【題目】(1)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)===2CO(g);ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)===SO2(g);ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
請(qǐng)寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________________
(2)在2 L固定體積的密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:
時(shí)間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=_______________________。已知:K300℃>K350℃,則該反應(yīng)是______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
②下圖表示NO2的變化的曲線是__________。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=__________。
③能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器內(nèi)密度保持不變
④為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。
a.及時(shí)分離出NO2氣體 b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度 d.選擇高效催化劑
【答案】2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g);ΔH=-270 kJ·mol-1 放熱 b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1 bc c
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律將已知的幾個(gè)熱化學(xué)方程式加合運(yùn)算。
(2)①書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)注意:將生成物濃度的冪之積作分子,反應(yīng)物濃度的冪之積作分母。根據(jù)K300℃>K350℃可知溫度升高平衡常數(shù)減小,生成物濃度減小,平衡逆向移動(dòng),結(jié)合勒夏特列原理分析。②中坐標(biāo)曲線是濃度隨時(shí)間的變化曲線,要分析出NO2幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)(初始、1s或2s時(shí)刻、平衡時(shí))的濃度值即可確定NO2的變化曲線。③根據(jù)正、反應(yīng)速率是否相等判斷;或者根據(jù)某一物理量不變分析,如果該物理量在反應(yīng)中一直在變化,該物理量不變可說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。④根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理綜合分析。
(1)根據(jù)蓋斯定律將①-②-③得熱化學(xué)方程式2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g); ΔH=-393.5kJ/mol-172.5kJ/mol-(-296.0kJ/mol)=-270kJ/mol,即所求熱化學(xué)方程式為2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g); ΔH=-270kJ/mol。
(2)由表格數(shù)據(jù)可知:可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在第3s、4s、5s已處于平衡狀態(tài)。①平衡常數(shù)是生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,;當(dāng)K300℃>K350℃,即溫度升高(3000C→3500C)平衡常數(shù)減小,生成物濃度減小反應(yīng)物濃度增大,即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),根據(jù)勒夏特列原理,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
②由表格中數(shù)據(jù)知從0~2s內(nèi)NO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.02mol-0.008mol=0.012mol,根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系NO~NO2可知0~2s內(nèi)生成NO2物質(zhì)的量為0.012mol,即第2s時(shí)NO2的濃度c(NO2)= =0.006mol/L(因NO2初始濃度為0),同理平衡時(shí)c(NO2)=0.0065mol/L,從圖像上看只有b曲線符合;0~2s內(nèi)用NO2表示的平均反應(yīng)速率為,用O2表示的平均反應(yīng)速率=1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
③a.根據(jù)v(NO2)=2v(O2),無法確定該可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率是否相等,無法確定該反應(yīng)是否已達(dá)平衡狀態(tài),a項(xiàng)錯(cuò)誤;b.根據(jù)阿伏加德羅定律及其推論知,相同溫度和體積下,任何氣體的壓強(qiáng)與粒子數(shù)成正比,對(duì)于可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)來說反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同,因此在到達(dá)平衡前容器中氣體壓強(qiáng)一直在變化,所以容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),b項(xiàng)正確;c.根據(jù)v逆(NO)=2v正(O2),即v逆(NO):v正(O2)=2:1,不同物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,表明此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),c項(xiàng)正確;d.容器中氣體的總質(zhì)量和容器的體積在反應(yīng)過程中都沒有變化,根據(jù)密度公式,所以反應(yīng)過程中容器內(nèi)密度一直沒有變化,容器內(nèi)密度保持不變,不能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),d項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選bc。
④a.分離出NO2氣體,容器中NO2的濃度減小,反應(yīng)速率減慢,a項(xiàng)錯(cuò)誤;b.升高溫度反應(yīng)速率增大,因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng),逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),b項(xiàng)錯(cuò)誤;c. 增大O2的濃度,反應(yīng)速率增大,根據(jù)勒夏特列原理,增加反應(yīng)物濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c項(xiàng)正確;d.使用催化劑可使反應(yīng)速率增大,但平衡不發(fā)生移動(dòng),d項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選c。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知巖腦砂的主要成分為NH4Cl,實(shí)驗(yàn)室可通過過量氨氣和氯氣反應(yīng)制NH4Cl。
I.實(shí)驗(yàn)室制NH4Cl
(1)寫出B中反應(yīng)的離子方程式_________________________________。
(2)為使氨氣和氯氣在D中充分混合并反應(yīng),上述裝置的連接順序?yàn)?/span>a→d→c_____、______←j←i←h←g←b;寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。
(3)若要檢驗(yàn)NH4Cl,除蒸餾水、稀HNO3、AgNO3溶液、紅色石蕊試紙外還需要的試劑為___________。
Ⅱ:天然巖腦砂中NH4Cl,純度的測(cè)定(雜質(zhì)不影響NH4Cl純度測(cè)定)
已知:2NH4 C1+3CuO3Cu+2HC1↑+N2↑+3H2O
實(shí)驗(yàn)步驟:①準(zhǔn)確稱取1.19g巖腦砂。②將巖腦砂與足量氧化銅混合加熱(裝置如下)。
(1)連接儀器,檢查裝置氣密性:先將K中裝入水,然后加熱G,______________________,則氣密性良好。
(2)H中濃硫酸的作用是_________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,恢復(fù)至原溫,通過K測(cè)得氣體體積為224mL(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則天然巖腦砂中NH4C1的純度為___________。(保留三位有效數(shù)字)
(4)某同學(xué)通過測(cè)I的增重來計(jì)算天然巖腦砂中NH4C1的質(zhì)量分?jǐn)?shù),則所得NH4C1的純度___________。(填“偏高”、“偏低”、“無影響”)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣,是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。我國的頁巖氣儲(chǔ)量超過其他任何一個(gè)國家,可采儲(chǔ)量有1275萬億立方英尺。這些儲(chǔ)量足夠中國使用300多年,有關(guān)頁巖氣的敘述錯(cuò)誤的是
A. 頁巖氣屬于清潔能源 B. 頁巖氣屬于一次能源
C. 頁巖氣屬于一種新能源 D. 頁巖氣屬于不可再生能源
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)題意解答
(1)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),以檢驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)后①中的溫度升高;②中的溫度降低.由此判斷鋁條與鹽酸的反應(yīng)是___________熱反應(yīng),Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)是________________________熱反應(yīng).反應(yīng)過程___________________________(填“①”或“②”)的能量變化可用圖2表示.
(2)為了驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>_________(填序號(hào)).
(3)將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池,其利用率更高,裝置如圖4所示(a、b為多孔碳棒)處電極入口通甲烷(填A(yù)或B),其電極反應(yīng)式為_____________________ .
(4)如圖5是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.請(qǐng)回答下列問題:
①當(dāng)電極a為Al、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí),寫出該原電池正極的電極反應(yīng)式為___________________________ .
②當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時(shí),該原電池的正極為_______;該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為_____________________________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在80℃時(shí),0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2O42NO2-Q,隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下數(shù)據(jù):
時(shí)間(s)n(mol) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
(1)計(jì)算20s—40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為____。
(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。
(3)反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低,混合氣體的顏色___(填“變淺”、“變深”或“不變”)。
(4)要增大該反應(yīng)的K值,可采取的措施有(填序號(hào))___,若要重新達(dá)到平衡時(shí),使[NO2]/[N2O4]值變小,可采取的措施有(填序號(hào))___。
A.增大N2O4的起始濃度 B.向混合氣體中通入NO2
C.使用高效催化劑 D.升高溫度
(5)如圖是80℃時(shí)容器中N2O4物質(zhì)的量的變化曲線,請(qǐng)?jiān)谠搱D中補(bǔ)畫出該反應(yīng)在60℃時(shí)N2O4物質(zhì)的量的變化曲線。____
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知MnO2、Fe3+、Cu2+等均可以催化過氧化氫的分解。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為確定過氧化氫分解的最佳催化條件,用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)物用量和反應(yīng)停止的時(shí)間數(shù)據(jù)如下表:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)盛裝雙氧水的化學(xué)儀器名稱是__________。
(2)如何檢驗(yàn)該套裝置的氣密性__________________________________________________。
(3)相同濃度的過氧化氫,其分解速率隨著二氧化錳用量的增加而__________。
(4)從實(shí)驗(yàn)效果和“綠色化學(xué)”角度考慮,雙氧水的濃度相同時(shí),加入______g的二氧化錳為較佳選擇。
(5)某同學(xué)查閱資料知道,H2O2是一種常見的氧化劑,可以將Fe2+氧化為Fe3+,他在FeCl2溶液中加入過氧化氫溶液,發(fā)現(xiàn)溶液由淺綠色變成了棕黃色,過了一會(huì),又產(chǎn)生了氣體,猜測(cè)該氣體可能為______,產(chǎn)生該氣體的原因是_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨基鈉(NaNH2)是制取靛青染料、肼和氰化鈉等工業(yè)品的原料,可將氨通過 250 -360℃金屬鈉制得。氨基鈉在空氣中易氧化、易燃,與水強(qiáng)烈反應(yīng),露置空氣中易吸收水分和二氧化碳。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組擬采用如圖所示的裝置制備氨基鈉,回答下列相關(guān)問題:
(1)上面各裝置組裝為制取氨基鈉裝置時(shí),按氣體流向合理的連接順序?yàn)?/span>___________(選填編號(hào))。
Ⅰ.a-b-c-f-g-d-e-h-i Ⅱ.a-d-e-f-g-h-i-b-c
Ⅲ.a-h-i-f-g-d-e-b-c Ⅳ.a-h-i-b-c-f-g-d-e
(2)儀器組裝完成后下一步的操作名稱是_________________________________。
(3)A裝置中加入試劑合理的是______________________。簡(jiǎn)述A中產(chǎn)生氨氣的原理______________________。
a.濃氨水 b.濃氨水與CaO c.NH4C1與Ca(OH)2
(4)裝置B的作用是______________________(答出兩條)。
(5)裝置C中盛放的試劑為______________________。
(6)下列實(shí)驗(yàn)操作步驟合理的順序?yàn)?/span>______________________(用步驟序號(hào)填空)。
①點(diǎn)燃D處酒精燈加熱 ②打開分液漏斗活塞,使產(chǎn)生氣體并通入一段時(shí)間 ③充分反應(yīng)后停止加熱 ④關(guān)閉分液漏斗活塞;步驟②的目的是______________________。
(7)為簡(jiǎn)化制備裝置,甲同學(xué)提出可用裝有五氧化二磷的球形干燥管代替原裝置的末端兩個(gè)儀器,乙同學(xué)認(rèn)為甲的方案不可行,乙的理由可能是_________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】能源、環(huán)境與生產(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。
(1)工業(yè)上利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ,已知反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:
化學(xué)鍵 | H—H | C—O | C≡O(shè) | H—O | C—H |
E/(kJ/mol) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
則 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=__________kJmol-1
(2)以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。
B極為電池______極,B極的電極反應(yīng)式為_________________________________。
(3)參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù),回答下列問題:
溫度/℃ | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù) | 667 | 100 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
①該反應(yīng)正反應(yīng)是 ___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng);
②在T℃時(shí),1L密閉容器中,投入0.1molCO和0.2molH2,達(dá)到平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為50%,則T=__________℃。
(4)CH3OH也可由CO2和H2合成。在體積為1L的密閉容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= — 49.0kJ/mol,測(cè)得CO2和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______;從反應(yīng)開始到10min,v(H2)=_____mol/(L·min);
②下列情況能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)
A.v(CO2)消耗 = v(CH3OH)生成
B.氣體的密度不再隨時(shí)間改變
C.CO2和CH3OH的濃度之比不再隨時(shí)間改變
D.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間改變
③為了加快化學(xué)反應(yīng)速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量增大,只改變下列某一條件,可采取的措施有__ (填字母)
A.升高溫度 B.縮小容器體積
C.再充入CO2氣體 D.使用合適的催化劑
④相同溫度下,在另一個(gè)容積為1 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molH2O(g),達(dá)到平衡時(shí)CO2的濃度_______(填“>”、“ <”或“=”)0.25mol/L。
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