Ⅰ、在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g).已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常數(shù) 64.0 50.7 42.9
請回答下列問題:
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=
K=
c3(CO3)
c3(CO)
K=
c3(CO3)
c3(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ、工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號 起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達到平衡的時間/min 達平衡時體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)容器①中反應(yīng)達平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%

(2)計算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(3)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號).
a.平衡時,兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達平衡狀態(tài)時,Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時,兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,化學(xué)反應(yīng)速率為:v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)
分析:Ⅰ、根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達式完成,注意固體在平衡常數(shù)中不表示;根據(jù)表中溫度升高,平衡常數(shù)的變化判斷焓變;
Ⅱ、(,1)依據(jù)反應(yīng)①熱量變化結(jié)合熱化學(xué)方程式計算消耗一氧化碳物質(zhì)的量計算轉(zhuǎn)化率;
(2)反應(yīng)②和反應(yīng)①在相同溫度下進行,平衡常數(shù)不變,依據(jù)化學(xué)平衡三段式計算平衡濃度,結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到;
(3)a、反應(yīng)前后氣體體積不變,反應(yīng)①②是相同平衡分析判斷;
b、反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底;
c、反應(yīng)起始濃度不同反應(yīng)速率不同;
d、反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度減小計算得到.
解答:解:Ⅰ、在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為:K=
c3(CO3)
c3(CO)
;
從表中數(shù)據(jù)可知,溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明化學(xué)平衡向著逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,
故答案為:K=
c3(CO3)
c3(CO)
;<;
Ⅱ、(1)依據(jù)反應(yīng)①熱化學(xué)方程式計算,
              CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
起始量(mol)  1      4         0        0        41KJ
變化量(mol) 0.8   0.8        0.8      0.8      32.8KJ
平衡量(mol)0.2    3.2        0.8      0.8
一氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率=
0.8mol
1mol
×100%=80%,
故答案為:80;
(2)反應(yīng)①②在相同溫度下進行,平衡常數(shù)相同,依據(jù)(2)結(jié)合平衡常數(shù)概念計算=
c(CO2)?c(H2)
c(CO)c(H2O)
=
0.8mol
2L
×
0.8mol
2L
0.2mol
2L
×
3.2mol
2L
=1,
故答案為:1;
(3)a、反應(yīng)前后氣體體積不變,反應(yīng)①②是相同平衡,平衡時,兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等,故a正確;
b、反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進行徹底,容器②中反應(yīng)達平衡狀態(tài)時,Q=65.6kJ;故b錯誤;
c、反應(yīng)起始濃度不同,反應(yīng)速率不同,故c錯誤;
d、反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度減小計算,容器①中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為v(H2O)=
0.8mol
VL
t1min
=
0.8
Vt1
mol/L?min,故d錯誤;
故答案為:a.
點評:本題考查反應(yīng)能量變化,蓋斯定律計算應(yīng)用,化學(xué)平衡的影響因素分析判斷,題目難度中等,平衡判斷和平衡常數(shù)的計算是解題關(guān)鍵,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力,提高學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力.
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:閱讀理解

為測定某有機化合物A的結(jié)構(gòu),進行如下實驗.
[分子式的確定]
(1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒,實驗測得:生成5.4g H2O和8.8g CO2,消耗氧氣6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).則該物質(zhì)中各元素的原子個數(shù)比是
n(C):n(H):n(O)=2:6:1
n(C):n(H):n(O)=2:6:1

(2)質(zhì)譜儀測定有機化合物的相對分子質(zhì)量為46,則該物質(zhì)的分子式是
C2H6O
C2H6O

(3)根據(jù)元素的化合價,預(yù)測A的可能結(jié)構(gòu)并寫出結(jié)構(gòu)簡式
CH3CH2OH、CH3-O-CH3
CH3CH2OH、CH3-O-CH3

[結(jié)構(gòu)式的確定]
(4)經(jīng)測定,有機物A分子內(nèi)有3類氫原子,則A的結(jié)構(gòu)簡式為
CH3CH2OH
CH3CH2OH

[性質(zhì)實驗]
(5)A在銅的催化下,可被氧氣氧化為B,反應(yīng)方程式為:
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

B在加熱的條件下與銀氨溶液反應(yīng),反應(yīng)方程式為:
CH3CHO+2Ag(NH32OH
水浴加熱
2Ag↓+3NH3↑+H2O+CH3COONH4
CH3CHO+2Ag(NH32OH
水浴加熱
2Ag↓+3NH3↑+H2O+CH3COONH4

(6)A在一定條件下脫水可生成C,C可聚合成包裝塑料D,請寫出C轉(zhuǎn)化為D的化學(xué)反應(yīng)方程式:
nCH2=CH2
nCH2=CH2,

(7)體育比賽中當(dāng)運動員肌肉扭傷時,隊醫(yī)隨即用氯乙烷(沸點為12.27℃)對受傷部位進行局部冷凍麻醉.請用C選擇合適的試劑和方法制備氯乙烷,要求原子利用率為100%,請寫出制備反應(yīng)方程式:
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl,
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl,

(8)A可通過糧食在一定條件下制得,由糧食制得的A在一定溫度下密閉儲存,因為發(fā)生一系列的化學(xué)變化而變得更醇香.請寫出最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2009?安徽模擬)A、B、C、D、E五種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,A、E同主族,A元素的原子半徑最小,B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,C元素原子的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為2n+1,A、B、C、E每種元素都能與D元素組成兩種或兩種以上的常見化合物.回答下列問題:
(1)寫出下列各元素的名稱:A
   D

(2)上述五種元素中,第一電離能最小的元素是
Na
Na
,基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的原子核外電子排布式為
1s22s22p3
1s22s22p3

(3)已知:BA3DA(g)+A2D(g)=BD2(g)+3A2(g)△H1=+49.0kJ/mol,BA3DA(g)+1/2D2(g)=BD2(g)+2A2(g)△H2=-192.9kJ/mol,試寫出:氣態(tài)BA3DA完全燃燒生成氣態(tài)A2D的熱化學(xué)方程式(用推出的元素符號書寫);
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-676.7kJ/mol
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-676.7kJ/mol

(4)對可逆反應(yīng)3A2(g)+C2(g)?2CA3(g)當(dāng)反應(yīng)達到平衡位置時不斷改變條件(不改變A2、C2和CA3的量),右圖表示反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的關(guān)系,其中表示平衡混合物中CA3的含量最高的一段時間是
t0-t1
t0-t1
.在一定溫度下,若將4amol A2和2a mol C2放入lL的密閉容器中,充分反應(yīng)后測得C2的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
4
a2
4
a2
.若此時再向該容器中投入a mol A2,a mol C2利2a mol CA3,判斷平衡移動方向
(“正”“逆”或“不移動”).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

如圖1是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學(xué)知識,解決下列問題:
(1)該產(chǎn)業(yè)鏈中合成氨的反應(yīng)在較低溫下能否自發(fā)進行?
可以
可以

(2)已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達式為:K=
C(H2)C(CO)
C(H2O)
,它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);

(3)已知在一定溫度下,各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:
C(s)+CO2(g)?2CO(g),K1
CO(g)+H2O(g?H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),K3
則K1、K2、K3之間的關(guān)系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2

(4)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題.已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下:
溫度/℃ 400 500 800
平衡常數(shù)K 9.94 9 1
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是
放熱
放熱
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時進行,設(shè)起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:
75%
75%

(5)從圖中看出氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等.已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是.已知N-N鍵鍵能為167kJ?mol-1,NO2中氮氧鍵的鍵能為466kJ?mol-1,N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJ?mol-1.請寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學(xué)方程式為
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.對反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g),在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖2所示.下列說法正確的是
D
D

A.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(6)以上述產(chǎn)業(yè)鏈中甲醇為燃料制成燃料電池,請寫出在氫氧化鉀介質(zhì)中該電池的負(fù)極反應(yīng)式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

在元素周期表中處于相鄰位置的元素在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多相似的地方.第二周期的碳、氮、氧、氟都可以形成氫化物,氧元素的氫化物除H2O外,還有H2O2;碳元素的氫化物除CH4外,還有C2H6等;與之相似的氮元素的氫化物除外,還有N2H4等.
(1)碳原子之間可以結(jié)合成鏈狀結(jié)構(gòu),氮原子之間也可以形成鏈狀結(jié)構(gòu),假設(shè)氮原子間只以氮氮單鍵形式連接成鏈狀,并形成氫化物,則該系列氫化物的通式為
 

(2)該系列中的N2H4是“神六”發(fā)射時火箭所用的液體燃料,液態(tài)的四氧化二氮作氧化劑,此液態(tài)燃料的優(yōu)點是產(chǎn)生的能量大且無污染.已知40g N2H4在火箭發(fā)射時反應(yīng)中放出710kJ熱量,寫出火箭發(fā)射時該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
 

(3)該系列物中的NH3對農(nóng)業(yè)、化學(xué)、國防工業(yè)具有重要意義.其合成原理為:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ?mol-1
Ⅰ.在一定溫度下,將1.5molN2和6molH2通入到一個固定容積為VL的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,容器內(nèi)氣體的壓強為起始時的80%,則此時反應(yīng)放出的熱量為
 
 kJ.H2的轉(zhuǎn)化率=
 

該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=
 
(只列數(shù)字表達式)
Ⅱ.在保持溫度不變,相同體積的密閉容器中,將起始的物質(zhì)的量改為amolN2、bmolH2、cmolNH3,平衡時
NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%,則:達到平衡時,Ⅰ和Ⅱ放出的熱量
 
 (填字母代號)
A.一定相等
B.前者一定小于后者
C.前者等于或小于后者
D.前者等于或大于后者
Ⅰ和Ⅱ合成氨的平衡常數(shù)分別為K1和K2,同K1
 
K2(填“>”、“<”或“=”)
欲使開始時反應(yīng)正向進行,a的取值范圍為
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(1)未用食用油炒咸菜的鐵鍋如果沒有洗凈,不久會出現(xiàn)紅褐色銹斑.則鐵鍋的銹蝕屬于
 
腐蝕(填“析氫”或“吸氧”);該腐蝕正極的電極反應(yīng)式為
 
;
(2)氯化鐵水溶液呈
 
性,原因是(用離子方程式表示):
 
.把FeCl3溶液蒸干,灼燒,最后得到的主要固體產(chǎn)物是
 
.實驗室在配制FeCl3的溶液時,常將FeCl3固體先溶于較濃的
 
中,然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度,
(3)在一定溫度下,有a.鹽酸 b.硫酸 c.醋酸三種酸(以下填空分別用a、b、c表示)
①當(dāng)三種酸物質(zhì)的量濃度相同時,c(H+)由大到小的順序是
 

②同體積、同物質(zhì)的量濃度的三種酸,中和NaOH的能力由大到小的順序是
 

③當(dāng)三者c(H+)相同且體積也相同時,分別放入足量的鋅,相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積由大到小的順序是
 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案