【題目】工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉化法”生產(chǎn)氫氣,反應的熱化學方程式為CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H=+161.1kJ·mol-1
(1)已知溫度、壓強對甲烷平衡時的體積分數(shù)的影響如圖1,請回答:
①圖1中a、b、c、d四條曲線中的兩條代表壓強分別為1MPa、2MPa時甲烷體積分數(shù)的曲線,其中表示1MPa的是_____。
②該反應的平衡常數(shù):K(600℃)___(填“>”“<”或“=”)K(700℃)。
(2)①已知:在700℃、1MPa時,1molCH4與1molH2O在1L的密閉容器中反應,6min時達到平衡(如圖2),此時CH4的轉化率為__,該溫度下反應的平衡常數(shù)為____(結果保留小數(shù)點后一位數(shù)字)。
②從圖2分析,由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向是____(填“向正反應方向”或“向逆反應方向”)移動,采取的措施可能是____。
【答案】a < 80% 276.5 向逆反應方向 將容器體積縮小為原來的1/2或加入原平衡等量的氫氣
【解析】
(1)根據(jù)外界條件對平衡狀態(tài)的影響分析;
(2)①結合圖像和三段式計算CH4的轉化率和該溫度下反應的平衡常數(shù);
②根據(jù)壓強對平衡狀態(tài)的影響分析解答。
(1)①由CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ/mol可知,隨著溫度的升高,平衡向正反應方向移動,甲烷的平衡含量會逐漸減小,因此排除曲線c、d,又因增大壓強,平衡逆向移動,甲烷的平衡含量增大,故1Mpa是曲線a,2Mpa的是曲線b;
②由CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ/mol可知,隨著溫度的升高,平衡向正反應方向移動,平衡常數(shù)增大,因此該反應的平衡常數(shù):600℃時小于700℃;
(2)① CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
起始(mol/L):1 1 0 0
變化(mol/L):0.8 0.8 0.8 2.4
平衡(mol/L):0.2 0.2 0.8 2.4
此時CH4的轉化率為×100%=80%;
該溫度下反應的平衡常數(shù)K==276.5mol2L-2;
②由圖2可知,在7min時,氫氣的濃度增大了一倍,可能是縮小體積為原來的或增加了等量的氫氣,無論是增大壓強,還是增大氫氣的濃度,平衡均是逆向移動。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關熱化學方程式及其敘述正確的是( )
A. 氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol-1,則水分解的熱化學方程式為:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
B. 已知2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221 kJ·mol-1,則石墨的燃燒熱為110.5 kJ·mol-1
C. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,則在一定條件下將1 mol N2和3 mol H2置于一密閉容器中充分反應后,最多可放出92.4 kJ的熱量
D. 氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱的熱化學方程式:H2(g)+1/2O2(g) ===H2O(l) ΔH=-285.5 kJ·mol-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】大氣污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題。
(1)汽車尾氣中的CO、NOx、碳氫化合物是大氣污染物。
①使用稀土等催化劑能將CO、NO轉化成無毒物質(zhì)。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ·mol-1
寫出NO(g)與CO(g)催化轉化成N2(g)和CO2(E)的熱化學方程式__________________。
②醛類、O3、PAN(過氧硝酸乙酰)等污染物氣體和顆粒物所形成的煙霧稱為光化學煙霧。某研究性學習小組為模擬光化學煙霧的形成,用紫外線照射裝在密閉容器內(nèi)的被污染空氣樣品,所得物質(zhì)的濃度隨時間的變化如圖1所示。請你根據(jù)光化學煙霧的形成原理,對減少光化學煙霧的發(fā)生提出一個合理建議___________________。
(2)利用NH3催化還原氮氧化物(SCR技術)是目前應用廣泛的煙氣脫硝技術。
①SCR技術的主要化學反應之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) △H,則該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=__________。該反應的平衡常數(shù)K隨溫度T的升高而減小,則該反應的△H__________0 (填“>”、“ <”或“”=)。
②SCR技術的另一主要反應為4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1627.2kJ·mol-1。NO和NH3在有氧條件及Ag2O催化作用下,當反應溫度升高到550~700℃,NO轉化率明顯下降,NO2產(chǎn)率明顯上升(見圖2)的可能原因是______________。(用化學方程式表達)
(3)目前,科學家還在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機理示意圖如圖3,脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分數(shù))的關系如圖4所示。
①寫出該脫硝原理總反應的化學方程式______________________。
②為達到最佳脫硝效果,應選擇的條件是______________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】烯烴復分解反應可形象地描述為交換舞伴(如圖所示):
烯烴復分解反應中的催化劑是金屬卡賓(如CH2=M),金屬卡賓與烯烴分子相遇后,兩對舞伴會暫時組合起來,手拉手跳起四人舞蹈。隨后它們“交換舞伴”,組合成兩個新分子,其中一個是新的烯烴分子,另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烯烴分子,再次“交換舞伴”。根據(jù)以上信息進行判斷,如果把C6H5CH2CH=CH2與CH2=M在一定條件下混合反應,下列產(chǎn)物不可能存在的是 ( )
A. C6H5CH2CH=M B. CH2=CH2
C. C6H5CH2CH2C6H5 D. C6H5CH2CH=CHCH2C6H5
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)合成氨的反應如下:3H2+N22NH3。某溫度下,在容積恒定為2.0 L的密閉容器中充入2.0 mol N2和2.0 mol H2,一段時間后反應達平衡狀態(tài),實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(NH3)/mol | 0 | 0.24 | 0.36 | 0.40 | 0.40 |
(1)0~50 s內(nèi)的平均反應速率 v(N2)=_______________。
(2)250 s時,H2的轉化率為________。
(3)已知N≡N的鍵能為946 kJ·mol-1,H-H的鍵能為436 kJ·mol-1,N-H的鍵能為391 kJ·mol-1,則生成1 mol NH3過程中的熱量變化為_______kJ。下圖能正確表示該反應中能量變化的是_____(填字母)。
A. B.
(4)為加快反應速率,可以采取的措施__________。
a.降低溫度;b.增大壓強;c.恒容時充入He氣;d.恒壓時充入He氣;e.及時分離出NH3
(5)下列可判斷反應已達到平衡狀態(tài)的是__________。
A 氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
B N2、H2的反應速率比為1:3
C 混合氣體的密度不變
D 生成1mol N2的同時生成2mol NH3
E N2、H2、NH3物質(zhì)的量之比等于系數(shù)比
F 混合氣體的總壓強不再發(fā)生改變
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定,在酸性溶液中分解產(chǎn)生S、SO2。
Ⅰ.Na2S2O3的制備。工業(yè)上可用反應:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得,實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示。
(1)b中反應的離子方程式為____,c中試劑為_____。
(2)反應開始后,c中先有渾濁產(chǎn)生,后又變澄清。此渾濁物是_____。
(3)實驗中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有______(寫出兩條)。
(4)為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量,實驗中通入的SO2,不能過量,原因是____。
(5)制備得到的Na2S2O3中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。設計實驗,檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4:_____。
Ⅱ.探究Na2S2O3與金屬陽離子的氧化還原反應。
資料:ⅰ.Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
ⅱ.Ag2S2O3為白色沉淀,Ag2S2O3可溶于過量的S2O32-
裝置 | 編號 | 試劑X | 實驗現(xiàn)象 |
① | Fe(NO3)3溶液 | 混合后溶液先變成紫黑色, 30s后溶液幾乎變?yōu)闊o色 | |
② | AgNO3溶液 | 先生成白色絮狀沉淀,振蕩后,沉淀溶解,得到無色溶液 |
(6)根據(jù)實驗①的現(xiàn)象,初步判斷最終Fe3+被S2O32-還原為Fe2+。從化學反應速率和平衡的角度解釋實驗Ⅰ的現(xiàn)象:_____。
(7)同濃度氧化性:Ag+ > Fe3+。實驗②中Ag+未發(fā)生氧化還原反應的原因是____。
(8)進一步探究Ag+和S2O32-反應。
裝置 | 編號 | 試劑X | 實驗現(xiàn)象 |
③ | AgNO3溶液 | 先生成白色絮狀沉淀,沉淀很快變?yōu)辄S色、棕色,最后為黑色沉淀。 |
實驗③中白色絮狀沉淀最后變?yōu)楹谏恋?/span>(Ag2S)的化學方程式如下,填入合適的物質(zhì)和系數(shù):Ag2S2O3+___=Ag2S+___
(9)根據(jù)以上實驗,Na2S2O3與金屬陽離子發(fā)生氧化還原反應和___有關(寫出兩條)。
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【題目】下列因果關系表述正確的是( )
A. 硅晶體具有半導體性能,可用于光導纖維
B. NH3易溶于水,可用作制冷劑
C. 鐵比銅金屬性強,可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
D. 氯水中的次氯酸具有氧化性,可用于自來水的殺菌消毒
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【題目】某離子反應涉及到 H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法不正確的是 ( )
A. 該反應中Cl-為還原產(chǎn)物
B. 氧化劑與還原劑物質(zhì)的量比為3:2
C. 消耗1 mol還原劑,轉移6 mol電子
D. 氧化性:ClO-比 N2強
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【題目】兩份質(zhì)量均為mg的Na2CO3、NaHCO3固體混合物,加熱第一份充分反應得到CO2質(zhì)量是x g,向加熱后所得固體中加入足量的鹽酸得到CO2 a g;向第二份中直接加入足量鹽酸得到CO2的質(zhì)量是bg。則x等于
A.2aB.2bC.b-2aD.b-a
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