【題目】工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法”生產(chǎn)氫氣,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H=+161.1kJ·mol-1
(1)已知溫度、壓強(qiáng)對甲烷平衡時的體積分?jǐn)?shù)的影響如圖1,請回答:
①圖1中a、b、c、d四條曲線中的兩條代表壓強(qiáng)分別為1MPa、2MPa時甲烷體積分?jǐn)?shù)的曲線,其中表示1MPa的是_____。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù):K(600℃)___(填“>”“<”或“=”)K(700℃)。
(2)①已知:在700℃、1MPa時,1molCH4與1molH2O在1L的密閉容器中反應(yīng),6min時達(dá)到平衡(如圖2),此時CH4的轉(zhuǎn)化率為__,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為____(結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字)。
②從圖2分析,由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向是____(填“向正反應(yīng)方向”或“向逆反應(yīng)方向”)移動,采取的措施可能是____。
【答案】a < 80% 276.5 向逆反應(yīng)方向 將容器體積縮小為原來的1/2或加入原平衡等量的氫氣
【解析】
(1)根據(jù)外界條件對平衡狀態(tài)的影響分析;
(2)①結(jié)合圖像和三段式計算CH4的轉(zhuǎn)化率和該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù);
②根據(jù)壓強(qiáng)對平衡狀態(tài)的影響分析解答。
(1)①由CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ/mol可知,隨著溫度的升高,平衡向正反應(yīng)方向移動,甲烷的平衡含量會逐漸減小,因此排除曲線c、d,又因增大壓強(qiáng),平衡逆向移動,甲烷的平衡含量增大,故1Mpa是曲線a,2Mpa的是曲線b;
②由CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ/mol可知,隨著溫度的升高,平衡向正反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)增大,因此該反應(yīng)的平衡常數(shù):600℃時小于700℃;
(2)① CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
起始(mol/L):1 1 0 0
變化(mol/L):0.8 0.8 0.8 2.4
平衡(mol/L):0.2 0.2 0.8 2.4
此時CH4的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%;
該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==276.5mol2L-2;
②由圖2可知,在7min時,氫氣的濃度增大了一倍,可能是縮小體積為原來的或增加了等量的氫氣,無論是增大壓強(qiáng),還是增大氫氣的濃度,平衡均是逆向移動。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)熱化學(xué)方程式及其敘述正確的是( )
A. 氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol-1,則水分解的熱化學(xué)方程式為:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
B. 已知2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221 kJ·mol-1,則石墨的燃燒熱為110.5 kJ·mol-1
C. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,則在一定條件下將1 mol N2和3 mol H2置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,最多可放出92.4 kJ的熱量
D. 氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol-1,則氫氣的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:H2(g)+1/2O2(g) ===H2O(l) ΔH=-285.5 kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】大氣污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。
(1)汽車尾氣中的CO、NOx、碳?xì)浠衔锸谴髿馕廴疚铩?/span>
①使用稀土等催化劑能將CO、NO轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ·mol-1
寫出NO(g)與CO(g)催化轉(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(E)的熱化學(xué)方程式__________________。
②醛類、O3、PAN(過氧硝酸乙酰)等污染物氣體和顆粒物所形成的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。某研究性學(xué)習(xí)小組為模擬光化學(xué)煙霧的形成,用紫外線照射裝在密閉容器內(nèi)的被污染空氣樣品,所得物質(zhì)的濃度隨時間的變化如圖1所示。請你根據(jù)光化學(xué)煙霧的形成原理,對減少光化學(xué)煙霧的發(fā)生提出一個合理建議___________________。
(2)利用NH3催化還原氮氧化物(SCR技術(shù))是目前應(yīng)用廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。
①SCR技術(shù)的主要化學(xué)反應(yīng)之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) △H,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度T的升高而減小,則該反應(yīng)的△H__________0 (填“>”、“ <”或“”=)。
②SCR技術(shù)的另一主要反應(yīng)為4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1627.2kJ·mol-1。NO和NH3在有氧條件及Ag2O催化作用下,當(dāng)反應(yīng)溫度升高到550~700℃,NO轉(zhuǎn)化率明顯下降,NO2產(chǎn)率明顯上升(見圖2)的可能原因是______________。(用化學(xué)方程式表達(dá))
(3)目前,科學(xué)家還在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機(jī)理示意圖如圖3,脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖4所示。
①寫出該脫硝原理總反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。
②為達(dá)到最佳脫硝效果,應(yīng)選擇的條件是______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】烯烴復(fù)分解反應(yīng)可形象地描述為交換舞伴(如圖所示):
烯烴復(fù)分解反應(yīng)中的催化劑是金屬卡賓(如CH2=M),金屬卡賓與烯烴分子相遇后,兩對舞伴會暫時組合起來,手拉手跳起四人舞蹈。隨后它們“交換舞伴”,組合成兩個新分子,其中一個是新的烯烴分子,另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烯烴分子,再次“交換舞伴”。根據(jù)以上信息進(jìn)行判斷,如果把C6H5CH2CH=CH2與CH2=M在一定條件下混合反應(yīng),下列產(chǎn)物不可能存在的是 ( )
A. C6H5CH2CH=M B. CH2=CH2
C. C6H5CH2CH2C6H5 D. C6H5CH2CH=CHCH2C6H5
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【題目】工業(yè)合成氨的反應(yīng)如下:3H2+N22NH3。某溫度下,在容積恒定為2.0 L的密閉容器中充入2.0 mol N2和2.0 mol H2,一段時間后反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(NH3)/mol | 0 | 0.24 | 0.36 | 0.40 | 0.40 |
(1)0~50 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(N2)=_______________。
(2)250 s時,H2的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)已知N≡N的鍵能為946 kJ·mol-1,H-H的鍵能為436 kJ·mol-1,N-H的鍵能為391 kJ·mol-1,則生成1 mol NH3過程中的熱量變化為_______kJ。下圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是_____(填字母)。
A. B.
(4)為加快反應(yīng)速率,可以采取的措施__________。
a.降低溫度;b.增大壓強(qiáng);c.恒容時充入He氣;d.恒壓時充入He氣;e.及時分離出NH3
(5)下列可判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。
A 氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
B N2、H2的反應(yīng)速率比為1:3
C 混合氣體的密度不變
D 生成1mol N2的同時生成2mol NH3
E N2、H2、NH3物質(zhì)的量之比等于系數(shù)比
F 混合氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定,在酸性溶液中分解產(chǎn)生S、SO2。
Ⅰ.Na2S2O3的制備。工業(yè)上可用反應(yīng):2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得,實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示。
(1)b中反應(yīng)的離子方程式為____,c中試劑為_____。
(2)反應(yīng)開始后,c中先有渾濁產(chǎn)生,后又變澄清。此渾濁物是_____。
(3)實驗中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有______(寫出兩條)。
(4)為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量,實驗中通入的SO2,不能過量,原因是____。
(5)制備得到的Na2S2O3中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。設(shè)計實驗,檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4:_____。
Ⅱ.探究Na2S2O3與金屬陽離子的氧化還原反應(yīng)。
資料:ⅰ.Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
ⅱ.Ag2S2O3為白色沉淀,Ag2S2O3可溶于過量的S2O32-
裝置 | 編號 | 試劑X | 實驗現(xiàn)象 |
① | Fe(NO3)3溶液 | 混合后溶液先變成紫黑色, 30s后溶液幾乎變?yōu)闊o色 | |
② | AgNO3溶液 | 先生成白色絮狀沉淀,振蕩后,沉淀溶解,得到無色溶液 |
(6)根據(jù)實驗①的現(xiàn)象,初步判斷最終Fe3+被S2O32-還原為Fe2+。從化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的角度解釋實驗Ⅰ的現(xiàn)象:_____。
(7)同濃度氧化性:Ag+ > Fe3+。實驗②中Ag+未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原因是____。
(8)進(jìn)一步探究Ag+和S2O32-反應(yīng)。
裝置 | 編號 | 試劑X | 實驗現(xiàn)象 |
③ | AgNO3溶液 | 先生成白色絮狀沉淀,沉淀很快變?yōu)辄S色、棕色,最后為黑色沉淀。 |
實驗③中白色絮狀沉淀最后變?yōu)楹谏恋?/span>(Ag2S)的化學(xué)方程式如下,填入合適的物質(zhì)和系數(shù):Ag2S2O3+___=Ag2S+___
(9)根據(jù)以上實驗,Na2S2O3與金屬陽離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)和___有關(guān)(寫出兩條)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列因果關(guān)系表述正確的是( )
A. 硅晶體具有半導(dǎo)體性能,可用于光導(dǎo)纖維
B. NH3易溶于水,可用作制冷劑
C. 鐵比銅金屬性強(qiáng),可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
D. 氯水中的次氯酸具有氧化性,可用于自來水的殺菌消毒
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【題目】某離子反應(yīng)涉及到 H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法不正確的是 ( )
A. 該反應(yīng)中Cl-為還原產(chǎn)物
B. 氧化劑與還原劑物質(zhì)的量比為3:2
C. 消耗1 mol還原劑,轉(zhuǎn)移6 mol電子
D. 氧化性:ClO-比 N2強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】兩份質(zhì)量均為mg的Na2CO3、NaHCO3固體混合物,加熱第一份充分反應(yīng)得到CO2質(zhì)量是x g,向加熱后所得固體中加入足量的鹽酸得到CO2 a g;向第二份中直接加入足量鹽酸得到CO2的質(zhì)量是bg。則x等于
A.2aB.2bC.b-2aD.b-a
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