工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化;图2表示一定温度下,在体积为1L的密
题型:不详难度:来源:
工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化;图2表示一定温度下,在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
请回答下列问题: (1)在“图1”中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;没有使用催化剂时,在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H= 。 (2)下列说法正确的是 A.起始充入的CO的物质的量为1mol B.增加CO的浓度,H2的转化率会增大 C.容器中压强恒定时,反应达到平衡状态 (3)从反应开始到建立平衡,v(CO)= ;达到平衡时,c(H2)= ,该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为 。达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,则平衡 移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。 (4)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-193kJ/mol 又知H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式 。 |
答案
(1)b -91kJ/mol (2)ABC(3)0.075mol/(L·min) 0.5mo/L 12 正向(4)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol(3分) |
解析
试题分析:(1)根据图像可知,b曲线能量较低,故b为加入催化剂。根据图像可知△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol。(2)根据图像2可知,起始是加入CO的浓度为1mol/L,10min后达到平衡,平衡时CO的转化率为(1mol/L-0.25mol/L)/1mol/L×100%=75%。生产CH3OH的浓度为0.75mol/L。A选项正确,B选项,根据勒夏特列原理可知,增加CO的浓度,H2的转化率将增大。C选项,由于反应物化学计量数之和不等于产物计量数之和可知,当容器中压强恒定时,反应达到平衡状态。故选择A、B、C。(3)v(CO)=(1mol/L-0.25mol/L)/10min=0.075mol/(L·min)。根据CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知,消耗n(CO):n(H2)=1:2,故消耗H2的物质的量为0.75mol×2=1.5mol,达到平衡时剩余H2的物质的量为2mol-1.5mol=0.5mol。故浓度为 0.5mo/L。该温度下化学平衡常数为0.75/0.52×0.25=12。反应物化学计量数之和大于产物计量数之和,压缩体积,平衡向正反应方向移动。(4)32gCH3OH为1mol,产物中H2O为2mol,由H2O(l)= H2O(g);ΔH=+44 kJ/mol。故热化学方程式为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol。 |
举一反三
臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。 (1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如: 6Ag(s)+O3(g)= 3Ag2O(s); △H=-236kJ·mol-1, 已知:2Ag2O(s)= 4Ag(s)+O2(g); △H=" +62" kJ·mol-1, 则O3转化为O2的热化学方程式为________________________________________________。 (2)臭氧在水中易分解,臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。
由上表可知pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。 (3)电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。 臭氧在阳极周围的水中产生,其电极反应式为_______________________;阴极附近的氧气则生成过氧化氢,其电极反应式为_______________________。 |
(15分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。 I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol-1 CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=bkJ·mol-1 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=ckJ·mol-1 则反应:4Fe(s)+3O2(g)= 2Fe2O3(s)的焓变△H= kJ·mol-1。 Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 (填序号)。 A.C(s)+CO2(g)=2CO(g) B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) C.2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g) D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) 若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应。 负极: , 正极: 。 (2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
已知:电解过程中发生的反应为: NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;假设NCl3中氮元素为+3价。 ①写出电解时阴极的电极反应式 。 ②在阳极上放电的物质(或离子)是 。 ③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填序号) A.生石灰 B.碱石灰 C.浓H2SO4 D.水 ④在生产过程中,每生成1mol ClO2,需消耗 mol NCl3。 |
氮可形成多种氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N-N键键能为167kJ·mol-1, NO2中氮氧键的平均键能为466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的平均键能为438.5 kJ·mol-1。 (1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式: (2)对反应N2O4(g)2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:A>C B.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C C.A、C两点气体的颜色:A深,C浅 D.由状态B到状态A,可以用加热的方法 (3)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s)
| 0
| 20
| 40
| 60
| 80
| n(NO2)/mol
| 0.40
| n1
| 0.26
| n3
| n4
| n(N2O4)/mol
| 0.00
| 0.050
| n2
| 0.080
| 0.080
| ①在上述条件下,从反应开始直至20 s时,二氧化氮的平均反应速率为 ②n3 n4(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数K的值为 ,升高温度后,反应2NO2N2O4的平衡常数K将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是_____________mol·L-1。 |
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题: (1)已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),则该反应的平衡常数表达式为 。 (2)已知在一定温度下, C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1 CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H3 则△H1、△H2、△H3之间的关系是: 。 (3)通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时,会发生如下反应: CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示。 则该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),在500℃时,若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,则CO的平衡转化率为 。 (4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g) △H>0在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 :
A.A、C两点的反应速率:A>C B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅 C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C D.由状态A到状态B,可以用加热的方法 E.A、C两点的化学平衡常数:A=C (5)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4(阴离子交换膜只永许阴离子通过),阳极电极反应式为: ,阳极区逸出气体的成分为 (填化学式)。
|
将1000 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量;将1000 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解);将500 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为A.(5a-2b) kJ | B.(2b-5a) kJ | C.(5a+2b) kJ | D.(10a+4b) kJ |
|
最新试题
热门考点