【題目】綜合題:

氫氣是清潔的能源,也是重要的化工原料,根據(jù)以下種制氫方法。完成下列問題:

1方法一:H2S熱分解法,反應(yīng)式為:2H2Sg2H2g+S2g△H

在恒容密閉容器中測(cè)定H2S分解的轉(zhuǎn)化率H2S的起始濃度均為cmol/L,測(cè)定結(jié)果見圖,圖中曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線b表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。

①△H0,“>”、“<”或“=”

②若985℃時(shí),反應(yīng)經(jīng)tmin達(dá)到平衡,此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,則tmin內(nèi)反應(yīng)速率vH2=

用含c、t的代數(shù)式表示。

③請(qǐng)說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a接近的原因:。

2方法二:以CaO為吸收體,將生物材質(zhì)以C計(jì)與水蒸氣反應(yīng)制取H2。相關(guān)主要反應(yīng)如下:

I:Cs+H2Og═COg+H2g△H=+131.0kJ/mol

Ⅱ:COg+H2Og═CO2g+H2g△H=-43kJ/mol

Ⅲ:CaOs+CO2g═CaCO3s△H=-178.3kJ/mol

計(jì)算反應(yīng)Cs+2H2Og+CaOsCaCO3s+2H2g△H=kJ/mol;

K1、K2K3分別為反應(yīng)I、、的平衡常數(shù)該平衡常數(shù)K=K1K2、K3表示。

對(duì)于可逆反應(yīng)Cs+2H2Og+CaOsCaCO3s+2H2g,采取以下措施可以提高H2產(chǎn)率的是。填字母

A.降低體系的溫度

B.壓縮容器的體積

C.增加CaO的量

D.選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span>

3方法利用甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)制取H2,反應(yīng)方程式如下:

CH3OHg+H2OgCO2g+3H2g△H+49.4kJ/mol

一定溫度下,向容積為2L的密閉恒容容器中充入1molCH3OHg3molH2Og達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),吸收熱量19.76kJ。則

達(dá)平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的倍。

此溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)是保留兩位有效數(shù)字。

【答案】1>;②mol/L·min;③溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短;2-90.3;K1·K2·K3;②A;

31.20.11mol2/L2

【解析】

試題分析:1①由圖象可知,溫度升高,轉(zhuǎn)化率增大,則平衡正移,所以正方向?yàn)槲鼰岱较,即△H>0;

②H2S的起始濃度均為cmolL-1,若985℃時(shí),反應(yīng)經(jīng)tmin達(dá)到平衡,此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,則參加反應(yīng)的硫化氫為cmolL-1×40%=0.4cmolL-1,v=△c÷△t=0.4c/tmol·L-1·min-1;

③隨著溫度升高,反應(yīng)速率逐漸加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,所以曲線b向曲線a逼近;

2已知

I:Cs+H2Og═COg+H2g△H=+131.0kJ/mol

Ⅱ:COg+H2Og═CO2g+H2g△H=-43kJ/mol

Ⅲ:CaOs+CO2g═CaCO3s△H=-178.3kJ/mol

則根據(jù)蓋斯定律可知I++即得到反應(yīng)Cs+2H2Og+CaOsCaCO3s+2H2gH=-90.3kJ/mol,平衡常數(shù)K=K1K2K3;

②提高H2產(chǎn)量,則需使平衡正向移動(dòng),已知Cs+2H2Og+CaOsCaCO3s+2H2g的△H=-87.9kJmol-1;A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低體系的溫度,平衡正移,則能提高H2產(chǎn)量,A正確;B.該反應(yīng)前后氣體體積不變,使各氣體組分濃度均加倍,則壓強(qiáng)增大,平衡不移動(dòng),所以H2產(chǎn)量不變,B錯(cuò)誤;C.增加CaO的量,對(duì)平衡無影響,所以H2產(chǎn)量不變,C錯(cuò)誤D.催化劑不能改變平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;答案選A;

3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),吸收熱量19.76kJ,則根據(jù)熱化學(xué)方程式可知消耗甲醇的物質(zhì)的量是19.76kJ÷49.4kJ/mol=0.4mol,則

CH3OHg+H2OgCO2g+3H2g

起始量mol1300

轉(zhuǎn)化量mol0.40.40.41.2

平衡量mol0.62.60.41.2

平衡濃度mol/L0.31.30.20.6

達(dá)平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的倍。

此溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.11mol2/L2

練習(xí)冊(cè)系列答案
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[提出猜想]甲同學(xué)認(rèn)為:石灰水完全變質(zhì);乙同學(xué)認(rèn)為:石灰水部分變質(zhì);

丙同學(xué)認(rèn)為:____________

[實(shí)驗(yàn)方案]

[分析與討論]

大家通過分析和討論認(rèn)為:如果丙同學(xué)的猜想也正確,則瓶底的白色固體物質(zhì)是____________(填化學(xué)式),其產(chǎn)生的原因是(用化學(xué)方程式表示)____________。

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【題目】分子式為C5H11Cl的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))

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(2)配制時(shí),其正確的操作順序是(字母表示,每個(gè)字母只能用一次)

A.用30mL水洗滌燒杯2—3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩

B.用量筒量準(zhǔn)確量取所需的濃鹽酸的體積,沿玻璃棒倒入燒杯中,再加入少量水(30mL),用玻璃棒慢慢攪動(dòng),使其混合均勻

C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度線相切

F.繼續(xù)往容量瓶?jī)?nèi)小心加水,直到液面接近刻度1—2cm

(3)在配制過程中,下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)使所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度偏高的是________

A.搖勻后靜置,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,繼續(xù)加水至與刻度線相切

B.量取濃鹽酸時(shí)俯視讀數(shù)

C.定容時(shí)仰視

D.在配制前用已知濃度的稀鹽酸潤(rùn)洗容量瓶

E.洗滌量取濃鹽酸的量筒,并將洗滌液一并轉(zhuǎn)入燒杯中

F.溶液沒有恢復(fù)到室溫就進(jìn)行定容

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B.若2C(s)+O2(g)=2CO(g) =-221.0kJ/mol,則碳的燃燒熱為110.5kJ/mol

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II:

且a、b、c均大于零,則斷開1mol HCl鍵所需的能量為(-a-b-c)kJ/mol

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