【題目】科學家對一碳化學進行了廣泛深人的研究并取得了一些重要成果。

(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol;

3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol

CO與H2合成CH3CH=CH2的熱化學方程式為________

(2)現(xiàn)向三個體積均為2L的恒容密閉容器I、II、Ⅲ中,均分別充入1molCO 和2mo1H2,發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三個容器的反應溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變。當反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)如圖1所示,其中只有一個容器中的反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)。

①5min時三個容器中的反應達到化學平衡狀態(tài)的是容器_______(填序號)。

②0-5 min內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學反應速率v(CH3OH)=_______。

③當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,CO的轉(zhuǎn)化率最高的是容器___________。(填序號,下同);平衡常數(shù)最小的是容器_____________。

(3)CO常用于工業(yè)冶煉金屬,在不同溫度下用CO 還原四種金屬氧化物,達到平衡后氣體中與溫度(T)的關系如圖2所示。下列說法正確的是_____(填字母)。

a.工業(yè)上可以通過增高反應裝置來延長礦石和CO接觸面積,減少尾氣中CO的含量

b.CO用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr)時,還原效率不高

c.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu) 時,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大

d.CO還原PbO2的反應△H>0

(4)工業(yè)廢水中含有甲醛,該廠降解甲醛的反應機理如圖3所示,則X表示的粒子是_____,總反應的化學方程式為_________。

【答案】 3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H=-301.3kJ/mol 0.067 mol/(L·min) I bc HCO3- HCHO+O2CO2+H2O

【解析】(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1=-90.1kJ/mol;3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H2=-31.0kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律,×3+可得3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ,則H=(-90.1kJ/mol)×3+(-31.0kJ/mol)=-301.3kJ/mol ,CO與H2合成CH3CH=CH2的熱化學方程式為3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) H=-301.3kJ/mol;

(2)2CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90.1kJmol-1,這是一個熱反應放,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且T1<T2<T3,若未達平衡,溫度越高反應速率越快,相同時間內(nèi)氮氣的含量越低,tmin時,氮氣的含量高,故到達平衡;

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始物質(zhì)的量(mol) 1 2 0

變化的物質(zhì)的量(mol) x 2x x

變化后物質(zhì)的量(mol) 1 -x 2 -2x x

=40%,解得x=,則0-5 min內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學反應速率v(CH3OH)==0.067 mol/(L·min);

對于放熱反應而言,溫度高會向吸熱方向進行程度更大,所以CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低,當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,CO的轉(zhuǎn)化率最高的是容器是溫度最低的容器 I;反應進程越大,轉(zhuǎn)化率越高,平衡常數(shù)越大,所以平衡常數(shù)平衡常數(shù)最小的是轉(zhuǎn)化率最小的容器,即溫度最高的容器;

(3)a.增高爐的高度,增大CO與鐵礦石的接觸,不能影響平衡移動,CO的利用率不變,故a錯誤;b.由圖象可知用CO工業(yè)冶煉金屬鉻時,一直很高,說明CO轉(zhuǎn)化率很低,故不適合b正確;c.由圖象可知溫度越低越小,故CO轉(zhuǎn)化率越高,故c正確;d.由圖象可知CO還原PbO2的溫度越高越高,說明CO轉(zhuǎn)化率越低,平衡逆向移動,故H<0,故d錯誤;故選bc;

(4)堿性條件下HCHO氧化生成的CO2氣體溶解在過量的堿性溶液中生成HCO3-,反應的總化學方程式為HCHO+O2CO2+H2O。

練習冊系列答案
相關習題

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【題目】氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一,請根據(jù)以下方法的選用回答相應問題:

I.利用CH4催化還原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-662kJ/mol

②CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955kJ/mol

其中①式的平衡常數(shù)為K1,②式的平衡常數(shù)為K2,則:(1) CH4 (g)+4NO (g)=2N2(g) + CO2 (g )+H2O (1)△H=_________ ;改反應的平衡常數(shù)K=_________(用含Kl、K2的代數(shù)式表示)。

II利用燃料電池的原理來處理氮氧化物是一種新方向。裝置如圖所示,在處理過程中石墨電極I上反應生成一種氧化物Y。

(2)寫出氧化物Y的化學式_____________;

(3)石墨II電極為______(填“正”或“負”)極,該電極反應為______________;

Ⅲ.利用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為C(s)+2NO(g)N2(g)+ CO2(g) △H=akJ/mol。某研究小組向某恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1℃)條件下反應,已知在不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:

(4)該反應的平衡常數(shù)表達式K=_______,在0~10s內(nèi),N2的平均反應速率為______mol/(L·s),NO的轉(zhuǎn)化率為________;

(5)30s后,改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件可能是________,若30s后升高溫度至T2℃,平衡時,容器中NO的濃度由0.060mol/L變?yōu)?.072mol/L,則該反應的a___0 (填“>”、“<”或“=”)。

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【題目】下列實驗能說明SO2具有漂白性的是(
A.SO2 能使氯水褪色
B.SO2能使品紅溶液褪色
C.SO2能使溴水褪色
D.SO2 能使酸性KMnO4溶液褪色

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【題目】從植物花朵中提取到一種酸堿指示劑,它實際上是一種有機弱酸,其電離方程式表示為:HR H+ + R-,又知HR在鹽酸溶液中呈現(xiàn)紅色,HR在NaOH溶液中呈現(xiàn)藍色,根據(jù)以上現(xiàn)象,可推測( )

A.HR應為紅色 B.HR應為藍色 C.R-應為無色 D.R- 應為紅色

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【題目】用下列裝置進行相應實驗,能達到實驗目的的是

1 2 3 4

A. 1所示裝置制取并收集氨氣

B. 2所示裝置用于制備并收集NO氣體

C. 3所示裝置用于除去碳酸氫鈉固體中的少量碳酸鈉

D. 4所示裝置用于Na2CO3和稀H2SO4反應制取少量的CO2氣體

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【題目】下列說法正確的是( )。

A. 植物油氫化過程中發(fā)生了加成反應

B. 淀粉和纖維素互為同分異構(gòu)體

C. 環(huán)己烷與苯可用酸性KMnO4溶液鑒別

D. 水可以用來分離溴苯和苯的混合物

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A. 100 B. 200 C. 300 D. 不能確定

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溫度/

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡總壓強/kPa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡氣體總濃/103mol/L

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

下列有關敘述正確的是

A. 在低溫下能自發(fā)進

B. 15℃,的化學平衡常數(shù)約為2.0

C. 當混合氣體平均相分子質(zhì)量不變時達到化學反限度

D. 恒溫條件下,向原平衡體系中再充入2molNH31molCO2,達平衡后CO2度不

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1mol該有機物與足量的氫氧化鈉溶液混合并共熱,充分反應后最多可消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為a(不考慮醇羥基和硝基與氫氧化鈉的反應,下同),溶液蒸干得到的固體產(chǎn)物再與足量的干燥堿石灰共熱,又消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為b,則a,b分別是( )

已知:

A.5mol,10mol B.6mol,2mol C.8mol,4mol D.8mol,2mol

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