一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇。
(1)甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化情況。從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)=__________________。
(2)乙圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量的變化。曲線b下的反應(yīng)條件為 。該反應(yīng)的焓變是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________________;選擇適宜的催化劑__________(填“能”或“不能”)改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱。
(3)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____________________________________________,
溫度升高,平衡常數(shù)K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)恒容條件下,下列措施中能使增大的有____________。
a.降低溫度
b.充入He氣
c.再充入1 mol CO和2 mol H2
d.使用催化劑
(1)0.075 mol·L-1·min-1(2分)
(2)加催化劑(1分),ΔH<0 (2分) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-91 kJ·mol-1(3分)
不能(1分)
(3)K= 減小 (各2分)
(4)d (2分)
解析試題分析:(1) 化學(xué)反應(yīng)速率就是指單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量。(2) 曲線a和曲線b的明顯區(qū)別是反應(yīng)的活化能不一樣,表明曲線b是使用了催化劑,從圖中可以看出和出的熱量比吸收的熱量多,因此是一放熱反應(yīng):ΔH<0; CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-91 kJ·mol-1;催化劑不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡的有關(guān)知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇是一種重要的可再生能源,工業(yè)上可用CO和H2合成。
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△H,還需要知道反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示) 的焓變。
(2)在Cu2O/ZnO做催化劑的條件下,將CO(g)和H2(g)充入容積為2L的密閉容器中合成CH3OH(g),反應(yīng)過程中,CH3OH的物質(zhì)的量(n)與時(shí)間(t)及溫度的關(guān)系如圖。
根據(jù)題意回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;
升高溫度,K值 (填“增大”、“減小”
或“不變”)。
②在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= 。
③若其它條件不變,對(duì)處于Z點(diǎn)的體系,將體積壓縮至原來的1/2,達(dá)到新的平衡后,下列有關(guān)該體系的說法正確的是 。
a.氫氣的濃度與原平衡比減少 b.正、逆反應(yīng)速率都加快
c.甲醇的物質(zhì)的量增加 d.重新平衡時(shí)n(H2) /n(CH3OH)增大
④據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變,原因是: (寫出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說明)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)已知反應(yīng)及幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)的能量變化如下所示:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184kJ/mol
4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g) △H=-115.6kJ/mol
①H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_________________________________;
②斷開1mol H—O鍵所需能量約為_________________________kJ。
(2)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=,它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(3)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0在400℃時(shí)K=0.5,此條件下在0.5L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),一段時(shí)間后,測(cè)得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)υ(N2)正______υ(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時(shí)使平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,可采取的措施是_______(填序號(hào))。
A.縮小體積增大壓強(qiáng) B.升高溫度
C.加催化劑 D.使氨氣液化移走
(4)在一定體積的密閉容器中進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)+D(s) △H,其化學(xué)平衡常數(shù)K與T的關(guān)系如下表:
T/K | 300 | 400 | 500 | …… |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | 1.2×109 | …… |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮可形成多種氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實(shí)驗(yàn)測(cè)得N-N鍵鍵能為167kJ·mol-1, NO2中氮氧鍵的平均鍵能為466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol-1。
(1)寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式:
(2)對(duì)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
C.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(3)在100℃時(shí),將0.40mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中,每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下表數(shù)據(jù):
時(shí)間(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 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
依據(jù)事實(shí),寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。
(2)若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量,則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(3)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中,每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),放出650kJ的熱量,則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 _________________________________________________。
(4)已知拆開1molH—H鍵,1molN—H鍵,1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g)=2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式 。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小組向密閉的真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì))加入NO和足量的活性炭,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
濃度/mol·L-1
| NO | N2 | CO2 | ||
0 | 1.00 | 0 | 0 | ||
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 | ||
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 | ||
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)在化學(xué)反應(yīng)過程中,破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量,形成新化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。
化學(xué)鍵 | H—H | N—H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3,沸點(diǎn)為-24.9℃)被稱為21世紀(jì)的新型能源。科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣與從煙道氣中分離出的CO2在催化劑作用下合成二甲醚,并開發(fā)出直接以二甲醚為燃料的燃料電池。其合成流程如下:
(1)已知:CH3OCH3(g)、H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為:△H= -1455.0kJ·mol-1、△H=" -285.8" kJ·mol-1。寫出以CO2、H2合成CH3OCH3的熱化學(xué)方程式: ;
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱堿性,上述合成線路中用作CO2吸收劑。寫出吸收CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
(3)一定條件下用CO2和H2合成二甲醚,反應(yīng)物氣流量對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率、二甲醚的選擇性(是指轉(zhuǎn)化生成二甲醚的碳占已轉(zhuǎn)化碳的比例)影響結(jié)果如圖1所示,當(dāng)控制氣流量為28mL· min-1時(shí),則生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物質(zhì)的量為 ;
圖1 圖2
(4)圖2為二甲醚燃料電池示意圖。
①a電極的電極反應(yīng)式為 ;
②若以1.12 L·min-l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的速率向該電池中通入二甲醚,用該電池電解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液,通電0.50 min后,計(jì)算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)家用液化石油氣的主要成分之一是丁烷(C4H10),當(dāng)10 kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí),放出的熱量為5×105 kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式: 。已知1mol液態(tài)水汽化時(shí)需要吸收44 kJ熱量,則反應(yīng)C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。
(2)有同學(xué)用丁烷與空氣為原料制作一燃燒電池,通入丁烷的一極為 極。若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液時(shí),其正極反應(yīng)式為 。
(3)已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=-272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-1675.7kJ·mol-1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(4)已知拆開1 mol H-H鍵,1 molN-H鍵,1 molN≡N鍵分別需要的能量是akJ、bkJ、ckJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為 。
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