10.減少污染、保護(hù)環(huán)境是全世界最熱門的課題.
Ⅰ.CO在催化劑作用下可以與H2反應(yīng)生成甲醇:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1
(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵H-HC-OH-OC-H
E/(kJ•mol-1436343876465413
由此計(jì)算△H1=-299kJ•mol-1
(2)圖1中能正確反映反應(yīng)①平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線為Ⅰ (填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)數(shù)值及平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨溫度升高變小.

(3)在密閉容器中充有10mol CO與20mol H2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2.
①P1小于P2(填“大于”或“小于”),其判斷理由是相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于平衡正移,提升CO的轉(zhuǎn)化率,故P1<P2
②M、N、Q三點(diǎn)平均速率ν(M)、ν(N)、ν(Q)大小關(guān)系為ν(M)<ν(N)<ν(Q)
③M、N、Q三點(diǎn)平衡常數(shù)KM、KN、KQ大小關(guān)系為KM=KN>KQ
Ⅱ.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)?2CO(g).平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖3所示.已知:氣體分壓(P)=氣體總壓(P)×體積分?jǐn)?shù).

(1)完成下列填空:
①650℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%.
②T℃時(shí),若充入等體積的CO2和CO,平衡不移動(dòng)(填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)
③925℃時(shí),P=$\frac{1}{96}$MPa,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)KP=0.24 MPa.

分析 Ⅰ.(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;
(2)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1 =-299 kJ•mol-1,升溫平衡逆向進(jìn)行平衡常數(shù)減小,平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK減小;
(3)①相同溫度下,同一容器中,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則CO的轉(zhuǎn)化率增大.
②p1小于p2,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大,則M點(diǎn)反應(yīng)速率小于N點(diǎn)反應(yīng)速率,Q點(diǎn)我的高于MN點(diǎn),反應(yīng)速率大;
③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),相同溫度時(shí)其平衡常數(shù)相等,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),其平衡常數(shù)減。
Ⅱ.(1)①由圖可知,650℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,設(shè)開始加入的二氧化碳為1mol,根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算;
②由圖可知,T℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)都為50%即為平衡狀態(tài);
③925℃時(shí),用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=$\frac{{P}^{2}(CO)}{P(C{O}_{2})}$來(lái)回答

解答 解:Ⅰ.(1)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=876+2×436-(3×413+343+465)=-299 kJ•mol-1,
故答案為:-299 kJ•mol-1
(2)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H1 =-299 kJ•mol-1,升溫平衡逆向進(jìn)行平衡常數(shù)減小,平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK減小,圖象中符合的是Ⅰ,
故答案為:I,反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)數(shù)值及平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨溫度升高變。
(3)①相同溫度下,同一容器中,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則CO的轉(zhuǎn)化率增大,根據(jù)圖象知,p1小于p2,
故答案為:小于;相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于平衡正移,提升CO的轉(zhuǎn)化率,故P1<P2;   
②p1小于p2,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大,則M點(diǎn)反應(yīng)速率小于N點(diǎn)反應(yīng)速率,Q點(diǎn)我的高于MN點(diǎn),反應(yīng)速率大,則M、N、Q三點(diǎn)平均速率ν(M)、ν(N)、ν(Q)大小關(guān)系為ν(M)<ν(N)<ν(Q),
故答案為:ν(M)<ν(N)<ν(Q);     
③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),相同溫度時(shí)其平衡常數(shù)相等,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),其平衡常數(shù)減小,根據(jù)圖象知,溫度:M=N<Q,則若M、N、Q三點(diǎn)的平衡常數(shù)KM、KN、KQ的大小關(guān)系為KM=KN>KQ
故答案為:KM=KN>KQ;
Ⅱ(1)①由圖可知,650℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,設(shè)開始加入的二氧化碳為1mol,轉(zhuǎn)化了xmol,
則有C(s)+CO2(g)?2CO(g)
開始        1        0
轉(zhuǎn)化        x       2x
平衡;     1-x      2x
所以$\frac{2x}{1-x+2x}$×100%=40%,解得x=0.25mol,則CO2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.25}{1}$×100%=25%,故答案為:25%;
故答案為:25.0%;    
②由圖可知,T℃時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡后CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)都為50%即為平衡狀態(tài),T℃時(shí),若充入等體積的CO2和CO平衡不移動(dòng),
故答案為:不移動(dòng);    
③925℃時(shí),P=$\frac{1}{96}$MPa,CO的體積分?jǐn)?shù)為96%,則CO2的體積分?jǐn)?shù)都為4%,所以用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=$\frac{{P}^{2}(CO)}{P(C{O}_{2})}$=$\frac{({P}_{總}(cāng)×96%)^{2}}{{P}_{總}(cāng)×4%}$=0.24 MPa,故答案為:0.24 MPa;

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡圖象、閱讀題目獲取信息的能力等,難度中等,需要學(xué)生具備運(yùn)用信息與基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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14.下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.屠呦呦女士用乙醚從黃花蒿中提取出青蒿素,該技術(shù)應(yīng)用了萃取原理
B.解釋化學(xué)反應(yīng)速率理論有碰撞理論和過(guò)渡態(tài)理論,其中過(guò)渡態(tài)理論可解釋溫度、催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
C.離子交換膜在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,如氯堿工業(yè)使用陽(yáng)離子交換膜
D.用氨水法處理燃煤煙氣中的二氧化硫,既可消除其污染,又可得到副產(chǎn)品硫酸銨

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15.下列氧化還原反應(yīng)中,水作為還原劑的是(  )
A.3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2B.3NO2+H2O═2HNO3+NO
C.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2D.2F2+2H2O═4HF+O2

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12.天津8.12爆炸事件中,港口保存有NaCN等劇毒物品.
(1)與C同主族的元素Ge位于第四周期,其原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)Na、C、N的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>C>Na.
(3)CN-中C原子的雜化軌道類型是sp,寫出一個(gè)與CN-具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子:N2(填分子式).
(4)NaCN可用于Au的提。4Au+8NaCN+2H2O+O2═4Na[Au(CN)2]+4NaOH.Na[Au(CN)2]中的配離子為[Au(CN)2]+,0.1mol配離子中含有的σ鍵數(shù)為0.4NA(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
(5)NaCN的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞中Na+與CN-之間的距離為acm,晶胞中Na+的配位數(shù)為6,則NaCN的密度為$\frac{49}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一.
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO+2CO═2CO2+N2.在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)c(CO2)隨溫度(T)和時(shí)間(t)的變化曲線如圖1所示.
①T1>(填“>”“<”或“=”)T2
②在T2溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=0.025mol/(L•s).
(2)NO2、O2和熔融NaNO3可形成燃料電池,其原理如圖2所示.通入O2的一極為正極(填“正極”或“負(fù)極”),該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成N2O5,其電極反應(yīng)式為NO2+NO3--e-=N2O5

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

15.已知孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3,還含少量FeO、SiO2.現(xiàn)以孔雀石為原料制備CuSO4•5H2O.

(1)實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①最佳選擇a(填代號(hào)),
a.H2O2      b.Cl2      c.KMnO4      d.HNO3
請(qǐng)寫出其對(duì)應(yīng)的離子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(2)溶液B中加入CuO作用是調(diào)節(jié)pH值,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀.
(3)由溶液C獲得CuSO4•5H2O晶體,需要經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾.
(4)25℃,F(xiàn)e(OH)3的Ksp=1×10-38,若要將溶液中的Fe3+沉淀完全,必需調(diào)節(jié)溶液pH>3.
(5)實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解500ml的CuSO4溶液一段時(shí)間后,撤去電源,若加入0.2mol Cu(OH)2恰好使電解液恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài),則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.8mol,原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為0.4mol•L-1

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2.下列物質(zhì)中,不能使酸性KMnO4溶液褪色的物質(zhì)是( 。
②乙烯③SO2          ④氯乙烯
⑤CH2═CH-COOH    ⑥苯          ⑦聚乙烯.
A.①⑥⑦B.①③④⑥C.①④⑦D.①③⑥⑦

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

19.工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成份為FeTiO3,含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$ H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
簡(jiǎn)要工藝流程如下:

回答下列問(wèn)題:
(1)FeTiO3中鐵的化合價(jià)為+2.
(2)試劑A為鐵粉.
(3)鈦液Ⅰ需冷卻至70℃左右,若溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2產(chǎn)率降低,原因是由于TiOSO4容易水解,若溫度過(guò)高,則會(huì)有較多的TiOSO4水解為固體H2TiO3,而經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入FeSO4•7H2O中,導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低.
(4)取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說(shuō)明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是Fe2+.這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是Fe2O3(填化學(xué)式).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.制備金屬鈉的化學(xué)方程式:2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl2↑.

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