光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。
(1)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為?890.3kJ?mol?1、?285. 8 kJ?mol?1和?283.0 kJ?mol?1,則1molCH4與CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
(3)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下同所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出):
①比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比較反應(yīng)物COCl2在5?6min和15?16 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小:v(5?6)
v(15?16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
③計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K= ;(列出計(jì)算過(guò)程,結(jié)果保留兩位小數(shù))
(1) CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2(3分)(漏寫(xiě)物質(zhì)0分,配平錯(cuò)誤扣1分)
(2) CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g);△H=" +" 247.3kJ·mol-1(3分)
(熱反應(yīng)方程式2分,反應(yīng)熱1分,漏寫(xiě)物質(zhì)狀態(tài)扣2分,反應(yīng)熱正負(fù)號(hào)寫(xiě)錯(cuò)0分)
(3) ①<(2分);
②> (2分);在相同溫度時(shí),該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大(2分)(只寫(xiě)出濃度或者速率的變化得1分)
③0.23mol·L-1(4分)
COCl2(g) Cl2(g) + CO(g)
平衡濃度(mol/L) 0.04 0.11 0.85 (1分)
K== =0.23 mol·L-1
解析試題分析:(1)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣,根據(jù)元素守恒可知產(chǎn)物還應(yīng)有HCl和水,故方程式為CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2;(2)根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱分別寫(xiě)出燃燒的熱化學(xué)方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ?mol-1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ?mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ?mol-1,利用蓋斯定律將②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ?mol-1。(3)①第8min時(shí)反應(yīng)物的濃度比第2min時(shí)減小,生成物濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng).4min瞬間濃度不變,不可能為改變壓強(qiáng)、濃度,應(yīng)是改變溫度,又因?yàn)檎磻?yīng)為吸熱反應(yīng),所以T(2)<T(8);②在5~6 min和15~16 min時(shí)反應(yīng)溫度相同,在相同溫度時(shí),該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大,但15~16 min時(shí)各組分的濃度都小,因此反應(yīng)速率小,即v(5~6)>v(15~16);③由圖可知,8min時(shí)COCl2的平衡濃度為0.04mol/L,Cl2的平衡濃度為0.11mol/L,CO的平衡濃度為0.085mol/L,故該溫度下K===0.23 mol·L-1。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)等相關(guān)知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇:
( CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O ),并開(kāi)發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。
已知 H2(g)、 CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用太陽(yáng)能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ
(2)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(注:T1、T2均大于300℃);下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))
①溫度為T(mén)1時(shí),從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,生成甲醇的
平均速率為v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí) 增大
(3)在T1溫度時(shí),將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為 ( 用 a表示 )
(4)已知甲醇燃燒的化學(xué)方程式為2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O ,在直接以甲醇為燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為 ,正極的反應(yīng)式為
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(15分)碳和氮的化合物與人類(lèi)生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。
(1)在一恒溫、恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng): Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),H<0。利用該反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳。對(duì)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是
(填字母編號(hào))。
A.增加Ni的量可提高CO的轉(zhuǎn)化率,Ni的轉(zhuǎn)化率降低 |
B.縮小容器容積,平衡右移,H減小 |
C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,充入CO再次達(dá)到平衡時(shí),CO的體積分?jǐn)?shù)降低 |
D.當(dāng)4vNi(CO)4=v(CO)時(shí)或容器中混合氣體密度不變時(shí),都可說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
.(17分)減少污染、保護(hù)環(huán)境是全世界最熱門(mén)的課題。
(1)為了減少空氣中SO2的排放,常采取的措施有:
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為 。
②洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是 (填序號(hào)):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化劑作用下可以與H2反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①M(fèi)、N兩點(diǎn)平衡狀態(tài)下,容器中總物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:n(M)總:n(N)總= 。
②若M、N、Q三點(diǎn)的平衡常數(shù)KM、KN、KQ的大小關(guān)系為 。
(3)催化硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化硝化法中,用H2將NO還原為N2,一段時(shí)間后,溶液的堿性
明顯增強(qiáng)。則該反應(yīng)離子方程式為 。
②電化學(xué)降解NO的原理如圖所示,電源正極為 (填“a”或“b”);
若總反應(yīng)為4NO3-+4H+通電5O2↑+2N2↑+2H2O,則陰極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(15分)為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量。有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。
(1)在汽車(chē)排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器,可將汽車(chē)尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
②C和CO的燃燒熱(△H)分別為-393.5kJ·mol-1和-283kJ·mol-1
則2NO(g+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)) △H= kJ·mol-1
(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個(gè)容積為1L的密閉容器中,反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)濃度變化如圖所示。
①CO在0-9min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)=________mol(保留兩位有效數(shù)字);第12 min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能為_(kāi)_______。
A.升高溫度 | B.加入NO | C.加催化劑 | D.降低溫度 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(9分)如圖所示,把試管放入盛有25℃的飽和石灰水的燒杯中,試管中開(kāi)始放入幾小塊鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中。試回答下列回答:
(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是____________________。(選填代號(hào))
A.試管中鎂片逐漸溶解 | B.試管中產(chǎn)生無(wú)色氣泡 |
C.燒杯外壁變冷 | D.燒杯底部析出少量白色固體 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置進(jìn)行中和熱的測(cè)定;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)該圖中有兩處實(shí)驗(yàn)用品未畫(huà)出,它們是 、 ;
(2)在操作正確的前提下提高中和熱測(cè)定的準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是: 。
(3)如果用0.5mol?L-1的鹽酸和氫氧化鈉固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則實(shí)驗(yàn)中所測(cè)出的“中和熱”將 (填“偏大”、“偏小”、“不變”)原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
研究人員通過(guò)對(duì)北京地區(qū)PM2.5的化學(xué)組成研究發(fā)現(xiàn),汽車(chē)尾氣和燃煤污染分別 占4%、l8%
I.(1)用于凈化汽車(chē)尾氣的反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。下列說(shuō)法正確的是:
A.裝有尾氣凈化裝置的汽車(chē)排出的氣體中不再含有NO或CO |
B.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 |
C.增大壓強(qiáng),上述平衡右移,故實(shí)際操作中可通過(guò)增壓的方式提高其凈化效率 |
D.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 |
濃度/mol·L-1 時(shí)間/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
30 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
40 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
50 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
天然氣、重油、煤都可以與水反應(yīng)制得氫氣。下表是某合成氨廠采用不同原料時(shí)的相對(duì)投資費(fèi)用和能量消耗的數(shù)據(jù)。
原料 | 天然氣 | 重油 | 煤 |
相對(duì)投資費(fèi)用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
能量消耗/J·t-1 | 28×109 | 38×109 | 48×109 |
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