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题目
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实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
⑴已知某反应的平衡表达式为:
它所对应的化学反应方程式为:
⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ·mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3kJ·mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=__________
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,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下表所示:
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
该反应的正反应方向是反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,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B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A>C
(5)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。现在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是

答案
⑴C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(2分)
⑵-246.4kJ/mol(2分)⑶放热(1分),75%(2分)⑷D(2分)(5)BDE(2分)
解析
⑴由平衡常数表达式可知:生成物及其状态为CO(g)和H2(g),反应物及其状态为H2O(g),再由质量守恒得反应物还有C(s),方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),答案:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);⑵①×2+②+③得总方程式,△H=-90.8kJ·mol-1×2-23.5kJ·mol-1-41.3kJ·mol-1=-246.4kJ·mol-1,答案:-246.4kJ·mol-1;⑶升高温度,平衡常数减小,反应进行程度越小,平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热方向移动,故正反应为放热反应;
设CO的浓度变化量为c,三段式法用c表示出平衡时各组分个浓度,
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),
起始(mol·L-1):0.020.02000
转化(mol·L-1):cccc
平衡(mol·L-1):0.02-c0.02-ccc
代入500℃时反应平衡常数有k===9,解得c=0.015,
CO的最大所以转化率为××100%=75%,
⑷A.由图象可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,则A、C两点的反应速率:A<C,A错误;
B.由图象可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,与A相比C点平衡向逆反应进行,向逆反应进行是减小由于压强增大导致浓度增大趋势,但到达平衡仍比原平衡浓度大,平衡时NO2浓度比A的浓度高,NO2为红棕色气体,则A、C两点气体的颜色:A浅,C深,B错误;C.B、C两点二氧化氮的体积分数相同,则混合气体的平均相对分子质量相同,C错误;
D.在相同压强下,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则二氧化氮的体积分数增大,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法,故D正确;E由图象可知,A、C两点都在等温线上,平衡常数只受温度影响,温度相同平衡常数相同,所以化学平衡常数KA=KC,E错误;
⑸实验1和实验2是全等等效平衡,实验3相当于实验2放大两倍后将体积压缩,A、CH3OH的平衡浓度2C1<C3,A错误;B、实验1从正向建立平衡和实验2从逆向建立平衡,x+y=49.0,B正确;C、该反应是体积缩小的反应,加压后正向移动,2P2>P3,C错误,又P1=P2,2P1>P3,E正确;D、a1+a2=1,a3<a2,(a1+a3)<1,D正确,F错误,选BDE。
核心考点
试题【实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
2011年11月1日,我国自行研制的“长征二号F”遥八运载火箭将“神舟八号”飞船送入太空预定轨道,两天后与“天宫一号”目标飞行器实现成功对接。偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)是长征系列火箭的常规推进剂。请回答下列相关问题:
(1)偏二甲肼(C2H8N2)与四氧化二氮(N2O4)反应的化学方程式可表示为:
C2H8N2+2N2O43N2+2X+4H2O  
则X的化学式为____________(选填下列选项的编号字母)。
A.O2     B.CO2    C.H2
(2)1 g液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应生成气态产物,放出Q kJ热量,则相同条件下0.1 mol偏二甲肼发生该反应能放出的热量为_____________kJ (选填下列编号字母)。
A.6Q     B.30Q     C.60Q
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已知(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g); DH1=akJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ; DH2=b kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l) ;  DH3=c kJ·mol-1
(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ; DH4=d kJ·mol-1
下列关系式中正确的是
A.a<c<0B.b>d>0C.2a=b<0D.2c=d>0

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二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚( CH3OCH3)。请回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)    △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H=           
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是:
________(填字母代号)。
a.压缩体积     b.加入催化剂  c.减少CO2的浓度  d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚(CH3OCH3
(2)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度(mol·L-1
0.40
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小比较:_________(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高,该反应的平衡常数K____(填“增大”、“减小”或“不变”)
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根据以下三个热化学方程式:
(1)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)      ΔH= -Q1kJ·mol-1
(2)2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)       ΔH= -Q2kJ·mol-1
(3)2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(l)             ΔH= -Q3kJ·mol-1
判断三者关系正确的是
A.Q1>Q2>Q3B.Q1>Q3>Q2C.Q3>Q2>Q1D.Q2>Q1>Q3

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(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g )    ΔH=-802.3kJ/mol
该热化学反应方程式的意义是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃烧生成液态水放出Q kJ的热量,写出表示乙醇燃烧热的热化学方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆开1mol H-H键,1mol N-H键,1mol 键分别需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,则N2与H2反应生成1mol NH3(g)的热化学方程式是___________________.
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)       ΔH=-393.5kJ/mol   ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)               ΔH=-571.6kJ/mol   ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-2599kJ/mol   ③
根据盖斯定律,计算298K时由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变:
____________________________.
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