【題目】在工業(yè)上常用CO和H2合成甲醇,反應(yīng)方程式為:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = akJ/mol
已知:①CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H1=﹣283.0kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g) △H2=﹣241.8kJ/mol
③CH3OH(g)+3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g)△H3=﹣192.2kJ/mol
回答下列問(wèn)題:
(1)a = _______
(2)能說(shuō)明反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是___(填字母)。
A.單位時(shí)間內(nèi)生成1mol CH3OH(g)的同時(shí)消耗了1mol CO(g)
B.在恒溫恒容的容器中,混合氣體的密度保持不變
C.在絕熱恒容的容器中,反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化
D.在恒溫恒壓的容器中,氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
(3)在T1℃時(shí),體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V%)與的關(guān)系如圖1所示.
①當(dāng)起始=2時(shí),經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=_____________。若此時(shí)再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將____________(選填“增大”、“減小”或“不變”);
②當(dāng)= 3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的_______點(diǎn)(選填“D”、“E”或“F”)。
(4)CO和H2來(lái)自于天然氣。已知CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中有濃度均為0.1molL﹣1的CH4與CO2,在一定條件下反應(yīng),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2,則壓強(qiáng)p1_____p2(選填“大于”或“小于”);當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí),在y點(diǎn):v(正)______v(逆)(選填“大于”、“小于”或“等于”)。若p2=3MPa,則T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______MPa2(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【答案】 a =﹣574.4 C D 0.12mol/(L·min) 增大 F 小于 大于 4
【解析】(1). 已知反應(yīng)①CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H1=﹣283.0kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)= H2O(g) △H2=﹣241.8kJ/mol
③CH3OH(g)+3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g)△H3=﹣192.2kJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律可知,①+②×2③可得:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),則△H=akJ/mol=(283.0kJ/mol)+(241.8kJ/mol)×2(192.2kJ/mol)=574.4kJ/mol,即a=574.4,故答案為:574.4;
(2). A. 根據(jù)反應(yīng)方程式可知,單位時(shí)間內(nèi)生成1molCH3OH(g)時(shí),一定會(huì)消耗1molCO(g),所以不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡標(biāo)志,故A錯(cuò)誤;B. 由于此反應(yīng)全部是氣體參與和生成的反應(yīng),故反應(yīng)體系中氣體的質(zhì)量不變,在恒溫恒容的容器中,容器的體積不變,則混合氣體的密度始終不變,所以不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C. 在絕熱恒容的容器中,反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化,說(shuō)明容器的溫度已不再變化,所以反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),故C正確;D. 此反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),因氣體的總質(zhì)量不變,則氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;答案選:CD;
(3). ①. H2和CO總共為3mol,起始時(shí)n(H2):n(CO)=2,則H2為2mol、CO為1mol,5min達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始(mol): 1 2 0
轉(zhuǎn)化(mol): 0.6 1.2 0.6
平衡(mol): 0.4 0.8 0.6
容器的容積為2L,則v(H2)=1.2mol÷2L÷5min=0.12mol/( L·min);該溫度下平衡常數(shù)K= =9.375,此時(shí)再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,此時(shí)濃度商Qc= =7.81<K,則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將增大,
故答案為:0.12mol/( L·min);增大;
②. 混合比例等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí),平衡時(shí)生成物的含量最大,故當(dāng)= 3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小于C點(diǎn),則CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的F點(diǎn),故答案為:F;
(4). CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),較低的壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,壓強(qiáng)越大平衡時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率越小,則壓強(qiáng)p1<p2;當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí),在y點(diǎn)甲烷的轉(zhuǎn)化率小于平衡時(shí)(x點(diǎn))的轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)未達(dá)到平衡,則反應(yīng)正向進(jìn)行到達(dá)平衡,則在y點(diǎn):v(正)>v(逆);若p2=3MPa,x點(diǎn)甲烷轉(zhuǎn)化率為50%,則:
CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始濃度(mol/L): 0.1 0.1 0 0
變化濃度(mol/L): 0.05 0.05 0.1 0.1
平衡濃度(molL): 0.05 0.05 0.1 0.1
平衡常數(shù)Kp= = (MPa)2=4(MPa)2,故答案為:小于;大于;4。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用活性炭還原處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式_______________。
(2)在2L恒容密閉器中加入足量C與NO發(fā)生反應(yīng),所得數(shù)據(jù)如表,回答下列問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 溫度/℃ | 起始時(shí)NO的物質(zhì)的量/mol | 平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
①結(jié)合表中數(shù)據(jù),判斷該反應(yīng)的△H____0(填“>”或“<”),理由是_________。
②判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是_______。
A.容器內(nèi)氣體密度恒定 B.容器內(nèi)各氣體濃度恒定
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定 D.2v正(NO)= v逆(N2)
(3)700℃時(shí),若向2L體積恒定的密閉容器中充入一定量N2和CO2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g) ;其中N2、NO物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
①0~10 min內(nèi)的CO2平均反應(yīng)速率v=____________。
②圖中A點(diǎn)v(正)___v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③第10 min時(shí),外界改變的條件可能是_____________。
A.加催化劑 B.增大C的物質(zhì)的量
C.減小CO2的物質(zhì)的量 D.升溫 E.降溫
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】圖1是在金屬鋅板上貼上一張用某溶液浸濕的濾紙,圖2是新型氫氧燃料電池,則下列說(shuō)法中不正確的是( )
A. 圖2電池放電過(guò)程中,O2﹣從B極區(qū)向A極區(qū)遷移
B. 圖2電池負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)為H2﹣2e﹣+O2﹣=H2O
C. 若用氯化鈉和酚酞的混合溶液浸濕濾紙,用導(dǎo)線將a、b直接相連,則鉛筆芯C點(diǎn)先變紅后褪色
D. 圖1的鉛筆為正極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】α1和α2分別為A、B在兩個(gè)恒容容器中平衡體系A(g)2B(g)和2A(g)B(g)的轉(zhuǎn)化率,在溫度不變的情況下,均增加A的物質(zhì)的量,下列判斷正確的是
A. α1、α2均減小 B. α1、α2均增大
C. α1減小,α2增大 D. α1增大,α2減小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A.分子晶體中都存在共價(jià)鍵B.在單質(zhì)的晶體中一定不存在陰離子
C.離子晶體中只有離子鍵D.干冰和冰中作用力完全相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鐵制品容易生銹,對(duì)鋼鐵制品防腐措施合理的是
A. 暫時(shí)不使用的鐵鍋涂上油 B. 鐵質(zhì)自來(lái)水管纏上銅線
C. 銅鐵帽的防護(hù)欄涂上油漆 D. 自行車鋼圈鍍鉻
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題:
(1)該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L-1。
(2)取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量中不隨所取體積的多少而變化的是________(填字母)。
A.溶液中HCl的物質(zhì)的量
B.溶液的濃度
C.溶液中Cl-的數(shù)目
D.溶液的密度
(3)某學(xué)生欲用上述濃鹽酸和蒸餾水配制500 mL物質(zhì)的量濃度為0.400 mol·L-1的稀鹽酸。
①該學(xué)生需要量取________mL上述濃鹽酸進(jìn)行配制。
②在配制過(guò)程中,下列實(shí)驗(yàn)操作對(duì)所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響?(在括號(hào)內(nèi)填A表示“偏大”、填B表示“偏小”、填C表示“無(wú)影響”)。
a.用量筒量取濃鹽酸時(shí)俯視觀察凹液面(____)
b.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面下降,再加適量的蒸餾水(____)
(4)①假設(shè)該同學(xué)成功配制了0.400 mol·L-1的鹽酸,他又用該鹽酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,則該同學(xué)需取________mL鹽酸。
②假設(shè)該同學(xué)用新配制的鹽酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)比①中所求體積偏小,則可能的原因是________。(填字母)
A.濃鹽酸揮發(fā),濃度不足
B.配制溶液時(shí),未洗滌燒杯
C.配制溶液時(shí),俯視容量瓶刻度線
D.加水時(shí)超過(guò)刻度線,用膠頭滴管吸出
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A.某微粒核外電子排布為2、8、8結(jié)構(gòu),則該微粒一定是氬原子
B.最外層電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒只能是稀有氣體的原子
C.NH4+與OH-具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)
D.F-、Na+、Mg2+、Al3+是與Ne原子具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子
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