【題目】在T℃時,發(fā)生反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
(1)T℃時,在一個2L的密閉容器中加入4molC和1molH2O(g),5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,C的轉(zhuǎn)化率為20%。
①0~5min內(nèi),用H2O(g)表示的平均反應(yīng)速率為____________。
②該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是______。
a.氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
b.氣體的密度不變
c.H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1
d.氣體的總物質(zhì)的量不變
(2)T℃時,在下列密閉容器中加入相應(yīng)的物質(zhì)進行實驗,中間的隔板可以自由滑動。
①若左室中氣體的平均相對分子質(zhì)量一直保持不變,則反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比是__________。
②反應(yīng)在達(dá)到平衡時,中間的隔板所處的位置是________。
a.1~1.5之間 b.1.5處 c.1.5~2之間
(3)已知:I.破壞1mol共價鍵所需要的能量如下表:
共價鍵 | 石墨中的碳碳鍵 | H-H | C≡O(shè) | H-O |
能量/kJ | 475.7 | 436 | 1072 | 463 |
Ⅱ.石墨層由六角形蜂巢結(jié)構(gòu)的碳原子構(gòu)成,如圖所示:
某同學(xué)構(gòu)想:通過下列裝置實現(xiàn)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的反應(yīng)。
①按該考生的構(gòu)想,石墨電極發(fā)生的反應(yīng)式為_______________。
②這個構(gòu)想成立嗎?說明理由: _______________。
【答案】 0.08 mol/(L·min) abd 5:3 a C-2e- +2OH-=CO↑+H2O 不成立。因為根據(jù)反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g) +H2(g),物質(zhì)的斷鍵和成鍵的能量變化是:1.5×475.7 kJ +2×463 kJ -1072 kJ - 436 kJ=+131.5 kJ>0,說明是吸熱反應(yīng),不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
【解析】試題分析:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算,化學(xué)平衡的標(biāo)志,化學(xué)平衡的計算和極限法,電極反應(yīng)式的書寫,反應(yīng)熱的計算。
(1)①C的轉(zhuǎn)化率為20%,轉(zhuǎn)化C的物質(zhì)的量為4mol20%=0.8mol,則轉(zhuǎn)化H2O(g)的物質(zhì)的量為0.8mol,υ[H2O(g)]=0.8mol2L5min=0.08mol/(L·min)。
② a項,反應(yīng)生成的CO和H2的物質(zhì)的量之比為1:1,反應(yīng)生成的CO和H2的平均相對分子質(zhì)量為15(281/2+21/2=15),建立平衡的過程中氣體的平均相對分子質(zhì)量減小,平衡時氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,氣體的平均相對分子質(zhì)量不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);b項,建立平衡過程中氣體的質(zhì)量增大,容器體積不變,氣體的密度增大,平衡時氣體的質(zhì)量不變,氣體的密度不變,氣體的密度不變表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);c項,平衡時各物質(zhì)的濃度不再變化,不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量之比為1:1:1不能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài);d項,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),建立平衡過程中氣體物質(zhì)的量增大,平衡時氣體物質(zhì)的量不變,氣體的總物質(zhì)的量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是abd。
(2)①設(shè)反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量依次為xmol、ymol,轉(zhuǎn)化H2O(g)物質(zhì)的量為amol,用三段式
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
n(起始)(mol) x 0 y
n(轉(zhuǎn)化)(mol) a a a
n(某時刻)(mol) x-a a y+a
左室中氣體的平均相對分子質(zhì)量一直保持不變, =,解得x:y=5:3,反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量之比為5:3。
②設(shè)反應(yīng)開始前H2O(g)、H2(g)物質(zhì)的量依次為xmol、ymol,起始到平衡轉(zhuǎn)化H2O(g)物質(zhì)的量為bmol,用三段式
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
n(起始)(mol) x 0 y
n(轉(zhuǎn)化)(mol) b b b
n(平衡)(mol) x-b b y+b
根據(jù)同溫同壓下氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比,反應(yīng)前(x+y):n(N2)=1:2,x的最大值為n(N2)/2;反應(yīng)達(dá)到平衡時,左室氣體物質(zhì)的量為x+y+b,由于是可逆反應(yīng)則0bx,左室反應(yīng)達(dá)平衡時氣體物質(zhì)的量x+yx+y+bx+y+x,左室氣體物質(zhì)的量n(N2)/2x+y+b n(N2),右室N2物質(zhì)的量不變,根據(jù)同溫同壓下氣體體積之比等于氣體物質(zhì)的量之比,左室達(dá)平衡時隔板所處位置在1~1.5之間,答案選a。
(3)①反應(yīng)中C元素的化合價由0價升至CO中的+2價,石墨電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為C(s)-2e-+2OH-=CO↑+H2O。
②根據(jù)石墨的結(jié)構(gòu),1mol石墨中含碳碳鍵1.5mol,反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=1.5E(碳碳鍵)+2E(H-O)-E(CO)-E(H-H)=1.5475.7kJ/mol+2463kJ/mol-1072kJ/mol-436kJ/mol=+131.55kJ/mol,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),不能通過原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,構(gòu)想不成立。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,F(xiàn)e(OH)2和Cu(OH)2的飽和溶液中,金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對數(shù)[一lg c(M2+)]與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示,已知該溫度下,Ksp[Cu(OH)2]2],下列說法正確的是 ( )
A. b線表示Fe(OH)2飽和溶液中的變化關(guān)系,且Ksp[Fe(OH)2]=10-15.1
B. 當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存時,溶液中:C(Fe2+):C(Cu2+):1:104.6
C. 向X點對應(yīng)的飽和溶液中加入少量NaOH,可轉(zhuǎn)化為Y點對應(yīng)的溶液
D. 除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入適量Cu0
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鐵黃是一種重要的顏料,化學(xué)式為Fe2O3xH2O,廣泛用于涂料、橡膠、塑料、文教用品等工業(yè)。實驗室模擬工業(yè)利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等) 和黃鐵礦粉(主要成分為FeS2) 制備鐵黃的流程如下。
回答下列問題:
(1)操作I中為了提高硫酸渣的溶解速率,可采取的措施有_________(答兩條即可)。
(2)溶液X中含有的金屬離子有Fe3+和_____;溶液X中加入黃鐵礦粉后,先發(fā)生反應(yīng)FeS2+H2SO4( 稀)=FeSO4+ H2S↑+S↓,H2S 再將Fe3+還原,其離子方程式為_________。
(3)在溶液Y 中通入空氣的目的是______________,再通入NH3后可觀察到的現(xiàn)象是__________,若通入NH3后溶液的pH 過高,會影響產(chǎn)品純度,原因是_________。
(4)操作II中除用到玻璃棒外,還需要的玻璃儀器是________。
(5)若將濾渣Z灼燒產(chǎn)生的尾氣通入溶液X 中,充分反應(yīng)后溶液的pH____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(6)為了測定所制備鐵黃Fe2O3xH2O中x的值,用分析天平準(zhǔn)確稱量m1g樣品置于坩堝中加熱、冷卻后稱量;經(jīng)過重復(fù)操作,當(dāng)達(dá)到恒重時,殘留固體質(zhì)量為m2g,則x =______。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)生利用如圖裝置對電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性進行實驗探究。下列說法中正確的是( )
A. 閉合開關(guān)K,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),證明HCl溶液是電解質(zhì)
B. 閉合開關(guān)K,向燒杯中加入NaCl固體,由于HCl與NaCl不反應(yīng),故電流計指針不發(fā)生變化
C. 閉合開關(guān)K,向溶液中加入CaCO3固體,電流計示數(shù)不變
D. 選取相同濃度的硫酸替換0.1 mol·L-1的HCl溶液,電流計的示數(shù)相同
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2017年12月,華為宣布: 利用鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發(fā)出石墨烯電池,電池反應(yīng)式為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如圖所示。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是
A. 該電池若用隔膜可選用質(zhì)子交換膜
B. 石墨烯電池的優(yōu)點是提高電池的儲鋰容量進而提高能量密度
C. 充電時,LiCoO2極 發(fā)生的電極反應(yīng)為: LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+
D. 廢舊的該電池進行“放電處理”讓Li+從石墨烯中脫出而有利于回收
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,向10mL0.1mol/LCaCl2溶液中滴加0.mol/L的Na2CO3溶液,滴加過程中溶液中-1gc(Ca2+)與Na2CO3溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是
A. Ksp(CaCO3)=5×10-10
B. Z點對應(yīng)的分散系很穩(wěn)定
C. W、x、y三點中,水的電離程度最大的為y點
D. 若用等濃度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,則圖像在x點后的變化如虛線部分所示
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】N、P、As的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。
(1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為_________。
(2)N的第一電離能比O大,原因是______________。
(3)NH4+中H-N-H的鍵角比NH3中H-N-H 的鍵角_______(填“大”或“小”),原因是____________。
(4)K3AsO4中含有的化學(xué)鍵類型包括________;AsO43- 的空間構(gòu)型為______。As4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,則該化合物中As的雜化方式是__________。
(5)化合物NH5中的所有原子最外層都滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則NH5 是_______晶體。
(6)白磷(P4)的晶體屬于分子晶體,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2 (小圓圈表示白磷分子)。已知晶胞的邊長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,則該晶胞中含有P 原子的個數(shù)為______,該晶體的密度為_________(用含NA、a 的代數(shù)式表示) g.cm-3。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是由4個圓所構(gòu)成的元素概念的關(guān)系圖,其中4為最大圓,3、2、1依次減小。試判斷符合這種關(guān)系的是
A. 1.最基本元素、2.基本元素、3.主要元素、4.大量元素
B. 1.大量元素、2.主要元素、3.基本元素、4.最基本元素
C. 1.基本元素、2.最基本元素、3.大量元素、4.主要元素
D. 1.主要元素、2.大量元素、3.最基本元素、4.基本元素
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“綠水青山就是金山銀山”。下列做法不利于保護環(huán)境的是( )
A.推廣使用電動汽車等低碳交通工具
B.推廣垃圾分類,電子設(shè)備以舊換新
C.用生物方法脫除生活污水中的氮和磷
D.加大鉛酸蓄電池、含汞鋅錳等電池的生產(chǎn)
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com