【題目】煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生大量SO2、NO對(duì)環(huán)境影響極大。

(1)使用清潔能源可有效減少SO2等的排放。煤的液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點(diǎn)推廣的能源綜合利用方案,最常見(jiàn)的液化方法為用煤生產(chǎn)CH3OH。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)如下:

iCO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol

iiCO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol

iiiCO(g)2H2(g) CH3OH(g) ΔH3

ΔH3________。

(2)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)i,改變溫度時(shí),該反應(yīng)中的所有物質(zhì)都為氣態(tài),起始溫度、體積相同(T1 ℃、2 L密閉容器)。反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表:

反應(yīng)時(shí)間

CO2/mol

H2/mol

CH3OH/mol

H2O/mol

反應(yīng)Ⅰ恒

溫恒容

0 min

2

6

0

0

10 min

4.5

20 min

1

30 min

1

反應(yīng)Ⅱ絕

熱恒容

0 min

0

0

2

2

①達(dá)到平衡后,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K()________K()(填“>”“<”或“=”下同);平衡時(shí)CO2的濃度c()________c()。

②對(duì)反應(yīng)Ⅰ,在其他條件不變下,若30 min時(shí)只改變溫度為T2 ℃,再次平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為2.5 mol,則T1________T2(填“>”“<”或“=”)。

③若30 min時(shí)只向容器中再充入1 mol H2(g)1 mol H2O(g),則平衡________移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”)

(3)研究人員發(fā)現(xiàn),將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒,能夠降低燃煤時(shí)NO的排放,主要反應(yīng)為:2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)。在一定溫度下,于2 L的恒容密閉容器中充入0.1 mol NO0.3 mol CO發(fā)生該反應(yīng),如圖為容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p)與起始?jí)簭?qiáng)(p0)的比值(p/p0)隨時(shí)間的變化曲線。

05 min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(NO)________;平衡時(shí)N2的產(chǎn)率為________。

②若13 min時(shí),向該容器中再充入0.06 mol CO2,15 min時(shí)再次達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)/的比值應(yīng)在圖中A點(diǎn)的________(填“上方”或“下方”)

【答案】(a+b)kJ/mol < > > 正向 6×103 mol/(L·min 80% 上方

【解析】

(1)已知:iCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol

iiCO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol

iiiCO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3

根據(jù)蓋斯定律可知iii即得到CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-(a+b)kJ/mol。

(2)①正反應(yīng)放熱,反應(yīng)I是恒溫恒容容器,反應(yīng)Ⅱ絕熱恒容,圖表中反應(yīng)Ⅱ若恒溫恒容達(dá)到相同平衡狀態(tài),Ⅱ?yàn)槟嫦蚝闳萁^熱,溫度降低,平衡正向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大,所以達(dá)到平衡后,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(Ⅰ)<K(Ⅱ),平衡時(shí)CO2的濃度c(Ⅰ)>c(Ⅱ)。

②對(duì)反應(yīng)Ⅰ,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量是3mol,在其他條件不變下,若30 min時(shí)只改變溫度為T2 ℃,再次平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為2.5 mol,說(shuō)明平衡正向進(jìn)行溫度降低,則T1T2。

③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知反應(yīng)Ⅰ中平衡時(shí)二氧化碳、氫氣、甲醇、水蒸氣濃度分別是(mol/L0.5、1.50.5、0.5,則該溫度下平衡常數(shù)為。若30 min時(shí)只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),濃度熵為,則平衡正向移動(dòng)。

(3)①根據(jù)圖像可知5min時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量是0.4mol×0.9250.37mol,物質(zhì)的量減少0.03mol,根據(jù)方程式2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)可知消耗NO0.06mol,濃度是0.03mol/L,所以05 min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(NO)=0.03mol/L÷5min6×103 mol/(L·min);同理可計(jì)算平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量是0.4mol×0.90.36mol,減少0.04mol,所以生成氮?dú)馐?/span>0.04mol,理論上生成氮?dú)馐?/span>0.05mol,則平衡時(shí)N2的產(chǎn)率為。

②若13 min時(shí),向該容器中再充入0.06 mol CO2,若平衡不移動(dòng),則。增大生成物濃度平衡逆向進(jìn)行,混合氣體的物質(zhì)的量增大,則再次達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)/的比值應(yīng)在圖中A點(diǎn)的上方。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1)氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NONH3,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。

①能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___

a.反應(yīng)速率v(NH3)=v(N2)

b.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而發(fā)生變化

c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時(shí)間而發(fā)生變化

d.容器內(nèi)n(NO)n(NH3)n(N2)n(H2O)=6456

e.12mol N-H鍵斷裂的同時(shí)生成5mol N≡N

②某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得容器內(nèi)NON2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示,圖中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v()___v()d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率關(guān)系是v()___v()。(填﹥、﹤或﹦)。

(2)一定條件下,在2L密閉容器內(nèi),反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)n(NO2)隨時(shí)間變化如下表:

①用N2O4表示02s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為___。在第5s時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率為___

②根據(jù)上表可以看出,隨著反應(yīng)進(jìn)行,反應(yīng)速率逐漸減小,其原因是__

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料,回答下列問(wèn)題:

1NH3的電子式______。

2)氯化銨水溶液顯酸性,其原因?yàn)?/span>______(用離子方程式表示),0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固體,溶液的pH______(填升高降低);若加入少量的明礬固體后,請(qǐng)嘗試從平衡移動(dòng)的角度解釋溶液中NH4+濃度的變化原因______

3)硝酸銨加熱分解可得到N2Og)和H2Og),250℃時(shí),硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______;若有1mol硝酸銨完全分解,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為______mol。

43H2g+N2g2NH3g△H=-92kJ/mol,若反應(yīng)放出9.2kJ 熱量,則參加反應(yīng)的氫氣分子數(shù)目為______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的消毒劑,可用ClO2為原料制取。某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開(kāi)對(duì)漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)的研究。

已知:飽和NaClO2溶液在溫度低于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2,高于60 ℃時(shí) NaClO2分解成NaClO3NaCl。Ba(ClO2)2可溶于水。利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)裝置①的作用是________,裝置④中反應(yīng)生成NaClO2的離子方程式為______

(2)從裝置④反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟為:①_______,55 ℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過(guò)濾;③用38~60 ℃的溫水洗滌;④___________________,得到成品。如果撤去④中的冷水浴,可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是______________。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)所得NaClO2晶體是否含有雜質(zhì)Na2SO4 _______________________

(4)為了測(cè)定NaClO2粗品的純度,取10.0 g上述初產(chǎn)品溶于水配成1 L溶液,取出10 mL溶液于錐形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反應(yīng)后(NaClO2被還原為Cl-,雜質(zhì)不參加反應(yīng)),加入2~3滴淀粉溶液,用0.20 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定,達(dá)到注定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為:_____________________________________________。重復(fù)3次,消耗Na2S2O3溶液的體積依次為:19.50 mL、20.50 mL、22.00 mL,則NaClO2粗品的純度為_____。(提示:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化合物AC11H8O4)在氫氧化鈉溶液中加熱反應(yīng)后再酸化可得到化合物BC.回答下列問(wèn)題:

1B的分子式為C2H4O2,分子中只有一個(gè)官能團(tuán).則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是   ,B與乙醇在濃硫酸催化下加熱反應(yīng)生成D,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是   ,該反應(yīng)的類(lèi)型是   ;寫(xiě)出兩種能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式   

2C是芳香化合物,相對(duì)分子質(zhì)量為180,其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.4%,其余為氧,則C的分子式是   

3)已知C的芳環(huán)上有三個(gè)取代基,其中一個(gè)取代基無(wú)支鏈,且還有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能團(tuán)及能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體的官能團(tuán),則該取代基上的官能團(tuán)名稱是   .另外兩個(gè)取代基相同,分別位于該取代基的鄰位和對(duì)位,則C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是   

4A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是   

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】聚合物H( )是一種聚酰胺纖維,廣泛用于各種剎車(chē)片,其合成路線如下:

已知:①CD、G均為芳香族化合物,分子中均只含兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。

Diels-Alder反應(yīng):

(1)生成A的反應(yīng)類(lèi)型是___________,F中所含官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________

(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________;“BC”的反應(yīng)中,除C外,另外一種產(chǎn)物名稱是______。

(3)D+GH的化學(xué)方程式是_____________________________________________。

(4)QD的同系物,相對(duì)分子質(zhì)量比D14,則Q可能的結(jié)構(gòu)有______種,其中核磁共振氫譜有5組峰,且峰面積比為1:2:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____________________。

(5)已知:乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。請(qǐng)以1,3-丁二烯和乙炔為原料,選用必要的無(wú)機(jī)試劑合成,寫(xiě)出合成路線______________(合成路線流程圖示例:H2C=CH2 CH3CH2OH CH3COOC2H5)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氟離子電池是新型電池中的一匹黑馬,其理論比能量高于鋰電池。一種氟離子電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.放電時(shí),b是電源的正極

B.放電時(shí),a極的電極反應(yīng)為:LaSrMnO4F22e=LaSrMnO42F

C.充電時(shí),電極a接外電源的負(fù)極

D.可將含F的有機(jī)溶液換成水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】羅氟司特是治療慢性阻塞性肺病的特效藥物,其合成中間體F的一種合成路線如下:

回答下列問(wèn)題:

1A的化學(xué)名稱為__________D的分子式為__________

2)由B生成C的化學(xué)方程式是____________。

3E→F的反應(yīng)類(lèi)型為___________F中含氧官能團(tuán)的名稱為____________。

4)上述合成路線中,有3步反應(yīng)都使用NaOH溶液來(lái)提高產(chǎn)率,其原理是_______。

5的鏈狀同分異構(gòu)體有_______種(不包括立體異構(gòu)),寫(xiě)出其中核磁共振氫譜有兩組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:__________。

6)設(shè)計(jì)以對(duì)甲基苯酚為原料制備的合成路線:______(其他試劑任選)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度下,的電離常數(shù)分別為。將和體積均相同的兩種酸溶液分別稀釋?zhuān)?/span>隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是( )

A. 曲線代表溶液

B. 溶液中水的電離程度:b點(diǎn)>c點(diǎn)

C. c點(diǎn)到d點(diǎn),溶液中保持不變(其中、分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)

D. 相同體積a點(diǎn)的兩溶液分別與恰好中和后,溶液中相同

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