题目
题型:不详难度:来源:
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
①该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响? (填“是”或“否”),原因是 。
(2)若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示(实线)。
①该条件下反应的平衡常数K= 。请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是 ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。
③下列措施中能使H2转化率增大的是 。
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离出来 | D.再充入3mol CO2和4mol H2 |
写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式 。
答案
②升高温度(1分)增大压强(1分)③CD(2分)
(3)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O (l) △H=-252.9kJ·mol-1 (2分)
解析
(2)①平衡时氢气的物质的量是2mol,消耗氢气是6mo。所以根据反应式可知,消耗CO2是2mol,生成甲醇和水的物质的量都是2mol。所以平衡常数为。
②曲线1到达平衡的时间少,说明反应速率快。但平衡时氢气的物质的量多,说明平衡向逆反应方向移动。因为反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ到达平衡的时间少,说明反应速率快。但平衡时氢气的物质的量少,说明平衡向正反应方向移动。因为反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以改变的条件是增大压强。
③升高温度平衡向逆反应方向移动,氢气转化率降低,B中体积不变,浓度不变,平衡不移动。C相当于降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,转化率增大。D相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,转化率增大。答案选CD。
(3)考查盖斯定律的应用。根据反应式可知,将第二个×2减去第一式即得到CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O (l),所以反应热是-285.8kJ·mol-1×4+890.3kJ·mol-1=△H=-252.9kJ·mol-1。
核心考点
试题【(14分)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)、制水煤气的主要化学反应方程式为: 。
(2)、煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为: 。
(3)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ
③ CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ
总反应:3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q,其中Q kJ;
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.低温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
(4)、已知某温度下反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡,测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
反应开始时(CH3OH) ;
该时间内的平均反应速率(CH3OH) ;
该温度下反应的平衡常数值为 。(精确到0.01)
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍:
则该反应的△H 0(选填“>” 或“<”)。
(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ.mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H2=+172.5kJ.mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-296.0kJ.mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 。
(3)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O CO2(g)+H2(g),已知420℃时,该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时,在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol,5min末达到平衡,则此时CO的转化率为 ,H2的平均生成速率为 。
(4)下图中图1是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与 极(填“C”或“D”)相连。
③当消耗标准状况下2.24LCO时,C电极的质量变化为 。
A.一次电池、二次电池和燃料电池是三种常见的化学电源
B.用石墨作电极电解氯化钠溶液:2Cl‒+2H2O2OH‒+H2↑+Cl2↑
C.原降冰片二烯(NBD)经光照转化成为四环烷(Q):,利用该反应可以贮存太阳能,则NBD的内能比Q的内能高
D.一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下,N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和氧气。 己知:
化学键 | N≡N | H‒O | N‒H | O=O |
键能/kJ·mol-1 | 945 | 463 | 391 | 498 |
N2(g)+3H2O(g) 2NH3(g)+ 3/2O2(g);△H=+630kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。
II.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)
则可以判断该分解反应已经达到平衡状态的是 。
A.2v正(NH3)=v逆(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
III.以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐。电池的一极通入O2和CO2,电极反应式为:O2+2CO2+4e-=2CO32-;另一极通入丙烷,电极反应式为 ;放电时,CO32-移向电池的 (填“正”或“负”)极。
IV.如图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和物质的量浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
⑴若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
⑵现用丙装置作“铜的电解精炼”,则H应该是 。(填“纯铜”或“粗铜”)。
⑶上图甲装置电解CuSO4溶液一段时间后,向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)2后,恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则乙装置中,若不考虑Cl2的溶解及与碱的反应,此装置共产生气体 L(标准状况)。
⑴目前合成氨的技术原理为:
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是: 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是 。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入惰性气体 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
②已知
则
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