(1)固定和利用CO2能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如右圖所示(實(shí)線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)代表的意思是:在l min時H2的物質(zhì)的量是6mol。

①下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是__________,最小的是______________。

A.0~1minB.1~3minC.3~8minD.8~11min
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線Ⅰ對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是________,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)改變的條件是_________。
(2)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時,等量的CO2和H2O(g)在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖所示。在0~30 h內(nèi),CH4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)從大到小的順序?yàn)?u>                  。反應(yīng)開始后的12小時內(nèi),在第___________種催化劑的作用下,收集的CH4最多。

(12分)(1)①A、D  ②升高溫度,增大壓強(qiáng)或者是增大CO2濃度(各2分)
(2)v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)(2分);Ⅱ  (2分)

解析試題分析:(1)①由圖1可知,0~1min內(nèi)氫氣的變化量為8mol-6mol=2mol;
B.1~3min內(nèi)氫氣的變化量為6mol-3mol=3mol,平均1min變化量為1.5mol;
C.3~8min內(nèi)氫氣的變化量為3mol-2mol=1mol,平均1min變化量為0.2mol;
D.8~11min達(dá)平衡狀態(tài),氫氣的物質(zhì)的量不再變化.
故1~3min速率增大,8~11min速率最小.
故答案為:A;D.
②對于可逆反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1,正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng).
由圖1可知,曲線Ⅰ最先到達(dá)平衡,平衡時氫氣的物質(zhì)的量增大,故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向逆反應(yīng)移動,可以采取的措施為:升高溫度.
曲線Ⅱ到達(dá)平衡的時間比原平衡短,平衡時氫氣的物質(zhì)的量減小,故改變條件應(yīng)增大反應(yīng)速率且平衡向正反應(yīng)移動,可以采取的措施為:增大壓強(qiáng)或者是增大CO2濃度.
故答案為:升高溫度;增大壓強(qiáng)或者是增大CO2濃度.
(2)由圖2可知,在0~30h內(nèi),甲烷的物質(zhì)的量變化量為△n(Ⅰ)<△n(Ⅱ)<△n(Ⅲ),故在0~30h內(nèi),CH4的平均生成速率v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ);
由圖2可知反應(yīng)開始后的12小時內(nèi),在第Ⅱ種催化劑的作用下,收集的CH4最多.
故答案為:v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ);Ⅱ.
考點(diǎn):物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線;反應(yīng)速率的定量表示方法

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

現(xiàn)有反應(yīng):mA(g)+ B(g)2C(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時,A的轉(zhuǎn)化率變;當(dāng)減小壓強(qiáng)時,混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,則:
(1)該反應(yīng)的△H     0(填“>”或“<”),且m    1(填“>”“=”“<”)。
(2)若加入B(假設(shè)容器的體積不變),則A的轉(zhuǎn)化率  ,B的轉(zhuǎn)化率  。 (填“增大”“減小”或“不變”)
(3)若B是有色物質(zhì),A、C均無色,則加入C(假設(shè)容器的體積不變)時混合物顏色          ,而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入氖氣時,混合物顏色          (填“變深”“變淺”或“不變”)。
(4)一定溫度下,向1L密閉容器中加入1mol C(g)使其分解,氣體A的物質(zhì)的量隨時間的變化如下圖所示。則0~2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(C)=                。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

有兩個密閉容器A和B,A容器中有一個移動的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓,B容器能保持恒容。起始時向這兩個容器中分別充入等量的體積比為2:l的SO2和O2的混合氣體,并使A和B容積相等(如圖所示),在保持400℃的溫度下使之發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O22SO3。填寫下列空白:

(1)SO2的轉(zhuǎn)化率α(A)     α(B)。(填“<”、“>”或“=”)
(2)達(dá)到(1)所述平衡時,若向兩容器中通入少量的氬氣,A容器化學(xué)平衡        移動。(填“正向”、“逆向”或“不”)
(3)達(dá)到(1)平衡后,向容器中充入等量的原反應(yīng)氣體,再次達(dá)到平衡后,B容器中SO3在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)      。(填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

中國尿素合成塔(尿塔)使用壽命僅為歐美國家的1/4。為此北京鋼鐵研究 院對四川瀘天化尿塔腐蝕過程進(jìn)行研究,得出下列腐蝕機(jī)理:

(1)H2S來自合成尿素的天然氣。在380 K、體積為2 L的密閉容器中,存在如下反應(yīng)H2(g)+S(s)H2S(g)  △H=+21.6kJ·mol-1。反應(yīng)達(dá)到平衡時H2、S、H2S的物質(zhì)的量均為3 mol,則380 K時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為______;下列對該反應(yīng)分析正確的是______(填字母序號)。

(2)在反應(yīng)I中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為______。
(3)研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)II是分別以Fe、FeS為電極,以水膜為電解質(zhì)溶液的電化學(xué)腐蝕,其 負(fù)
極為______;
已知:Fe(s)+S(s)=FeS(s) △H1=-2.5akJ·mol-1 
S(s)+O2(g)=SO2(g)  △H2=-5akJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-6akJ·mol-1
則反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為_____                                         
(4)已知H2S2O3的K1=2.2×10-1、K2=2.8×10-2。Na2S2O3水溶液呈______性,該溶液中電荷守恒式為_____                                                       ;反應(yīng)IY的反應(yīng)類型為______         ;該反應(yīng)______(填“能”或“不能”) 說明FeS溶解性強(qiáng)于FeS2O3
(5)瀘天化尿塔的最終腐蝕產(chǎn)物為______;為了有效防腐,北鋼建議瀘天化在生產(chǎn)中用 CuSO4溶液“脫硫(H2S)”,其中涉及的離子方程式為
__________________                                                   

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

I.設(shè)反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1。反應(yīng) ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2,在不同溫度下,K1、K2的值如下:

T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67
 
(1)現(xiàn)有反應(yīng)③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),這是一個     (填“吸”或“放”)熱反應(yīng),要使平衡③向右移動,可采取的措施有      (填序號)。
A.縮小反應(yīng)容器容積
B.?dāng)U大反應(yīng)容器容積
C.降低溫度
D.升高溫度
E.使用合適的催化劑
F.設(shè)法減少CO的量
(2)若反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在溫度T1下進(jìn)行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在溫度T2下進(jìn)行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他條件均相同),則兩者的反應(yīng)速率       (填序號)。
A.前者大     B.后者大     C.一樣大     D.無法判斷
II.(1)鋼鐵的表面發(fā)藍(lán)、發(fā)黑處理是常用的防腐方法。請配平主要反應(yīng)的方程式:
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
(2)鋼鐵經(jīng)冷、濃HNO3處理后“鈍化”能達(dá)到防腐目的,不同濃度的HNO3與鐵反應(yīng)的還原產(chǎn)物很復(fù)雜,其分布曲線如圖。

①圖示可知,分析HNO3與鐵反應(yīng)的規(guī)律是             。
②工業(yè)上一般不用冷濃硝酸進(jìn)行鐵表面處理,其可能的原因是         
(3)金屬(M)的腐蝕是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng):M-ne-→Mn+,除了上述表面處理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母編號)
A.在鐵中摻入鉻等金屬制成不銹鋼
B.在鐵制品表面鍍鋅
C.提高鐵中含碳量,制成生鐵
D.將水庫鐵閘門與直流電源的負(fù)極相連

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

甲醇是一種很好的燃料,工業(yè)上用CH4和H2O 為原料,通過反應(yīng)I和Ⅱ來制備甲醇。
⑴將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通人反應(yīng)室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……I。CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。

①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為                  。
②圖中的P1_      P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)為          
③該反應(yīng)的△H        0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在一定條件下,將a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H<0 ……Ⅱ
④若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是
A.升高溫度                     B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充人He,使體系總壓強(qiáng)增大    D.再充人lmol CO和3 mol H2
⑤為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。
A.下表中剩余的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù):  a=_    ;b=_        。

實(shí)驗(yàn)編號
T(℃)
n(CO)/n(H2)
P(Mpa)
1
150
1/3
0.1
2
a
1/3
5
3
350
b
5
B.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn),右下圖是在壓強(qiáng)分別為0.1 MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖,請指明圖中的壓強(qiáng)Px =           Mpa。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

Cl2合成有機(jī)物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O,可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。
完成下列填空:
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=            ;若反應(yīng)容器的容積為2L,8min后達(dá)到平衡,測得容器內(nèi)物質(zhì)由2.5mol減少至2.25mol,則HCl的平均反應(yīng)速率為      mol/L? min。
(2)若該反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時,下列敘述正確的是    。
a.v (HCl)="2" v(Cl2)                       
b.4v(HCl)= v(O2
c.又加入1mol O2,達(dá)新平衡時,HCl的轉(zhuǎn)化率增大
d.分離出H2O,達(dá)新平衡時,v(HCl)增大
(3)下圖是該反應(yīng)兩種投料比[n (HCl):n (O2)分別為4:1和2:1 ] 下,反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。下列敘述正確的是       。

a.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
b.其他條件不變,升高溫度,平衡常數(shù)K值增大
c.若平衡常數(shù)K值變大,達(dá)新平衡前v始終減小
d.若平衡常數(shù)K值變大,則平衡向正反應(yīng)方向移動
(4)投料比為4:1、溫度為400℃時,平衡混合物中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鉛及其化合物工業(yè)生產(chǎn)及日常生活具有非常廣泛的用途。
(1)瓦紐科夫法熔煉鉛,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)  ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反應(yīng)3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s) ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代數(shù)式表示)。
(2)還原法煉鉛,包含反應(yīng)PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如下表

溫度
300
727
1227
lgK
6.17
2.87
1.24
 
①該還原反應(yīng)的△H0(選填:“>”“<”“=”)。
②當(dāng)IgK=1且起始時只通入CO(PbO足量),達(dá)平衡時,混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為            
(3)引爆導(dǎo)彈、核武器的工作電源通常Ca/PbSO4熱電池,其裝置如圖所示,該電池正極的電極反應(yīng)式為               

(4)PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固體,用蒸餾水配制成t℃飽和溶液,準(zhǔn)確移取25.00mLPbI2飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH+(發(fā)生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml潔凈的錐形瓶接收流出液,最后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性,將洗滌液一并盛放到錐形瓶中(如圖)。加入酚酞指示劑,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時,用去氫氧化鈉溶液20.00mL?捎(jì)算出t℃時PbI2 Ksp為               。

(5)鉛易造成環(huán)境污染,水溶液中的鉛存在形態(tài)主要有6種,它們與pH關(guān)系如圖所示,含鉛廢水用活性炭進(jìn)行處理,鉛的去除率與pH關(guān)系如圖所示。


①常溫下,pH=6→7時,鉛形態(tài)間轉(zhuǎn)化的離子方程式為                                。
②用活性炭處理,鉛的去除率較高時,鉛主要應(yīng)該處于        (填鉛的一種形態(tài)的化學(xué)式)形態(tài)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)研究CO2與CH4的反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為CO和H2,對減緩燃料危機(jī),減少溫室效應(yīng)具有重要的意義。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
               ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
               ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
則CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=  kJ·mol-1
(2)在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。

?據(jù)圖可知,P1、P2、 P3、P4由大到小的順序  。
?在壓強(qiáng)為P4、1100℃的條件下,該反應(yīng)5min時達(dá)到平衡點(diǎn)X,則用CO表示該反應(yīng)的速率為       。該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)為       !
(3)CO和H2在工業(yè)上還可以通過反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)來制取。
①在恒溫恒容下,如果從反應(yīng)物出發(fā)建立平衡,可認(rèn)定平衡已達(dá)到的是       

A.體系壓強(qiáng)不再變化 B.H2與CO的物質(zhì)的量之比為1 :1
C.混合氣體的密度保持不變 D.氣體平均相對分子質(zhì)量為15,且保持不變
② 在某密閉容器中同時投入四種物質(zhì),2min時達(dá)到平衡,測得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此時對體系加壓,平衡向    (填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動,第5min時達(dá)到新的平衡,請?jiān)谙聢D中畫出2~5min內(nèi)容器中氣體平均相對分子質(zhì)量的變化曲線。

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