热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:填空题
|
填空题

Ⅰ:工业上用CO2和H2在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1   回答下列问题。

(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH2

则反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH=           (用含ΔH1、ΔH2表示)

(2)若反应温度升高,CO2的转化率       (填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)写出在酸性环境中,甲醇燃料电池中的正极反应方程式                             

Ⅱ:生产甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g),一定温度下,将2 mol CH4和4 mol H2O通入容积为10L的密闭反应室中,反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示,请回答下列问题:

(4)反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡,平均反应速率v(H2)为               ;并求此反应在此温度下的平衡常数(在答题卡对应的方框内写出计算过程)。

(5)在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后,若在第8分钟时达到新的平衡(此时CO的浓度约为0.25 mol·L—1 ),请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线。

正确答案

19(除指定外,其余每空2分,共15分)

Ⅰ(1) 3ΔH2-2ΔH1      (2)减小  (3)O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O

Ⅱ(4)0.075 mol·L-1·min-1

(此空4分) CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)

起始(mol·L-1)  0.2      0.4

变化(mol·L-1)  0.1      0.1         0.1      0.3

平衡(mol·L-1)  0.1      0.3         0.1      0.3

(5)(3分,起点标对得1分,拐点、平台标对得1分、走势对得1分。5分钟时不画垂直连接线不扣分)

试题分析:(1)根据已知的两个方程式和所求方程式可知,所求方程式可由3×②-2×①所得,所以ΔH=3ΔH2-2ΔH1

(2)因为反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个放热反应,所以根据平衡移动原理,温度升高,平衡左移,所以CO2 的转化率减小。

(3)电池的总反应方程式已经给出,根据总反应式2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),O2 做氧化剂化合价降低,所以正极发生的是3个O2 得12个e-。由于是酸性介质,所以不能有OH- 参与反应,所以参与的是H+ ,同时生成水,所以反应式为3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O,化简后为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O。

(4)图像中的纵坐标是CO的浓度,所以要求氢气的平均反应速率需要根据方程式进行变形,所以v(H2)=" 3v(CO)=3ΔC/Δt=0.3" mol·L-1/4 min ="0.075" mol·L-1·min-1 。

平衡常数的计算过程为:

CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)

起始(mol·L-1)  0.2      0.4

变化(mol·L-1)  0.1      0.1         0.1      0.3

平衡(mol·L-1)  0.1      0.3         0.1      0.3

(5)体积缩小一半后,压强增大且各组分的浓度瞬间增大1倍,所以图像的起点由0.1 mol·L—1瞬间增大到0.2 mol·L—1;又压强增大平衡往系数减小的一边移动,所以CO的浓度增大到约为0.25 mol·L—1 为终点。

1
题型:填空题
|
填空题

(1)已知:

①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH=-272.0 kJ·mol1

②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-1675.7 kJ·mol1

Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是____________________________________

(2)某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B(如上图所示)。

①根据图判断该反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”);

②其中B历程表明此反应采用的条件为________(选填序号)。

A.升高温度      B.增大反应物的浓度   C.降低温度  D.使用催化剂

(3)1000 ℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)

该反应的平衡常数表达式为________________________________;

已知K1000 1200 ,若降低体系温度,混合气体的平均相对分子质量将会________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)常温下,如果取0.1 mol·L1 HA溶液与0.1 mol·L1 NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8。

①混合液中由水电离出的OH浓度与0.1 mol·L1 NaOH溶液中由水电离出的OH浓度之比为________;

②已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“<”“>”或“=”);相同温度下,等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为(填序号)________。

a.NH4HCO3  b.NH4A       c.(NH4)2CO3  d.NH4Cl

正确答案

(1)3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7 kJ/mol

(2)①增大 ②D

(3)K= 减小

(4)①107 ②> c>a>b>d

(1)方程式②-①×3可得:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s),该反应的ΔH=-1 675.7 kJ/mol+3×272.0 kJ/mol=-859.7 kJ/mol;(2)催化剂可以降低反应的活化能;(3)固体或纯液体的浓度不列入平衡常数表达式中;平衡常数越大,则反应进行的越完全,该反应为气体分子数不变但质量增加的反应,降低体系温度,平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,气体分子数不变但质量减小,故混合气体的平均相对分子质量会减小;(4)①混合液中c(H)=108 mol/L,c(OH)=106 mol/L,其中OH全部由水电离;0.1 mol/L NaOH溶液中c(OH)=101 mol/L,c(H)=1013 mol/L,其中水电离出来的OH浓度等于溶液中H浓度,则混合液中由水电离出的OH浓度与0.1 mol·L1 NaOH溶液中由水电离出的OH浓度之比为=107;②NH4A为中性,可知A与NH4+水解程度相等;将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,可知H2CO3酸性比HA弱,则HCO3水解程度比A大,而CO32—水解程度比HCO3大,故NH4HCO3溶液、(NH4)2CO3溶液均显碱性且碱性NH4HCO3<(NH4)2CO3;NH4Cl为强酸弱碱盐,显酸性

1
题型:填空题
|
填空题

中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

(1)有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是    。 

A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2

B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2

C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2

D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2

(2)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从3 min到9 min,v(H2)=    mol/(L·min)。 

②能说明上述反应达到平衡状态的是    (填编号)。 

A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O

D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数:

 

下列说法正确的是    。 

A.该反应正反应是放热反应

B.该反应在升高温度时,CH3OH(g)的体积分数减小,说明v(CH3OH)减小,v(CH3OH)增大

C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100

D.工业上采用稍高的压强(5 Mpa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

正确答案

(1)C(3分) (2)①0.125(2分) ②D(3分)

(3)AC(4分)

(1)电解和高温都需要消耗大量能源,太阳光催化分解水制氢最节能。(2)①根据图像可知,从3 min到9 min内CO2减少了0.25 mol/L,所以H2减少了0.75 mol/L,故v(H2)=0.125mol/(L·min)。②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,故D对;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,故A错;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,故B错;选项C中反应速率的方向是相同的,由于速率之比是相应的化学计量数之比,因此C中的关系始终成立,不正确。(3)根据表中数据可知,随着温度的升高,K值是逐渐减小的,这说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,选项A正确;升高温度,v(CH3OH)和v(CH3OH)均增大,选项B不正确;平衡时CO、氢气、甲醇的浓度分别是(mol/L)0.05、0.1、0.05,所以平衡常数K==100,选项C正确;由于正反应是放热的,因此升高温度不利于反应物的转化,故D错,答案选AC。

1
题型:填空题
|
填空题

我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

I.已知反应 Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,该反应在

1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反应经过l0min后达到平衡。

(1)CO的平衡转化率=____________

(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________

a.提高反应温度

b.增大反应体系的压强

c.选取合适的催化剂

d.及时吸收或移出部分CO2

e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触

Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:

CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:

(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________

(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:

 

则下列关系正确的是________

A.c1=c2     B.2Q1=Q3   C.2α13      D.α12 =1

E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量

Ⅲ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

(1)B极上的电极反应式为                                            

(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为            (标况下)。

正确答案

I.(1)60%(2分)          (2)d(2分)

Ⅱ.(1)0.15mol/(L·min) (2分)(单位出错给1分)    

(2) A  D  E (3分,有错选不得分)

Ⅲ.(1)  CH4 + 4O2— —8e= CO2+ 2H2O;(2分) 

(2)    1.12 L(2分)      

试题分析:I.(1)令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:

Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)

开始(mol):1                 1

变化(mol):n                 n

平衡(mol):1-n               n+1

所以n+1/(1-n)=4,解得n=0.6,则CO的平衡转化率为0.6mol/1mol×100%=60%,故答案为:60%; (2)a.该反应正反应是放热反应,提高反应温度,平衡向逆反应移动,CO的平衡转化率降低,故a错误;b.反应前后气体的物质的量不变,减小容器的容积,增大压强平衡不移动,CO的平衡转化率不变,故b错误;c.加入合适的催化剂,平衡不移动,故c错误;d.移出部分CO2,平衡向正反应移动,CO的平衡转化率增大,故d正确;e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触,平衡不移动,故e错误;故选d; III(1)达到平衡时生成甲醇为:0.75mol/L,则消耗的c(H2)=2×0.75mol/L=1.5mol/L,v(H2)=△c/△t=1.5mol/L/10min=0.15mol/(L min)(2)A、甲、乙相比较,把乙等效为开始加入1mol CO和2mol H2,和甲是等效的,甲乙是等效平衡,所以平衡时甲醇的浓度c1=c2,故A正确;B、甲、丙相比较,丙中反应物的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2Q1<Q3,故B错误;C、甲、丙相比较,丙中反应物的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故a1<a3 ,故C错误;D、甲、乙处于相同的平衡状态,而且反应方向相反,则α1+α2="1" ,故D正确;E、甲、乙处于相同的平衡状态,而且反应方向相反,两个方向转化的和恰好为1mol,所以该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量,故E正确;故答案为:ADE;Ⅲ.(1)通入燃料甲烷的电极是负极,通入氧气的电极是正极。负极发生的电极式为CH4 + 4O2——8e= CO2+ 2H2O。(2)电解硫酸铜溶液时阳极的电极反应式4OH —4e= O2↑+ 2H2O,阴极的反应式是: Cu2++2e-=Cu;2H++e-=H2↑。N(Cu)=0.1mol.若两极收集到的气体体积相等,设其物质的量为X。则4X=0.1×2+2X。解得X=0.1.在整个反应过程转移电子相等。电子的物质的量为0.4mol.由于每摩尔甲烷失去电子8摩尔,所以需要甲烷的物质的量为0.05摩尔。V(CH4)=0.05摩尔×22.4升/摩尔=1.12 升 。实际上消耗的甲烷体积比理论上大,可能原因是甲烷不完全被氧化,生成C或CO 或 电池能量转化率达不到100%。

1
题型:填空题
|
填空题

二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应(均为可逆反应):

①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g)                                 △H1=—90.1 kJ·mol-1

②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)                     △H2=—49.0 kJ·mol-1

水煤气变换反应③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)            △H3=—41.1 kJ·mol-1

二甲醚合成反应④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)         △H4=—24.5 kJ·mol-1

(1)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为                            

(2)一定温度下,在恒容密闭容器中进行反应①,下列描述能说明反应到达平衡状态的是             

a.容器中气体平均相对分子质量保持不变

b.容器中气体密度保持不变 

c.CH3OH(g)浓度保持不变

d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率

(3)一定温度下,将8mol CH3OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④,一段时间后到达平衡状态,反应过程中共放出49kJ热量,则CH3OH(g)的平衡转化率为       ,该温度下,平衡常数K=             ;该温度下,向容器中再充入2mol CH3OH(g),对再次达到的平衡状态的判断正确的是             

a.CH3OH(g)的平衡转化率减小

b.CH3OCH3 (g)的体积分数增大

c.H2O(g)浓度为0.5mol·L-1

d.容器中的压强变为原来的1.25倍

(4)二甲醚—氧气燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇燃料电池,若电解质为酸性,二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为                             ;消耗2.8L(标准状况)氧气时,理论上流经外电路的电子       mol

正确答案

(1)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△=-204.7 kJ/mol,

(2)ac   (3)50%   0.25  cd (4)CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+,  0.5

试题分析:由已知的方程式①×2+④得2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△=-204.7 kJ/mol,

(2)由反应①可知ac说明反应达平衡状态。

(3)根据反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)       △H4=—24.5 kJ·mol-1当放热为49k J时消耗甲醇

4mol          4mol       2mol       2mol

结合平衡常数k=c(CH3OCH3)c(H2O)/

C2(CH3OH)得0.25,当再冲入2mol甲醇时化学平衡不会移动且平衡常数不变,确定C对,压强为原来的1.25倍。

(4)电解质为酸性电池的负极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+,正极反应式为

4H++O2+4e-=4H2O,消耗2.8L氧气时转移电子为0.5mol。

下一知识点 : 热化学方程式的书写及正误判断
百度题库 > 高考 > 化学 > 焓变、反应热

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/5
  • 下一题