【題目】氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol,
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol,
以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為______________________________________________________。
(2)工業(yè)上可用H2和CO2制備甲醇,其反應方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某溫度下,將1molCO2和3molH2充入體積不變的2L密閉容器中,發(fā)生上述反應,測得不同時刻反應前后的壓強關系如下表所示:
①用H2表示的前2h的平均反應速率v(H2)=_________。
②該溫度下,CO2的平衡轉化率為______________。
(3)在300℃、8MPa下,將CO2和H2按物質的量之比1:3通入一密閉容器中發(fā)生(2)中反應,達到平衡時,測得CO2的平衡轉化率為50%,則該反應條件下的平衡常數(shù)為Kp=_____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。
(4)CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa時,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如圖所示為不同溫度(T)下,平衡時四種氣態(tài)物質的物質的量(n)的關系。
①該反應的△H_______0(填“>”或“<”)。
②曲線c表示的物質為______(填化學式)。
【答案】CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) △H = + 165.0 kJ/mol 0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1) 40% 1/48或0.02 < C2H4
【解析】
(1)已知:①CH 4(g)+H 2 O(g)═CO(g)+3H 2(g)△H=+206.2kJ/mol
②CH 4(g)+CO 2(g)═2CO(g)+2H 2(g)△H=+247.4kJ/mol
由蓋斯定律,①×2-②得CH 4(g)+2H 2 O(g)═CO 2(g)+4H 2(g)△H=+165.0 kJ/mol,
故答案為:CH 4(g)+2H 2 O(g)═CO 2(g)+4H 2 (g)△H=+165.0 kJ/mol;
(2)①恒溫恒容時,氣體壓強之比等于其物質的量之比,2h時P后/P前=0.85,
設消耗CO2的物質的量為x mol。
CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g) V
1 3 1 1 2
x mol 2x mol
則有(4-2x) mol/4 mol=0.85 x=0.3
故前2h的平均反應速率v(H2)=0.3 mol×3/2L×2h=0.225 mol·L-1·h-1
②該溫度下,反應進行5h時達到平衡狀態(tài),此時P后/P前=0.80,設消耗CO2的物質的量為y mol,則有4-2y mol/4 mol=0.80,解得y=0.4,故CO2的平衡轉化率為0.4 mol/1 mol×100%=40%
本題答案::0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1) ;40%
(3)設開始時投入CO2和H2的物質的量分別為1 mol、3 mol,CO2的平衡轉化率為50%,則有: CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g)
起始/ mol 1 3 0 0
轉化/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡時p(CO2)=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa,p(H2)=8MPa×1.5 mol/3 mol=4 MPa,
p(CH3OH)=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa,p(H2O)=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa,
故該反應條件下的平衡常數(shù)為Kp= p(CH3OH)·p(H2O)/ p(CO2)·p(H2)= 1/48
(4)①由曲線變化可知隨著溫度升高,氫氣的物質的量逐漸增多,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應放熱△H<0. ②隨著溫度升高,氫氣的物質的量逐漸增多,因氫氣為反應物,則另一條逐漸增多的曲線a代表CO2,C2H4 (g)、H2O (g)都是生成物,隨著平衡逆向移動,二者的物質的量逐漸減小,由計量關系可知曲線a代表水,曲線c代表C2H4
本題答案:<;C2H4
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】I.中和熱測定:
(1)中和熱測定的實驗中,用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計、________、________。
(2)量取反應物時,取50 mL 0.50 mol·Lˉ1的鹽酸,還需加入的試劑是________(填序號)。
a.50 mL 0.50 mol·Lˉ1NaOH溶液
b.50 mL 0.55 mol·Lˉ1NaOH溶液
c.1.0 g NaOH固體
II.現(xiàn)用中和滴定測定某鹽酸的濃度,有關數(shù)據(jù)記錄如下:
滴定序號 | 待測液體積(mL) | 所消耗燒堿標準液的體積(mL) | ||
滴定前 | 滴定后 | 消耗的體積 | ||
1 | 25.00 | 0.50 | 25.12 | 24.62 |
2 | 25.00 | / | / | / |
3 | 25.00 | 5.00 | 29.58 | 24.58 |
(3)應用______式滴定管盛裝0.2500 mol/L燒堿標準液,錐形瓶中裝有25.00mL待測鹽酸溶液。
(4)如圖表示第二次滴定時50 mL滴定管中前后液面的位置。該次滴定所用標準燒堿溶液體積為_________mL。
(5)根據(jù)所給數(shù)據(jù),計算出該鹽酸的物質的量濃度(注意保留合適的有效數(shù)字),c (HCl) = _____________。
(6)讀數(shù)時,若滴定前仰視,滴定后俯視,則會使最終測定結果_________ (填“無影響”、“偏高”、“偏低”。下同);若裝標準液的滴定管在裝液前未用標準NaOH溶液潤洗,會使最終測定結果_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應,測定在不同時間(t)產(chǎn)生氫氣體積(V)的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制如圖,則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是( )
組別 | c(HCl)/(molL-1) | 溫度/℃ | 狀態(tài) |
1 | 2.0 | 25 | 塊狀 |
2 | 2.5 | 30 | 塊狀 |
3 | 2.5 | 50 | 粉末狀 |
4 | 2.5 | 30 | 粉末狀 |
A.④—③—②—①B.①—②—③—④
C.③—④—②—①D.①—②—④—③
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,B、D是飲食中兩種常見的有機物,F(xiàn)是一種有香味的物質,F(xiàn)中碳原子數(shù)是D的兩倍,F(xiàn)以A為主要原料合成F和高分子化合物E,其合成路線如圖所示。
(1)A的結構式為__________,B中決定其性質的重要官能團的名稱為____________。
(2)寫出反應的化學方程式并判斷反應類型。
①____________________________________反應類型:__________。
②_____________________________________反應類型:__________。
(3)實驗室怎樣鑒別B和D?_________________________。
(4)在實驗室里我們可以用如下圖所示的裝置來制取F,乙中所盛的試劑為_______,該溶液的主要作用是_____________________________________;
(5)該裝置圖中有一個明顯的錯誤是_____________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在密閉容器中一定量的混合氣體發(fā)生反應:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡時測得A的濃度為0.50mol/L,保持溫度不變,將容器的容積擴大到原來的兩倍,再達平衡時,測得A的濃度為0.30mol/L.下列有關判斷正確的是( )
A. 平衡向正反應方向移動 B. B的轉化率降低
C. x+y<z D. C的體積分數(shù)增大
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知以下信息:①1 mol N2的共價鍵斷裂吸收946 kJ的能量;1 mol H2的共價鍵斷裂吸收436 kJ的能量;形成1 mol NH3中的化學鍵釋放1 173 kJ的能量。②將一定量的N2和H2投入一密閉容器中,在一定條件下進行反應,測得有關數(shù)據(jù)如下:
N2(mol·L-1) | H2(mol·L-1) | NH3(mol·L-1) | |
起始時 | 3 | 3 | 0 |
2s末 | 2.6 | 1.8 | 0.8 |
根據(jù)以上相關數(shù)據(jù)回答問題:
(1)用H2表示該反應2 s內的平均反應速率為________
(2)______(填“能”或“不能”)確認該反應2 s末已達化學平衡狀態(tài)。
(3)寫出該反應的化學方程式:
________________________________________________________________________。
(4)氮氣和氫氣生成氨氣的過程______(填“釋放”或“吸收”)能量。
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【題目】已知反應A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常數(shù)K值與溫度的關系如表所示,830 ℃時,向一個2 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s時達平衡。下列說法不正確的是
溫度/℃ | 700 | 830 | 1200 |
K值 | 1.7 | 1.0 | 0.4 |
A. 達到平衡后,B的轉化率為50%
B. 增大壓強,正、逆反應速率均加快
C. 該反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動
D. 反應初始至平衡,A的平均反應速率v(A)=0.005 mol·L-1·s-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】環(huán)境監(jiān)測測定水中溶解氧的方法是:
①量取amL水樣,迅速加入固定劑MnSO4溶液和堿性KI溶液(含KOH),立即塞好瓶塞,反復振蕩,使之充分反應,其反應式為:2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2(該反應極快)。
②測定:開塞后迅速加入1~2 mL濃硫酸(酸化,提供H+),使之生成I2,再用bmol/L的Na2S2O3溶液滴定(以淀粉為指示劑),消耗VmL。有關反應式為:MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。
試回答:
(1)滴定過程中用到的玻璃儀器除了酸式滴定管、堿式滴定管外還缺少________________________。
(2)滴定操作時,左手控制滴定管,右手__________,眼睛要注視__________。
(3)滴定(I2和S2O32-反應)以淀粉為指示劑,終點時溶液由__________色變?yōu)?/span>__________色。
(4)水中溶解氧的計算式是__________(以g/L為單位)。
(5)測定時,滴定管經(jīng)蒸餾水洗滌后即加滴定劑Na2S2O3溶液,導致測定結果__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”,下同)。
(6)記錄測定結果時,滴定前仰視刻度線,滴定到達終點時又俯視刻度線,將導致滴定結果__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】室溫下,把下列各題的結果填在橫線上。
(1)c(OH-)=1×10-3mol/L的溶液的pH=___________________
(2)0.01mol/L HNO3溶液中,水電離出的H+的物質的量的濃度c(H+)=_________________
(3)某溶液由水電離出H+的物質的量的濃度c(H+)= 1×10-5mol/L,則該溶液可以是______(填“硫酸”或“氯化銨”或 “氫氧化鈉” 或“氯化鈉”)溶液
(4)將0.39g過氧化鈉溶于足量水中并配成100 mL溶液,則溶液的pH=_____________
(5)0. 12mol/L HCl溶液與0.1mol/L 的NaOH溶液等體積混合,混合液的pH=___________
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