- 焓变、反应热
- 共2059题
反应A(g)+B(g)⇌c(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.
(1)图中a、b分别表示:a:______;b:______.
(2)该反应是______反应(填“吸热”或“放热”).
(3)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是______.
正确答案
(1)由图可知a为反应物分子断键变成原子所吸收的能量,为正反应的活化能;b为反应物与生成物能量差,是反应的热效应即反应热;
故答案为:活化能;反应热;
(2)由图可知反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,所以该反应为放热反应;
故答案为:放热反应;
(3)已知该反应为放热反应,所以升高温度平衡逆移,则转化率减小,
故答案为:减小;该反应的正反应为放热反应,升高温度使平衡向逆反应方向移动.
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平衡常数表达式为K=______.
②下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是______(填序号).
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、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D、一定条件下,单位时间内消耗2mol 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.
①该反应的焓变△H______0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2(填“>”、“<”或“=”).
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______.
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,使体系总压强增大
(3)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,组装出了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.
①该电池工作时,b口通入的物质为______,c口通入的物质为______.
②该电池正极的电极反应式为:______.
③工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有______NA个电子转移.
正确答案
(1)①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数K=,故答案为:
;
②A.由方程式可以看出,反应前后气体的物质的量不相等,只有达到平衡状态,容器压强不发生变化,能判断反应达到平衡状态,故A错误;
B.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等,即正逆反应速率相等,所以能判断反应达到平衡状态,故B错误;
C、一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变是平衡的标志,故C错误;
D、一定条件下,单位时间内消耗2molCO,同时生成1mol CH3OH,只能表明正反应速率,不能表示正逆反应速率相等,故D正确.
故选D.
(2)①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)中,反应向右进行,一氧化碳的转化率增大,温度升高,化学平衡向着吸热方向进行,根据图中的信息可以知道:T2>T1,所以该反应是放热反应,故答案为:<;
②对于放热反应,温度越高,化学平衡常数越小,T2>T1,反之越大,所以K1>K2,故答案为:>;
③A、若容器容积不变,升高温度,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡逆向移动,甲醇产率降低,故A错误;
B、将CH3OH(g)从体系中分离,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇产率增大,故B正确;
C、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,甲醇的转化率不变,故C错误;
D、若容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,单质各组分的浓度不变,化学平衡不移动,甲醇的转化率不变,故D错误;
故选B;
(3)①在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,氧气作正极,电解质中的阳离子移向正极,所以c口通入的物质为氧气,b口通入的物质为甲醇,故答案为:CH3OH;O2;
②该电池正极是氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
③当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,根据总反应:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,消耗氧气0.3mol,转移电子1.2mol,即个数为1.2NA,故答案为:1.2NA.
(8分)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。
已知:CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) △H = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H =-566.0 kJ·mol-1
(1)试写出2molCH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
(2)科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答下列问题:
甲醇在 极反应;O2一极发生的电极反应方程式为
(3)若用该电池在某金属表面镀铜,若待镀金属的质量增加了6.4g,则至少消耗甲醇的质量为 g。
正确答案
(1) 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g);△H =-1453.28kJ·mol-1
(2)负 极;电极反应方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 1.07 g。
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) △H1= -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H 2=-566.0 kJ·mol-1
2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g);△H =2△H1-△H 2=-1453.28kJ·mol-1
还原剂做负极,氧化剂做正极,O2+4e-+2H2O=4OH-
铜的物质的量为0.1mol , 至少消耗甲醇的质量为1.07g
(1)在25℃、101kPa下,16g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热889.6kJ。则表示甲烷燃烧的热化学方程式为_________________________________________________。
(2) 下列说法正确的是(填序号)__ __:(漏选得1分,错选、多选得0分)
离平衡;
E. 除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,说明Mg(OH)2的溶解度比
MgCO3的大;
正确答案
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H=—889.6kJ/mol
(2)ABD
试题分析:(1)16g甲烷的物质的量为1mol,因此甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H=—889.6kJ/mol
(2)C、电解饱和食盐水,阳极发生的反应为:Cl--2e-=Cl2.
E、Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,可以降低Mg2+的消耗。因此答案为ABD。
点评:对热化学方程式的书写,是高考的必考内容,书写时应特别注意与普通化学方程式的区别。而电解质溶液,则需考虑弱电解质的电离与水解。
已知下列反应的平衡常数:
(1)HCNH+ + CN-, K(1)Θ =" 4.9" ×10-10
(2)NH3 + H2O NH4+ + OH-, K(2)Θ =" 1.8" ×10-5
(3)H2OH+ + OH-, KwΘ =" 1.0" ×10-14算出NH3 + HCN
NH4+ + CN-, 反应平衡常数的K值是_________________
正确答案
KΘ= K(1)Θ´K(2)Θ / KwΘ= 0.88
根据盖斯定律可知,(1)+(2)-(3)即得到NH3 + HCN NH4+ + CN-,所以该反应的平衡常数K= K(1)Θ´K(2)Θ / KwΘ= 0.88。
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