開(kāi)發(fā)使用清潔能源,發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)? △H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)? △H=+165.0 kJ·mol-1
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使合成氨的催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2,同時(shí)可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱(chēng)為一氧化碳變換反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是??????? 。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來(lái)源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)? ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為___________。(填“<”、“>”、“=” );
②100℃時(shí),將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應(yīng),能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內(nèi)氣體密度恒定??
b.單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時(shí)生成0.3 mol H2
c.容器的壓強(qiáng)恒定??????
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
(3)25℃時(shí),在20mL0.1mol/L氫氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,測(cè)得混合溶液的pH變化曲線如圖所示,下列說(shuō)法正確的是_____。
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水電離出的c(H+)相等
B.①點(diǎn)時(shí)pH=6,此時(shí)溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②點(diǎn)時(shí),溶液中的c(F-)=c(Na+)
D.③點(diǎn)時(shí)V=20mL,此時(shí)溶液中c(Na+)=0.1mol/L
(4)長(zhǎng)期以來(lái),一直認(rèn)為氟的含氧酸不存在。1971年美國(guó)科學(xué)家用氟氣通過(guò)細(xì)冰末時(shí)獲得HFO,其結(jié)構(gòu)式為H—O—F。HFO與水反應(yīng)得到HF和化合物A,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為????????????????????? 。
(1) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)? △H=-41.2 kJ·mol-1?????? (2分)
(2)① KC = KB >KA??? ? (2分)
② cd???? (2分)
(3)BC??? (2分)
(4)H2O+HFO=HF+H2O2? (2分)
【解析】
試題分析:(1) 先對(duì)已知熱化學(xué)方程式編號(hào)為①②,觀察發(fā)現(xiàn)②-①可得,CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)? △H=-41.2 kJ·mol-1;
(2)① 平衡常數(shù)指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以B、C兩點(diǎn)是相同的溫度,所以KC = KB,然后A、B兩點(diǎn)相比,從A到B,甲烷的轉(zhuǎn)化率變大,說(shuō)明向正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)變大,所以KB>KA ,所以答案是KC = KB >KA;
② 該容器的體積保持不變,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不變,所以容器內(nèi)氣體的密度不變,所以不能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故a錯(cuò)誤;單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時(shí)生成0.3 mol H2,都代表v正,所以不能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故b錯(cuò)誤;隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量增大,容器容積不變,壓強(qiáng)增大,當(dāng)容器的壓強(qiáng)恒定時(shí),說(shuō)明到達(dá)平衡,故c正確;3v正(CH4) = v逆(H2),物質(zhì)的正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,反應(yīng)到達(dá)平衡,故d正確,所以選cd;
(3)pH=3的HF溶液,由水電離出的c(H+)==10-11mol·L-1,pH=11的NaF溶液中,由水電離出的c(H+)=10-14/10-11=10-3mol·L-1,A錯(cuò);①點(diǎn)時(shí),根據(jù)電子守恒,c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),c(F-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6-=9.9×10-7mol/L,B對(duì);根據(jù)電子守恒,c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),②點(diǎn)時(shí)pH=7,溶液中的c(H+)-c(OH-),所以c(F-)=c(Na+),C對(duì);③點(diǎn)時(shí)V=20mL,此時(shí)溶液中c(Na+)==0.05mol/L,所以選BC;
(4)電負(fù)性F>O,故H-O-F中F元素表現(xiàn)-1價(jià),與水反應(yīng)生成HF,發(fā)生水解反應(yīng),可推知A為H-O-O-H,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:H2O+HFO=HF+H2O2。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡圖象及影響因素、平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)判斷、弱電解質(zhì)的電離、離子濃度比較等。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年北京市通州區(qū)高三年級(jí)上學(xué)期期末摸底考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
開(kāi)發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”,正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 = – 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = – 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1) ΔH3 = – 44.0 kJ/mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___________。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來(lái)源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為_(kāi)__________。
②100℃時(shí),將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應(yīng),能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內(nèi)氣體密度恒定
b.單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時(shí)生成0.3 mol H2
c.容器的壓強(qiáng)恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,則100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =___________
(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)設(shè)計(jì)成如圖b所示的電池裝置,則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:模擬題 題型:單選題
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