(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。
A.每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2
B.混合氣體總物質(zhì)的量不變
C.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由圖判斷ΔH _____0。
③某溫度下,將2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測得c(CO)="0.25" mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率= ,此溫度下的平衡常數(shù)K= (保留二位有效數(shù)字)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極反應(yīng)物,空氣與CO2的混合氣體為正極反應(yīng)物,催化劑鎳作電極,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物作電解質(zhì)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;則該電池的正極反應(yīng)式為 。
(1)-524.8(2分)
(2)①c(2分);② =(2分);<(2分);③75%(3分); 1.3(2分)
(3)O2+4e-+2CO2=2CO32-(2分)
解析試題分析: (1)根據(jù)蓋斯定律和已知方程式可得,ΔH=ΔH1-ΔH2 =-393.5 kJ/mol-131.3 kJ/mol="-524.8" kJ/mol。
(2)①A項(xiàng)每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2 表示的是正逆反應(yīng)速率相等,所以反應(yīng)達(dá)到平衡。
B.根據(jù)反應(yīng)方程式中氣體系數(shù)可知,該反應(yīng)是前后氣體的減少的反應(yīng),所以混合氣體總物質(zhì)的量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,B正確;
C.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率均表示正反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達(dá)平衡,C錯誤;
D.反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度不再變化是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的重要標(biāo)志,D正確。
②反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以圖像中A、B的溫度相等,所以平衡常數(shù)也相等,即K(A)= K(B);又可看出圖像曲線隨著溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率不斷降低,所以溫度升高對正反應(yīng)不利,使平衡逆向移動,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),ΔH <0。
③ CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)
初始濃度(mol/L):1 3 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L):0.75 2.25 0.75
平衡濃度(mol/L):0.25 0.75 0.75
所以H2的轉(zhuǎn)化率=0.75÷1×100%=75%
平衡常數(shù)K= c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) ="0.75/" 0.752 0.25=1.3
(3)該電池的反應(yīng)原理實(shí)質(zhì)是用水煤氣做燃料,制成一個(gè)燃料電池,所以電池總反應(yīng)式就是水煤氣的燃燒反應(yīng)CO+H2 +O2=CO2+H2O,可以看出Li2CO3和Na2CO3只是做電解質(zhì)并沒有發(fā)生反應(yīng),所以根據(jù)已知得負(fù)極反應(yīng)式消耗CO32-可推得正極反應(yīng)式應(yīng)生成CO32-,所以可得正極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32- 。
考點(diǎn):本題考查的是化學(xué)反應(yīng)原理的知識,設(shè)計(jì)蓋斯定律的應(yīng)用計(jì)算、化學(xué)平衡標(biāo)志的判斷、轉(zhuǎn)化率和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、電化學(xué)方程式的書寫等內(nèi)容。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用50 mL 1.0 mol/L鹽酸跟50 mL 1.1 mol/L 氫氧化鈉溶液在如圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。在大燒杯底部墊碎泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問題:
(1)本實(shí)驗(yàn)中用稍過量的NaOH的原因教材中說是為保證鹽酸完全被中和。試問:鹽酸在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象,而造成少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā),則測得的中和熱____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(2)在中和熱測定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸的步驟,若無此操作步驟,則測得的中和熱會____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(3)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng),則測得的中和熱會____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”),其原因是_______________________________________________。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn),每次取溶液各50 mL,并記錄下原始數(shù)據(jù)(見下表)。
實(shí)驗(yàn)序號 | 起始溫度t1/℃ | 終止溫度(t2)/℃ | 溫差(t2-t1)/℃ | ||
鹽酸 | NaOH溶液 | 平均值 | |||
1 | 25.1 | 24.9 | 25.0 | 31.6 | 6.6 |
2 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.8 | 6.7 |
3 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.9 | 6.8 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H=_1275.6kJ?mol-1
②H2O(l)═H2O(g) △H=+44.0kJ?mol-1寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式: 。
Ⅱ.甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣,反應(yīng)方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定條件下,向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,測得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍,則用甲醇表示該反應(yīng)的速率為 。
(2)判斷⑴中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填序號) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合氣體的密度不變 ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化 ⑤CO2和H2的濃度之比為1:3
(3)圖中P是可自由平行滑動的活塞,關(guān)閉K,在相同溫度時(shí),向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。 已知起始時(shí)容器A和B的體積均為aL,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1.5aL,容器B中CH3OH轉(zhuǎn)化率為 ;維持其他條件不變,若打開K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,容器B的體積為 L(連通管中氣體體積忽略不計(jì),且不考慮溫度的影響)。
Ⅲ.如圖甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。請回答下列問題:
(1)若兩池中均盛放CuSO4溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為____________________.
②如果起始時(shí)乙池盛有200mL CuSO4溶液,電解一段時(shí)間后溶液藍(lán)色變淺,若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),需要向溶液中加入0.8g CuO,則其電解后的pH為 (忽略溶液體積的變化)。
(2)若甲池中盛放飽和NaCl溶液,則甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為__________________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
則C的燃燒熱ΔH=________ kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號)。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng):____________________________________________________________。
(2)某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中,反應(yīng)前壓強(qiáng)為p0,反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用p表示,反應(yīng)過程中與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。
請回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是(填字母代號)________。
A.壓強(qiáng)保持不變
B.氣體密度保持不變
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0~2 min內(nèi),以c(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為________。
③欲提高N2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有________。
A.向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B.分離出NH3
C.升高溫度
D.充入氦氣使壓強(qiáng)增大
E.加入一定量的N2
(3)25 ℃時(shí),BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中,c(CO32-)=0.2 mol·L-1,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產(chǎn)生BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________ mol·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效減碳的手段之一是節(jié)能,下列制氫方法最節(jié)能的是 。
A.電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
B.高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑
C.太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①從3 min到9 min,v(H2)= mol/(L·min)。
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填編號)。
A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點(diǎn))
B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C.單位時(shí)間內(nèi)消耗3 mol H2,同時(shí)生成1 mol H2O
D.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
(3)工業(yè)上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù):
溫度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù) | 667 | 13 | 1.9×1 | 2.4×1 | 1×1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某種優(yōu)質(zhì)燃油由甲、乙兩種有機(jī)物混合而成,甲、乙兩種物質(zhì)含有C、H、O三種元素中的兩種或三種。已知甲、乙及CO、H2的燃燒熱如下:
物質(zhì) | 甲 | 乙 | CO | H2 |
燃燒熱/(kJ·mol-1) | 1 366 | 5 518 | 283 | 286 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)甲醇是一種重要的化工產(chǎn)品,可利用甲醇催化脫氫制備甲醛。甲醛與氣態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系如圖所示。
反應(yīng)過程中的能量關(guān)系
①甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應(yīng)熱是否相同?____________原因是__________________________________。
③寫出甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的熱化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________。
(2)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列說法正確的是________。
A.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量 |
B.①反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 |
C.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1 |
D.反應(yīng)②的能量變化如圖所示 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇是一種重要的可再生能源,工業(yè)上可用CO和H2合成。
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△H,還需要知道反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示) 的焓變。
(2)在Cu2O/ZnO做催化劑的條件下,將CO(g)和H2(g)充入容積為2L的密閉容器中合成CH3OH(g),反應(yīng)過程中,CH3OH的物質(zhì)的量(n)與時(shí)間(t)及溫度的關(guān)系如圖。
根據(jù)題意回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;
升高溫度,K值 (填“增大”、“減小”
或“不變”)。
②在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= 。
③若其它條件不變,對處于Z點(diǎn)的體系,將體積壓縮至原來的1/2,達(dá)到新的平衡后,下列有關(guān)該體系的說法正確的是 。
a.氫氣的濃度與原平衡比減少 b.正、逆反應(yīng)速率都加快
c.甲醇的物質(zhì)的量增加 d.重新平衡時(shí)n(H2) /n(CH3OH)增大
④據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變,原因是: (寫出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說明)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)已知反應(yīng)及幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵斷裂時(shí)的能量變化如下所示:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184kJ/mol
4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g) △H=-115.6kJ/mol
①H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_________________________________;
②斷開1mol H—O鍵所需能量約為_________________________kJ。
(2)已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=,它所對應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(3)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0在400℃時(shí)K=0.5,此條件下在0.5L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)υ(N2)正______υ(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時(shí)使平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,可采取的措施是_______(填序號)。
A.縮小體積增大壓強(qiáng) B.升高溫度
C.加催化劑 D.使氨氣液化移走
(4)在一定體積的密閉容器中進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)+D(s) △H,其化學(xué)平衡常數(shù)K與T的關(guān)系如下表:
T/K | 300 | 400 | 500 | …… |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | 1.2×109 | …… |
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