【題目】碳的化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的作用。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H1=-566kJ·molˉ1
H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g) △H2=-41kJ·molˉ1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-107kJ·molˉ1
則CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=___kJ·molˉ1
(2)T℃時,向容積均為2L的A、B兩個密閉容器中均通入4.0molCO2和6.8molH2,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-50kJ·molˉ1。A容器中的反應(yīng)在恒溫、恒容條件下進行;B容器中的反應(yīng)在恒溫、恒壓條件下進行,測得A容器中CO2的轉(zhuǎn)化率 α (CO2) 隨時間的變化如圖所示。
①在0~5min內(nèi)A容器中v(CH3OH)=___;該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___(保留兩位有效數(shù)字)。
②反應(yīng)開始至平衡的過程中,A、B兩容器中CO2的消耗速率的大小關(guān)系為v(A)___(填“>”“<”或“=”)v(B)。
③反應(yīng)過程中,下列各項指標(biāo)能表明A容器中反應(yīng)的v正>v逆的是___(填標(biāo)號)
a.體系內(nèi)的壓強增大
b.氣體的平均相對分子質(zhì)量增大
c.斷裂H-H鍵的數(shù)目是形成C-O鍵數(shù)目的2倍
d.v逆(CO2)=v正(H2)
【答案】-660 0.16mol/(L·min) 0.53 < b
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知的熱化學(xué)方程式進行疊加,可得要求的反應(yīng)的反應(yīng)熱;
(2)①結(jié)合CO2的轉(zhuǎn)化率,計算CO2的轉(zhuǎn)化量,然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率是定義計算v(CO2),再根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)速率與化學(xué)計算量關(guān)系計算v(CH3OH),根據(jù)平衡常數(shù)的定義式計算反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù);
②反應(yīng)開始時,兩個容器的容積相同,容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量相同,A為恒溫恒容,B為恒溫、恒壓,結(jié)合反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)及壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析;
③若對于A容器,若反應(yīng)的v正>v逆,則反應(yīng)未達到平衡,正向進行。
(1)①2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H1=-566kJ·molˉ1,
②H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g) △H2=-41kJ·molˉ1,
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-107kJ·molˉ1
根據(jù)蓋斯定律,①+②×2+①×,整理可④式CO(g)+2H2(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=-767kJ·molˉ1;
④-③,整理可得CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(g) △H=-660kJ·molˉ1;
(2)對于A容器,反應(yīng)在恒溫、恒容條件下進行,反應(yīng)開始時n(CO2)= 4.0mol,由于反應(yīng)進行到5min時CO2的轉(zhuǎn)化率是0.40,所以反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量為△n(CO2)= 4.0mol×0.4=1.6mol,所以用CO2表示的化學(xué)反應(yīng)v(CO2)==0.16mol/(L·min)。根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)時化學(xué)反應(yīng)的速率比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)的比可知:v(CH3OH)=v(CO2)=0.16mol/(L·min);
根據(jù)方程式CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)可知CO2反應(yīng)了1.6mol,則會同時有4.8molH2發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)達到平衡時CO2的物質(zhì)的量是2.4mol,H2的物質(zhì)的量是2mol,反應(yīng)產(chǎn)生1.6mol CH3OH和1.6molH2O,由于反應(yīng)容器的容積是2L,因此各種物質(zhì)的平衡濃度分別是:c(CO2)=1.2mol/L,c(H2)=1mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)=0.8mol/L,則該反應(yīng)達到平衡時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==0.53;
②反應(yīng)開始時,兩個容器的容積相同,容器內(nèi)的氣體的物質(zhì)的量相同,A為恒溫恒容,B為恒溫、恒壓,反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)氣體的壓強減小,要維持體系的壓強不變,則B容器相當(dāng)于A容器反應(yīng)達到平衡后,對反應(yīng)體系增大壓強,增大壓強,物質(zhì)的濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大,所以反應(yīng)開始至平衡的過程中,A、B兩容器中CO2的消耗速率的大小關(guān)系為v(A)<v(B)。
③a.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),無論是反應(yīng)正向進行還是反應(yīng)達到平衡狀態(tài),體系內(nèi)的壓強都比反應(yīng)開始時壓強大。所以不能根據(jù)體系壓強增大判斷反應(yīng)正向進行,v正>v逆,a錯誤;
b.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),若反應(yīng)正向進行,則氣體的物質(zhì)的量減小,氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,故可據(jù)此判斷v正>v逆,b正確;
c.根據(jù)方程式可知:反應(yīng)正向進行時,斷裂H-H鍵的數(shù)目是形成C-O鍵數(shù)目的3倍,不可能是形成C-O鍵數(shù)目的2倍,c錯誤;
d.在任何條件下,v正(H2)=3v正(CO2),若v逆(CO2)=v正(H2),則v逆(CO2)=3v正(CO2),反應(yīng)正向進行,所以v正<v逆,d錯誤;
故合理選項是b。
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【題目】一定條件下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0的化學(xué)平衡常數(shù)K=1,相同條件下,當(dāng)c(CO2)=0.5mol/L,c(H2)=0.5mol/L,c(CO)=1mol/L,c(H2O)=1mol/L時,下列說法正確的是( )
A. 處于平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等B. 改變條件后,化學(xué)平衡常數(shù)一定改變
C. 反應(yīng)逆向進行,正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率D. 升高溫度,平衡逆向移動
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【題目】CS2是一種常見溶劑,還可用于生產(chǎn)人造粘膠纖維等。回答下列問題:
(1)CS2與酸性KMnO4溶液反應(yīng),產(chǎn)物為CO2和硫酸鹽,該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為__________(MnO4-被還原為Mn2+)。
(2)甲烷硫磺法制取CS:的反應(yīng)為CH4(g)+2S2(g)CS2(g)+2H2S(g) △H
①在恒溫恒容密閉容器中進行該反應(yīng)時,能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。
A.v正(S2)=2v逆(CS2)
B.容器內(nèi)氣體的密度不再隨時間變化
C.容器內(nèi)氣體的總壓強不再隨時間變化
D.單位時間內(nèi)斷裂C-H鍵數(shù)目與斷裂H-S鍵數(shù)目相等
②已知下列鍵能數(shù)據(jù):
共價鍵 | C-H | S=S | C=S | H-S |
鍵能/ | 411 | 425 | 573 | 363 |
該反應(yīng)的△H=_________kJ·mol-1。
(3)在一密閉容器中,起始時向該容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。0.1MPa時,溫度變化對平衡時產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖所示:
①該反應(yīng)△H_________(填“>”或“<”)0。
②M點對應(yīng)溫度下,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為_________,為提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是___________________________(列舉一條)。
③N點,平衡分壓p(CS2)=_________MPa,對應(yīng)溫度下,該反應(yīng)的Kp=_________(MPa)2。(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))
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【題目】一定溫度下,在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),下列說法中,不能說明反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
A. 容器內(nèi)CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變B. 容器內(nèi)體系的壓強保持不變
C. 容器內(nèi)氣體的密度保持不變D. 單位時間內(nèi)消耗1molH2O(g),同時生成1molCO(g)
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【題目】溫度為T時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應(yīng)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列說法正確的是
A. 反應(yīng)在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11 mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0
C. 相同溫度下,起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反應(yīng)達到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同溫度下,起始時向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,達到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%
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【題目】NaNO2因外觀和食鹽相似,又有咸味,容易使人誤食中毒.已知NaNO2能發(fā)生如下反應(yīng):2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O.
(1)上述反應(yīng)中氧化劑是___________.
(2)根據(jù)上述反應(yīng),鑒別NaNO2和NaCl.可選用的物質(zhì)有:①碘化鉀淀粉試紙、②淀粉、③白酒、④食醋,你認為必須選用的物質(zhì)有__________(填序號).
(3)某廠廢液中,含有2%~5%的NaNO2,直接排放會造成污染,下列試劑能使NaNO2轉(zhuǎn)化為不引起二次污染的N2的是________(填編號).
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.濃H2SO4
(4)請配平化學(xué)方程式:___Al+___NaNO3+___NaOH═___NaAlO2+___N2↑+___H2O.
若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移5 mol e-,則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2的體積為________.
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【題目】一種常用的鎮(zhèn)靜、麻醉藥物I,其合成路線如下。
已知:①B、C互為同分異構(gòu)體
②+R1OH;
③+R3Br+CH3ONa+CH3OH+NaBr;
④+ R1OH;
其中 R、R2代表烴基或氫原子,R1、R3代表烴基;卮鹣铝袉栴}。
(1)試劑a為溴代物,其名稱為_____,G中官能團的名稱為____,G-H的反應(yīng)類型為____。
(2)I的結(jié)構(gòu)簡式為__。
(3)寫出 B+C→D的化學(xué)方程式:__________________
(4)設(shè)計實驗區(qū)分B、D,所選用的試劑為___________________。
(5)已知羥基與碳碳雙鍵直接相連的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,同一個碳原子上連接多個羥基的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,滿足下列要求的D的所有同分異構(gòu)體共有______種,寫出其中互為順反異構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式:___________。
a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng);b.能發(fā)生水解反應(yīng);c.能使Br2的CCl4溶液褪色;d.能與Na反應(yīng)。
(6)參照上述合成路線,請寫出以 CH2BrCH2CH2Br、CH3OH、CH3ONa 為原料(無機試劑任選),制備的合成路線:____________________________。
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【題目】某新型電池比傳統(tǒng)電池有更長的循環(huán)壽命和功率密度,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是
A.充電時N電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.放電時M極的電極反應(yīng)式為3I--2e-=I3-
C.充電時Li+通過離子交換膜從M池進入N池
D.放電時每當(dāng)有2 mole-轉(zhuǎn)移時生成1 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知溶液中可發(fā)生反應(yīng):2FeBr2+Br2=2FeBr3,現(xiàn)向100mL的FeBr2溶液中通入3.36LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),充分反應(yīng)后測得溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為( )
A. 2molL-1 B. 1molL-1 C. 0.4molL-1 D. 0.2molL-1
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