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题目
题型:不详难度:来源:
运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应对生产、生活有重要意义.
请回答下列问题:
(1)工业上以辉铜矿(主要成分 Cu2S)为原料,采取火法熔炼工艺生产铜.该过程中有如下反应:
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)十2SO2(g)△H=-768.2KJ•mol-1
2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0KJ•mol-1
则反应Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)的△H=______.
(2)硫酸生产中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).     
①一定条件下,的平衡转化率和温度的关系如右图所示.该反应的△H______O(填“>”或“<”).反应进行到状态D时,v______v(填“>”、“<”或“=”).
②某温度时,将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中,10min时反应达到平衡状态,测得SO3的浓度为1.6mol•L-1,则0~10min内的平均反应速率v(SO2)=______,该温度下反应的平衡常数K=______.
③下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)______
A.容器内压强不再发生变化          B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体质量不再发生变化      D.容器内气体密度不再发生变化
④以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是______
A.向容器中通入少量O2 B.向容器中通入少量SO2C.使用催化剂    D.升高温度E.恒容通入少量氦气
⑤气体SO2是大气污染物,可选用下列试剂中的______吸收.
a.浓H2SO4     b.稀HNO3   c.NaOH溶液   d.氨.魔方格
答案
(1)已知:①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)十2SO2(g)△H=-768.2KJ•mol-1
②、2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0KJ•mol-1
根据盖斯定律,①+②的3Cu2S(s)+3O2(g)=6Cu(s)+3SO2(g),故△H=
1
3
×(-768.2KJ•mol-1+116.0KJ•mol-1)=-217.4kJ•mol-1
故答案为:-217.4kJ•mol-1
(2)①由图可知,温度越高SO2的转化率越小,即升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0;
状态D时的SO2的转化率为80%,未达到90%,反应向正反应进行,v>v
故答案为:<;>;
②10min时反应达到平衡状态,SO3的浓度为1.6mol•L-1,故v(SO3)=
1.6mol/L
10min
=0.16nol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(SO2)=v(SO3)=0.16nol/(L•min);
               2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).     
开始(mol/L):2        1        0
变化(mol/L):1.6     0.8      1.6
平衡(mol/L):0.4     0.2      1.6
所以该温度下平衡常数k=
c2(SO3)
c2(SO2)•c(O2)
=
1.62
0.42×0.2
L•mol-1=80L•mol-1
故答案为:0.16nol/(L•min);80L•mol-1
③A.随反应进行气体的物质的量减少,压强降低,容器内压强不再发生变化,说明到达平衡,故A正确;
B.达到平衡状态时,各物质的百分含量不变,SO2的体积分数不再发生变化,说明到达平衡,故B正确;
C.反应混合物都是气体,质量始终不变,容器内气体质量不再发生变化,不能说明到达平衡,故C错误;
D.反应混合物都是气体,质量不变,容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,容器内气体密度不再发生变化,不能说明到达平衡,故D错误;
故选AB;
④A.向容器中通入少量O2,即增大氧气的浓度,能使平衡正向移动并能提高SO2转化率,故A正确;
B.向容器中通入少量SO2,即增大二氧化硫的浓度,能使平衡正向移动但是能降低了SO2转化率,故B错误;
C.使用催化剂,不会影响化学平衡的移动,也不会改变二氧化硫的转化率,故C错误;
D.升高温度,化学平衡向逆反应移动,SO2转化率降低,故D错误;
E.向容器中通入少量氦气,当恒容时,各组分的浓度不变,则平衡不移动,故E错误;
故选A;
⑤a.浓H2SO4不能吸收SO2,故a错误;
b.稀HNO3具有强氧化性,稀HNO3吸收SO2,有NO生成,NO有毒,污染空气,故b错误;
c.NaOH溶液吸收SO2生成亚硫酸钠,故c正确;
d.氨水吸收SO2生成亚硫酸铵,故d正确;
故选cd;
核心考点
试题【运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应对生产、生活有重要意义.请回答下列问题:(1)工业上以辉铜矿(主要成分 Cu2S)为原料,采取火法熔炼工艺生产铜.该过程】;主要考察你对盖斯定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料.已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图:
(1)铁在元素周期表中位于______周期______族.
(2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有:______(选用右图中的a、b、c、d填空).
(3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是______.
(a)其它条件不变,增加高炉的高度
(b)调节还原时的炉温
(c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
(d)将生成的铁水及时移出
(4)已知下列反应数值:
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反应序号化学反应反应热
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)△H1=-26.7kJ•mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2=-50.8kJ•mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g)△H3=-36.5kJ•mol-1
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H4
(实验班必做,平行班选作)

魔方格

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数的表达式为K=______.
②下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是______(填字母编号).
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.恒温、恒容条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗1mol CO,同时生成1mol CH3OH
(2)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.该反应的△H______0(填“>”、“<”或“=”);T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2(填“>”、“<”或“=”).若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______(填字母编号).
a.升高温度              b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂      d.充入He(g),使压强增大
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
则CH3OH(l)和O2生成CO和H2O(l)的热化学方程式是:______.
(4)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.该电池工作时,b口通入的物质是______,正极上的电极反应式为______.
(5)以上述电池做电源,用如图3所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示):______.
一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染.已知:
①CH4 ( g )+4NO2( g )═4NO( g )+CO2( g )+2H2O( g )△H=-574kJ•mol-1
②CH4 ( g )+4NO( g )═2N2( g )+CO2( g )+2H2O( g )△H=-1160kJ•mol-1
下列正确的选项是(   )
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A.CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-867kJ•mol-1
B.CH4催化还原NOx为N2的过程中,若x=1.6,则转移的电子总数为3.2mol
C.若0.2molCH4还原NO2至N2,在上述条件下放出的热量为173.4kJ
D.若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为3.2mol
利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径.
(1)已知:CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l)△H=-890.3kJ•mol-1     ①
H2(g)+1/2O2 (g)=H2O (l)△H=-285.8kJ•mol-1 ②
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1 ③
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1 ④
反应CH4(g)+H2O(g)
 高温 
.
 
  CO(g)+3H2(g),△H=______kJ•mol-1.标准状况下33.6L甲烷高温下与水蒸气完全反应生成CO和H2,反应过程中转移______mole-,放出______kJ热量.
(2)一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).不同温度时甲烷的物质的量随时间变化曲线如图所示.根据题意完成下列各题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K=______,降低温度,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”).
②在300℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=______.(用相关符号和数据表示)
③判断该可逆反应达到平衡状态的标志是______.(填字母)
a.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率相等   b.容器中气体的压强不变
c.容器中混合气体的密度保持不变           d.CO百分含量保持不变
e.CO和CH3OH浓度相等
④欲提高H2的转化率,下列措施可行的是______.(填字母)
a.向容器中再充入Ar    b.改变反应的催化剂
c.向容器中再充入CO                      d.升高温度.魔方格
二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物,被称为21世纪的新型能源.工业制备二甲醚的生产流程如图1:

魔方格

催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度300℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g).
该反应的△H=______.催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是______.
(2)已知:反应①在300℃时的化学平衡常数为0.27.该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将______(填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”).
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为______.
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.a电极的电极反应式为______.