【題目】煤的綜合利用是一個(gè)減少污染、提高燃料利用率的重要課題,其常用的方法包括煤的氣化、液化以及轉(zhuǎn)化為有機(jī)產(chǎn)品等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)已知:I.C(s)、CO(g)、H2(g)的燃燒熱依次為△H1=-393.5kJ·mol-1、△H2=-283.0kJ·mol-1、△H3=-285.8kJ·mol-1

II.H2O(l)=H2O(g)H4=44.0kJ·mol-1

則煤氣化主要反應(yīng)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的△H=___。

2)現(xiàn)在一恒溫的剛性容器中加入足量煤,并通入1mol水蒸氣,發(fā)生反應(yīng)C(s)H2O(g) CO(g)H2(g),則下列指標(biāo)能夠說(shuō)明已到達(dá)平衡狀態(tài)的有___ (填標(biāo)號(hào))。

①氣體的密度保持不變;②斷裂2molH-O鍵的同時(shí)生成1molH-H鍵;③CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變;④氣體的平均摩爾質(zhì)量不變;⑤COH2的比例保持不變;⑥容器的壓強(qiáng)保持不變。

3)氣化后,將水煤氣COH2化合CO(g)2H2(g)CH3OH(g)可得到甲醇,最終實(shí)現(xiàn)煤的間接液化。已知在T℃時(shí),其正反應(yīng)速率為v=k·(CO)·c2(H2),逆反應(yīng)速率為v=k·c(CH3OH),其中k為速率常數(shù),其數(shù)值k=97.5k=39.0,則該溫度下的平衡常數(shù)K=___;若在T℃下,向一體積為2L的剛性密閉體系中通入3molCO2molH25molCH3OH,則此時(shí)證v___v(大于”“小于等于”)。

4)關(guān)于CO(g)2H2(g)CH3OH(g),下列說(shuō)法正確的是___(填字母)

A.加壓有利于速率加快和平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

B.甲醇的平衡體積分?jǐn)?shù)隨著COH2投料比的增大而增大

C.使用催化性能好的催化劑,可提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

D.在恒溫恒容條件下達(dá)到平衡后,通入Ar,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

E.已知E[CO(g)2H2(g)]>E[CH3OH(g)](E表示物質(zhì)的能量),則降溫有利于提高正反應(yīng)進(jìn)行的程度

5)在一特殊的恒容容器中,充入一定量的CO(g)H2(g)來(lái)模擬CO(g)2H2(g)CH3OH(g),測(cè)得v隨時(shí)間的變化曲線如圖所示,則t之前v逐漸增大的原因?yàn)?/span>___t之后v又逐漸減小的原因?yàn)?/span>___。

6)煤經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)化還可得到草酸。常溫下,向某濃度的草酸溶液中加入一定量某濃度的NaOH溶液,所得溶液中c(HC2O4-)=c(C2O42-),則此時(shí)溶液的pH=___(已知常溫下H2C2O4Ka1=6×10-2Ka2=6×10-5,lg6=0.8)。

【答案】+131.3 kJ·mol-1 ①③④⑥ 2.5 大于 AE 容器為絕熱體系,反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)放出熱量,其影響大于濃度減小的影響,整體反應(yīng)速率逐漸增大 隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃度減小的影響大于反應(yīng)放熱的影響,整體反應(yīng)速率逐漸減小 4.2

【解析】

(1)根據(jù)C(s)、CO(g)、H2(g)的燃燒熱可得:

C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5 kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g)H2=-283.0 kJ/mol;
H2(g)+O2(g)=H2O(g)H3=-285.8kJ/mol

又有④H2O(l)=H2O(g)H4=44.0kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律,①---④得C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的△H=H1-H2-H3- H4=+131.3 kJ·mol-1;

(2)①反應(yīng)物中有固體,平衡正向移動(dòng)時(shí)氣體的質(zhì)量會(huì)變大,容器體積不變,所以氣體的密度會(huì)發(fā)生改變,所以當(dāng)密度不變時(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;

②無(wú)論反應(yīng)是否平衡,斷裂2molH-O鍵即有1molH2O參與反應(yīng)時(shí),一定生成1mol氫氣,即生成1molH-H鍵,故錯(cuò)誤;

③平衡移動(dòng)時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)會(huì)發(fā)生改變,所以當(dāng)CO的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡,故正確;

④可用極性法考慮,反應(yīng)未進(jìn)行時(shí),氣體平均摩爾質(zhì)量為水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量,若完全進(jìn)行則為COH2的平均相對(duì)分子質(zhì)量,即反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中氣體的平均摩爾質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變,當(dāng)其不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;

⑤初始投料為足量煤和1mol水蒸氣,則任意時(shí)刻COH2的比例均為11,故錯(cuò)誤;

⑥反應(yīng)容器容積不變,反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不同,所以未達(dá)平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;

綜上所述選:①③④⑥;

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v=v,即k·c(CO)·c2(H2)=
k·c(CH3OH),反應(yīng)平衡常數(shù)K=,所以K==2.5;向體積為2L的剛性密閉體系中通入3molCO、2molH25molCH3OH,此時(shí)容器內(nèi)c(CH3OH)=2.5mol/Lc(CO)=1.5mol/L,c(H2)=1mol/L,則Qc=,所以此時(shí)平衡正向移動(dòng),即v>v

(4)A.反應(yīng)特點(diǎn)為前后氣體系數(shù)不等,且前面氣體系數(shù)大于后面,加壓有利于速率加快和平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),A項(xiàng)正確;

B.甲醇的平衡體積分?jǐn)?shù)隨著COH2投料比的增大先增大后減小,在COH2投料比為

1: 2時(shí)取得最大值,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C.使用催化劑可降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,但不影響平衡,不能改變H2的平衡轉(zhuǎn)化率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D.在恒溫恒容條件下達(dá)到平衡后,通入Ar,反應(yīng)物生成物濃度都不變,平衡不移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤;

E.已知E[CO(g)2H2(g)]>E[CH3OH(g)],說(shuō)明正反應(yīng)放熱,降溫有利于提高正反應(yīng)的程度,E項(xiàng)正確;

綜上所述選AE;

(5)容器為絕熱體系,反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)放出熱量,其影響大于濃度減小的影響,整體反應(yīng)速率逐漸增大;隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃度減小的影響大于反應(yīng)放熱的影響,整體反應(yīng)速率逐漸減;

(6)草酸第二步電離平衡常數(shù)Ka2==6×10-5,溶液中c(HC2O4-)=c(C2O42-),則溶液中c(H+)=6×10-5mol/L,又已知lg6=0.8,所以-lg(6×10-5)=4.2,即pH=4.2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】PBAT(聚己二酸對(duì)苯二甲酸丁酯)可被微生物幾乎完全降解,成為包裝、醫(yī)療和農(nóng)用薄膜等領(lǐng)域的新興材料,它可由聚合物PBAPBT共聚制得,一種合成路線如下:

已知:RCH3RCN RCOOH

R-CH=CH2R-COOH+CO2

回答下列問(wèn)題:

(1)G的官能團(tuán)的名稱(chēng)為________。

(2)①的反應(yīng)類(lèi)型為___________;反應(yīng)②所需的試劑和條件是___________。

(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________;H的化學(xué)名稱(chēng)為___________。

(4)⑤的化學(xué)方程式為______________。

(5)MG互為同系物,M的相對(duì)分子質(zhì)量比G14NM的同分異構(gòu)體,寫(xiě)出同時(shí)滿足以下條件的N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___________(寫(xiě)兩種,不考慮立體異構(gòu))。

Ⅰ、既能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng),又能發(fā)水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng);

Ⅱ、與NaOH溶液反應(yīng)時(shí),1mol N能消耗4molNaOH

Ⅲ、核磁共振氫譜有五組峰,峰面積比為1:2:2:2:1。

(6)設(shè)計(jì)由丙烯為起始原料制備的單體的合成路線(其它試劑可任選)____________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A.的名稱(chēng)為2-乙基丁烷

B.35Cl37Cl 互為同素異形體

C.經(jīng)催化加氫后能生成2-甲基戊烷

D.CH3CH2COOHHCOOCH3互為同系物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】M元素的1個(gè)原子失去2個(gè)電子轉(zhuǎn)移到Y元素的2個(gè)原子中去,形成化合物Z。下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. Z是共價(jià)化合物

B. Z可表示為M2Y

C. Z的電子式可表示為

D. M形成+2價(jià)陽(yáng)離子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1)某同學(xué)采用萃取分液的方法從碘水中提取碘,主要操作步驟如下圖:

①該同學(xué)所采用的萃取劑可能是______________(填序號(hào))。

A 酒精 B C 四氯化碳 D 汽油

②甲、乙、丙3步實(shí)驗(yàn)操作中,不正確的是_______________(填、)。

2)實(shí)驗(yàn)室制取、凈化并收集氯氣涉及以下幾個(gè)主要階段:

現(xiàn)有以下2種試劑:A 飽和食鹽水 B NaOH溶液

請(qǐng)?jiān)谝陨蠈?shí)際中選擇填空(填“A”“B”):

X溶液應(yīng)選用________________。

②尾氣處理過(guò)程中,多余的氯氣可用________________吸收。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】苯巴比妥是鎮(zhèn)靜、安眠類(lèi)藥物,其合成路線如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)G的化學(xué)名稱(chēng)為_________,C的分子式為__________

(2)F+X→G+ H2O,X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。

(3)H中含有的官能團(tuán)名稱(chēng)為__________,I→J的反應(yīng)類(lèi)型為______________。

(4)同時(shí)滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體共有______種。

①含有苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基

②能發(fā)生水解反應(yīng)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

(5)化合物J→苯巴比妥的化學(xué)方程式為________________________________。

(6)1,3-丁二烯、乙醇和尿素( )為原料合成所需無(wú)機(jī)試劑任選,請(qǐng)寫(xiě)出流程:_____________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在恒容密閉容器中,由CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在其他條件不變的情況下,研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A. 平衡常數(shù)K=

B. 該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小

C. CO合成甲醇的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D. 處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí) 增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】研究COCO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)利用COH2在一定條件下可合成甲醇,發(fā)生反應(yīng): CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g),其兩種反應(yīng)過(guò)程中能量的變化曲線如圖中a、b所示,下列說(shuō)法正確的是_____(填字母)。

A.上述反應(yīng)的△H= -91 kJ·mol-1

B.該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為高溫

C. b過(guò)程使用催化劑后降低了反應(yīng)的活化能和H

D. b過(guò)程的反應(yīng)速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段

(2)若反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在溫度不變且體積恒定為1L密閉容器中發(fā)生,反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化見(jiàn)表所示:

時(shí)間/min

0

5

10

15

H2

4

2

CO

2

1

CH3OH(g)

0

0.7

①下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡標(biāo)志的是_______(填字母)

A.2v(H2)=v(CH3OH)

B. COCH3OH的物質(zhì)的量之比保持不變

C.混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

②若起始?jí)簭?qiáng)為P0kPa,反應(yīng)速率若用單位時(shí)間內(nèi)分壓的變化表示,則10 min內(nèi)H2的反應(yīng)速率v(H2)=_____kPa/min;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______。(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)甲和乙兩個(gè)恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入1 mol CO2 mol H2,向乙中加入2 mol CO4 molH2,測(cè)得不同溫度下CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示,則L、M兩點(diǎn)容器內(nèi)平衡常數(shù):K(M)_____ K(L); 壓強(qiáng):p(M)__2p(L)。(填“>”“<”或“=”)

(4)以納米二氧化鈦為工作電極,稀硫酸為電解質(zhì)溶液,在一定條件下通入CO2進(jìn)行電解,在陰極可制得低密度聚乙烯()。電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式是_________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列離子方程式中正確的是

A. CH2BrCOOH中加入足量的氫氧化鈉溶液并加熱:

B.用氫氧化鈉溶液除去鋁片表面的氧化膜:Al3++4OH-→AlO2-+2H2O

C.次氯酸鈉溶液中通入少量的CO2氣體:ClO-+CO2+H2O→HClO+HCO3-

D.等體積、等濃度的CaHCO2溶液和NaOH溶液混合:

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