、隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了普遍的重視。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
下圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。該反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)某溫度下,若將6mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。
①在反應(yīng)進(jìn)行的0~1min內(nèi),該反應(yīng)的平均速率v(H2)= 。
②如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素(如:溫度、濃度、壓強(qiáng)),反應(yīng)將向著能夠減弱這種改變的方向進(jìn)行(如增大H2的濃度,反應(yīng)向右進(jìn)行以減弱外界條件增大H2的濃度的影響)直至達(dá)到新的平衡。若上述反應(yīng)體系不改變反應(yīng)物的物質(zhì)的量,僅分別改變某一實(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,曲線I改變的實(shí)驗(yàn)條件是 ,曲線Ⅱ改變的實(shí)驗(yàn)條件是 。
(3)下列各項(xiàng)中,不能夠說(shuō)明CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)已達(dá)到平衡的是 (單選)。
A.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 |
B.一定條件下,CH3OH消耗的速率和CH3OH生成的速率相等 |
C.一定條件下,H2O(g)的濃度保持不變 |
D.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO2,同時(shí)生成1 mol CH3OH |
(1)放熱(2分)
(2)①1 mol·L-1·min-1 (3分,單位錯(cuò)漏扣1分)
②升高溫度,增大壓強(qiáng)(或縮小容器體積)(各2分,其他答案均不給分)
(3)D(3分)
解析試題分析:對(duì)于放熱反應(yīng)而言,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量;瘜W(xué)反應(yīng)速率等于反應(yīng)物濃度的變化量除以所需的時(shí)間。由圖形可知?dú)錃獾奈镔|(zhì)的量的變化為2摩爾,容積為2L所以濃度變化為1摩爾每升。所以速率就為1 mol·L-1·min-1 。升高溫度反應(yīng)向吸熱的反應(yīng)方向進(jìn)行,從虛線上看,氫氣的轉(zhuǎn)化率比實(shí)線的小,且達(dá)到平衡時(shí)所用的時(shí)間比較小。所以曲線1應(yīng)該是升高溫度。曲線2氫氣的轉(zhuǎn)化率明顯比實(shí)線的大。反應(yīng)應(yīng)該是向正反應(yīng)方向進(jìn)行。增大壓強(qiáng)反應(yīng)向氣體體積減小的方向進(jìn)行。所以曲線2應(yīng)該是增大壓強(qiáng)。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
反應(yīng)2SO2+O22SO3經(jīng)一段時(shí)間后,SO3的濃度增加了0.4mol·L-1,在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04mol·L-1·s-1,則這段時(shí)間為( )
A.0.1s | B.2.5s | C.5s | D.10s |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(5分)H2可以催化還原NO以達(dá)到消除污染的目的:
(1)已知:①
②
則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為:________________。
(2)一定條件下,在體積為2 L的容器中通入1 mol H2和l mol NO氣體生成N2(g)和H2O(l),該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)起始時(shí)的40%。保持其它條件不變,只往容器中再通入1 mol H2,計(jì)算反應(yīng)再達(dá)新平衡時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)為_(kāi)_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14分)我國(guó)有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化
步驟及生成物未列出):
(1)“造合成氣”發(fā)生的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g);△H>0
在恒溫恒容的條件下,欲提高CH4的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是 。
A、增大壓強(qiáng) B、升高溫度 C、充入He氣 D、增大水蒸氣濃度
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
已知:N2O4(g) 2NO2(g) ΔH="+57.20kJ" · mol-1
在100℃時(shí),將0.100molN2O4氣體充入1L恒容抽空的密閉容器中,每隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進(jìn)行分析得到下表數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4) /mol··L-1 | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2) /mol·L-1 | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14分)氫是一種重要的非金屬元素。氫的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛而重要的作用。
(1)某硝酸廠處理尾氣中NO的方法是:催化劑存在時(shí)用H2將NO還原為N2。
已知:
則H2還原NO生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程式是:
。
(2)在一定條件下,用H2將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:
CO2(g)+4H2 (g) CH4 (g)+2H2O(g)
向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2mol·L一1,H2 0.8mol·L一1,CH40.8mol·L一1,H2O1.6mol·L一1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8,則該反應(yīng)的△H 0(填“>’’或“<”)。
(3)某研究小組以H2與CaCl2制備某種鈣的化合物。已知反應(yīng)只生成甲、乙兩種化合物。對(duì)產(chǎn)物分析發(fā)現(xiàn):化合物甲的組成中鈣、氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為52.29%、46.41%,化合物乙的水溶液顯酸性。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①乙的化學(xué)式為 。
②甲與水反應(yīng)可得H2,其化學(xué)方程式是:
。
(4)H2的獲得途徑很多,由哈工大研究小組設(shè)計(jì)的微生物電解有機(jī)廢水法,既可以清除廢水中的有機(jī)雜質(zhì),同時(shí)可以獲得氫氣。下圖為一種處理含甲醇工業(yè)廢水的微生物電解池,寫出電解過(guò)程中,陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式: 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(6分)將3 mol A和3 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),經(jīng)5 min后,測(cè)得D的濃度為0.5 mol/L,C的平均反應(yīng)速率為0.1 mol/(L·min)。試求:
(1)B的平均反應(yīng)速率為 。
(2)x的值為 。
(3)5 min后,A、B的物質(zhì)的量之比為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅱ)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是 。
(2)對(duì)于氣體參與的反應(yīng),表示平衡常數(shù)Kp時(shí)用氣體組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B),則反應(yīng)Ⅱ的Kp= (用表達(dá)式表示)。
(3)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖正確的是 。
(4)通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生,理由是 。
(5)圖1為實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有 。
A.向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C.提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)
D.提高反應(yīng)體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時(shí)發(fā)生,且v1>v2,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時(shí)間t變化的總趨勢(shì)圖。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(16分)碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在化工生產(chǎn)過(guò)程中,少量CO的存在會(huì)引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒,常用SO2將CO氧化SO2被還原為S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -393.5kJ·mol-1 ②
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.8kJ·mol-1 ③
則SO2氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
①CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)ΔH 0(填“>”或“ <”)。
圖2表示CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、溫度的變化關(guān)系,曲線I、II、III對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關(guān)系為 ;測(cè)得B(X1,60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1= 。
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說(shuō)明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是 (填序號(hào))。
A.正反應(yīng)速率先增大后減小 | B.逆反應(yīng)速率先增大后減小 |
C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大 | D.反應(yīng)物的體積百分含量增大 |
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