實驗組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
分析 (1)反應中C元素的化合價升高,錳元素的化合價升高,可結合氧化還原反應中得失電子數(shù)相等先確定氧化劑KMnO4及其還原產(chǎn)物的系數(shù)、還原劑C及其氧化產(chǎn)物CO2的系數(shù),再結合原子守恒推斷其它反應物和生成物的系數(shù)并確定未知物的組成與系數(shù);
(2)①由表中數(shù)據(jù)可知,CO的物質的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol,根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$ 計算v(CO),再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(CO2);
②利用三段式計算平衡時,各組分的物質的量,該反應是氣體體積不變的反應,故利用物質的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù);第二組溫度比第一組高,反應物物質的量比第一組減半,但是平衡時CO2的物質的量比第一組的一半少,表明該反應為放熱反應;
(3)根據(jù)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水,結合①②熱化學方程式運用蓋斯定律計算出反應熱并寫出熱化學方程式.
解答 解:(1)高錳酸鉀中錳元素化合價降低7-2=5價,碳元素化合價升高4-0=4價,化合價升高數(shù)=化合價降低數(shù),所以高錳酸鉀前的系數(shù)是4,碳單質前的系數(shù)是5,根據(jù)原子守恒,二氧化碳前是5,硫酸錳前是4,硫酸鉀前面是2,根據(jù)硫酸跟守恒,所以硫酸前面是6,據(jù)氧原子和氫原子守恒,產(chǎn)物少6個水分子,得化學反應方程式為5C+4KMnO4+6 H2SO4=5CO2↑+4MnSO4+2K2SO4+6H2O,故答案為:5;4;6;5;4;2;6H2O;
(2)①由表中數(shù)據(jù)可知,CO的物質的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol,v(CO)=$\frac{\frac{△n}{△V}}{△t}=\frac{\frac{1.6mol}{2L}}{6mil}=\frac{2}{15}$mol/(L•min),速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(CO2)=v(CO)=$\frac{2}{15}$mol/(L•min)=0.13mol/(L•min),故答案為:0.13mol/(L•min);
②平衡時CO的物質的量為1.6mol,則:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),
開始(mol):2 1 0 0
變化(mol):0.4 0.4 0.4 0.4
平衡(mol):1.6 0.6 0.4 0.4
該反應前后氣體體積不變,故利用物質的量代替濃度計算平衡常數(shù),故900℃時該反應平衡常數(shù)k=$\frac{c(C{O}_{2})c({H}_{2})}{c(CO)c({H}_{2}O)}=\frac{0.4×0.4}{1.6×0.6}$=0.17,實驗1中CO的轉化率為$\frac{1.6}{4}$×100%=40%,實驗2中CO的轉化率為$\frac{0.4}{2}$×100%=20%,則實驗1的轉化率大于實驗2,則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動,正反應放熱,
故答案為:$\frac{c({CO}_{2})c({H}_{2})}{c(CO)c({H}_{2}O)}$;放熱;
(3)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2 (g)△H2=-566.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①-②得2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(g),該反應的反應熱△H=-1275.6kJ/mol-(-566.0kJ/mol)=-709.6kJ/mol
故該反應熱化學方程式為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(g)△H=-354.8kJ/mol,
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8kJ/mol.
點評 本題考查較為綜合,涉及化學平衡常數(shù)、化學平衡計算、熱化學方程式書寫、氧化還原方程式配平等,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題
A. | 118號元素應該位于周期表的0族元素氡之下 | |
B. | 制造出的118號元素的一個原子中子數(shù)為179,則該原子的摩爾質量297 | |
C. | 目前還沒有發(fā)現(xiàn)117號元素,推測117號元素應該屬于金屬元素 | |
D. | 118號原子可衰變成116號元素,該過程不屬于化學變化 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 1 mol Cu2S參加反應時有10 mol電子轉移 | |
B. | 參加反應的n(Cu2S):n(HNO3)=1:5 | |
C. | 反應中Cu2S作還原劑 | |
D. | 產(chǎn)物n[Cu(NO3)2]:n[CuSO4]=l:1 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 一個小黑點表示一個電子 | B. | 黑點的多少表示電子個數(shù)的多少 | ||
C. | 表示電子運動的軌跡 | D. | 電子在核外空間出現(xiàn)機會的多少 |
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