【題目】以氫為原料的工業(yè)生產(chǎn)工藝及氫的獲得是科技工作者研究的重要課題。

(1)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H2還原CO2制備清潔能源甲醇。

①已知CO(g)和H2(g)的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1。由H2和CO生成甲醇的熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+CO(g)= CH3OH(1)的△H=-91kJ·mol-1。則3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(1)+H2O(1)的△H=____________kJ·mol-1。

②將一定量的CO2和H2充入到某恒容密閉容器中,測得在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖甲所示。

該反應(yīng)在a點達(dá)到平衡狀態(tài),a點轉(zhuǎn)化率比b點的高,其原因是____________。

(2)利用CO和H2O生產(chǎn)H2:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。將不同配比的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

①該反應(yīng)的正反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”、“放熱”)。

②650℃時,下列敘述說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(填標(biāo)號)

a.v(CO):v(H2O):v(H2):v(CO2)=1:1:1:1

b.生成n mol CO2(g)的同時生成n mol H2O(g)

c.n mol CO斷裂的同時斷裂2n mol H—H

d.某時刻,n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=6:1:4:4

③900℃時,達(dá)平衡時v(H2O)=_______mol·L-1·min-1。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)利用工業(yè)廢氣中的H2S熱分解制H2:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),F(xiàn)將0.2molH2S(g)通入某恒壓密閉容器中,起始壓強(qiáng)p0=aMPa,在不同溫度下測得H2S的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示,則T6℃時,該反應(yīng)的Kp=________(用含a的代數(shù)式表示)。

【答案】-93.8 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動 放熱 bd 0.17 0.2a MPa

【解析】

(1)①根據(jù)CO(g)和H2(g)的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1,可寫出熱化學(xué)方程式,(1)CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1(2)H2(g) +1/2O2(g)= H2O(1) △H=-285.8kJ·mol-1,題目已給(3)2H2(g)+CO(g)= CH3OH(1)的△H=-91kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,利用(2)+(3)-(1),可得3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(1)+H2O(1) △H= -93.8 kJ·mol-1

②由圖像可知催化劑I的催化效果最佳,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低;

(2)①650℃時,根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理;

②判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率但不為零,各成分濃度保持不變;

③900℃時,結(jié)合CO的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理;

(3)發(fā)生2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)反應(yīng),由圖像可知,溫度為T6℃時,H2S平衡轉(zhuǎn)化率為50%。

(1)①根據(jù)CO(g)和H2(g)的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1,可寫出熱化學(xué)方程式,(1)CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1(2)H2(g) +1/2O2(g)= H2O(1) △H=-285.8kJ·mol-1,題目已給(3)2H2(g)+CO(g)= CH3OH(1)的△H=-91kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,利用(2)+(3)-(1),可得3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(1)+H2O(1) △H= -93.8 kJ·mol-1,故答案為:-93.8;

②由圖像可知催化劑I的催化效果最佳,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低;故答案為:該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動;

(2)①650℃時,根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理:

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始/mol 4 2 0 0

轉(zhuǎn)化/mol 1.6 1.6 1.6 1.6

平衡/mol 2.4 0.4 1.6 1.6

故650℃時,CO的轉(zhuǎn)化率1.6/4=0.4>1/3,溫度升高,轉(zhuǎn)化率降低,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故答案為:放熱;

②判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率但不為零,各成分濃度保持不變;

a.應(yīng)該是各成分濃度保持不變,故錯誤;

b.根據(jù)此反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)判斷,生成n mol CO2(g),是正反應(yīng)方向,生成n mol H2O(g)是逆反應(yīng)方向,故能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率但不為零,故正確;

c. 斷裂 n mol CO是正反應(yīng)方向,斷裂2nmol H—H是逆反應(yīng)方向,但是物質(zhì)的量不符合系數(shù)比,故不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,故錯誤;

d. 某時刻,n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=6:1:4:4,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;

故選bd;

③900℃時,結(jié)合CO的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理:

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始/mol 3 2 0 0

轉(zhuǎn)化/mol 1 1 1 1

平衡/mol 2 1 1 1

v(H2O)=1 mol/(2L×3min)≈0.17mol·L-1·min-1

故答案為:0.17;

(3)發(fā)生2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)反應(yīng),由圖像可知,溫度為T6℃時,H2S平衡轉(zhuǎn)化率為50%,故所消耗H2S的物質(zhì)的量カ0.20mol×50%=0.1mol,剩余H2S的物質(zhì)的量カ0.20mol-0.1 mol=0.1 mol,生成H2的物質(zhì)的量為0.1mol,生成S2的物質(zhì)的量為0.05 mol,則 p(H2S)=0.4aMPa,p(H2)= 0.4aMPa ,p(S2)=0.2aMPa ,

故平衡常數(shù)Kp=(0.4aMPa)2×0.2aMPa/(0.4aMPa)2=0.2a MPa;故答案為:0.2a MPa。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】某溫度下,濃度都是1mol·L-1的兩種氣體X2Y2在密閉容器中反應(yīng),經(jīng)過tmin后,測得物質(zhì)的濃度分別為:cX2)=04mol·L-1,cY2)=08mol·L-1,則該反應(yīng)的方程式可表示為()

A. X2+2Y22XY2B. 2X2+Y22X2Y

C. X2+3Y22XY3D. 3X2+Y22X3Y

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【題目】室溫下,某興趣小組用下圖所示裝置在通風(fēng)櫥中進(jìn)行如下實驗:

下列說法不正確的是

A. 試管II中紅棕色氣體為NO2,由硝酸還原生成

B. 等質(zhì)量的Cu完全溶解時,II試管中消耗的HNO3

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【題目】在好氧菌和厭氧菌作用下,廢液中NH4+能轉(zhuǎn)化為N2(g)和H2O(1),示意圖如下:

下列說法正確的是

A. 兩池發(fā)生的反應(yīng)中,氮元素只被氧化

B. 常溫常壓下,反應(yīng)II中生成8.96 L N2時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.5NA

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【題目】下列物質(zhì)既有離子鍵,又有極性鍵的是( )

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【題目】“酒是陳的香”,是因為酒在儲存過程中生成了有香味的乙酸乙酯。在實驗室我們可以用如圖所示的裝置來制取乙酸乙酯;卮鹣铝袉栴}:

1)寫出試管a中發(fā)生的化學(xué)方程式:_____________________________________

2)試管b中的導(dǎo)管要在液面的稍上方,不能插入液面以下,其目的是 ________________;

3)濃硫酸的作用為___________________________________________________;

4)試管b中所盛的溶液為________________,其主要作用是 _________________________。

5)分離乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步驟進(jìn)行:

①試劑1最好選用_________________,

②操作1________________,所用的主要儀器名稱是_______________;

③操作2_____________,試劑2最好選用_______________,操作3__________。

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【題目】A、BC、DE、F是六種短周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大;A元素的原子是半徑最小的原子;B元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成一種鹽X;DA同主族,且與F同周期;F元素的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3/4倍,AB、D、F這四種元素,每一種與C元素都能形成元素的原子個數(shù)比不相同的若干種化合物。DE、F三種元素對應(yīng)的最高價氧化物的水化物間兩兩皆能反應(yīng)。

請回答下列問題:

1)寫出B、C、E元素的名稱B_________C___________、E____________

2)寫出C、D兩種元素形成的原子個數(shù)比為11的物質(zhì)的電子式為_______________

3)可以驗證CF兩種元素非金屬性強(qiáng)弱的結(jié)論是(填編號)_________________;

①比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點

②比較這兩種元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易程度

③比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的還原性

④比較這兩種元素反應(yīng)中得電子的多少

4)向E的硝酸鹽溶液中滴加過量D的最高價氧化物的水化物溶液,反應(yīng)的離子方程式為____________。

5AC、D、F四種元素可以形成兩種酸式鹽均由四種元素組成,這兩種酸式鹽的化學(xué)式分別為_____、______,這兩種酸式鹽相互反應(yīng)的離子方程式為______________________

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【題目】A、B、C、X是中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)。在一定條件下,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分產(chǎn)物已略去)。

回答下列問題:

(1)X是空氣的主要成分之一,則A不可能是_____(填代號)。

a.Na b.C c.S d.Al

(2)A常用作制冷劑,C為紅棕色氣體。寫出由A生成B的化學(xué)方程式___________。

(3)C可用于治療胃酸過多,X是一種常見的溫室氣體。

①鑒別等濃度的B溶液和C溶液,可選用的試劑為______________(填化學(xué)式)。

②將A、B、C三種溶液混合,向45mL混合液中逐滴加入一定濃度的鹽酸,生成氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與加入鹽酸的體積關(guān)系如下圖所示。

寫出ab段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________;b點對應(yīng)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為___________(忽路溶液體積變化)。

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【題目】釩是一種熔點高、硬度大、無磁性的金屬,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、航空航天、能源等領(lǐng)域。工業(yè)上利用冶煉鋁生成的固體廢料——赤泥(主要成分為Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金屬氧化物)提取金屬釩,其工藝流程圖如下:

已知:釩有多種價態(tài),其中+5價最穩(wěn)定。釩在溶液中主要以的形式存在,且存在平衡VO2+H2OVO3+2H。下列說法正確的是

A. 工業(yè)生產(chǎn)中,堿浸步驟可選用較為廉價的氨水

B. 可以推測VO2Cl溶解度大于NH4VO3

C. 焙燒非磁性產(chǎn)品所得的固體產(chǎn)物加酸溶解時,應(yīng)加入過量鹽酸使其溶解完全

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