中,MnO2的作用是催化劑

C.圖三可表示需加熱的放熱反應(yīng)

D.圖四可用于乙酸和乙醇的酯化反應(yīng),小試管中是飽和碳酸鈉溶液

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