15.“低碳循環(huán)”引起各國(guó)的高度重視,已知煤、甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用.試回答下列問題:
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)△H>0.已知在1100℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263.
①溫度升高,化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡,此時(shí)平衡常數(shù)K值增大(填“增大”、“減小”或“不變”);
②1100℃時(shí)測(cè)得高爐中,c(CO2)=0.025mol•L-1,c(CO)=0.1mol•L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向右進(jìn)行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是因?yàn)镼c=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=0.25<0.263.
(2)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,現(xiàn)向體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反應(yīng)過程中測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示.
①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$;
②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率 α(H2)=75%;
③反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施能使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$增大的是BD(填序號(hào)).
A.升高溫度         B.再充入H2      C.再充入CO2
D.將H2O(g)從體系中分離        E.充入He(g)

分析 (1)①△H>0為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng);
②1100℃時(shí)測(cè)得高爐中,c(CO2)=0.025mol•L-1,c(CO)=0.1mol•L-1,計(jì)算Qc與K=0.263比較判斷平衡移動(dòng);
(2)①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比;
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
開始 1               3                    0              0
轉(zhuǎn)化 0.75           0.225             0.75         0.75
平衡  0.25          0.75                0.75         0.75
以此計(jì)算轉(zhuǎn)化率;
③措施能使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$增大,應(yīng)使平衡正向移動(dòng),但不能增加CO2的量,以此來解答.

解答 解:(1)①△H>0為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),則平衡常數(shù)K值增大,故答案為:增大;
②1100℃時(shí)測(cè)得高爐中,c(CO2)=0.025mol•L-1,c(CO)=0.1mol•L-1,Qc=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=$\frac{0.025mol/L}{0.1mol/L}$=0.25<0.263,則平衡向右移動(dòng),
故答案為:右;因?yàn)镼c=$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=0.25<0.263;
(2)①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比,由反應(yīng)可知K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$,
故答案為:K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$;
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
開始 1               3                    0              0
轉(zhuǎn)化 0.75           0.225             0.75         0.75
平衡  0.25          0.75                0.75         0.75
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率 α(H2)=$\frac{0.225mol}{3mol}$×100%=75%,
故答案為:75%;
③措施能使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$增大,應(yīng)使平衡正向移動(dòng),但不能增加CO2的量,
A.升高溫度,該反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡向著逆向移動(dòng),使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$減小,故A錯(cuò)誤;
B.再充入H2,平衡向著正向移動(dòng),使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$增大,故B正確;
C.再充入CO2,平衡向著正向移動(dòng),但是二氧化碳濃度增加的大于甲醇增大濃度,使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$減小,故C錯(cuò)誤;
D.將H2O(g)從體系中分離,平衡向著正向移動(dòng),使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$增大,故D正確;
E.體積不變時(shí)充入He(g),各組分濃度不變,平衡不移動(dòng),使$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(C{O}_{2})}$不變,故E錯(cuò)誤;
故答案為:BD.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)及計(jì)算,為高頻考點(diǎn),把握平衡常數(shù)的意義、化學(xué)平衡的計(jì)算及平衡移動(dòng)的影響因素等為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意K及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是(  )
A.Cl2通入NaOH溶液:Cl2+OH-═Cl-+ClO-+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀HCl:CO32-+2H+═CO2↑+H2O
C.鐵銹溶于過量醋酸:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.關(guān)于下列的能量變化,下列說法正確的是(  )
A.燃燒是將化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為熱能
B.濃硫酸溶于水發(fā)熱,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量是放熱反應(yīng)
D.吸熱反應(yīng)是斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成化學(xué)鍵放出的總能量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.工業(yè)上以N2、H2為原料抽取硝酸銨的流程如圖1所示.

回答下列問題:
(1)氨合成塔適宜的壓強(qiáng)是20~50MPa,如果壓強(qiáng)過大,除對(duì)設(shè)備要求高外,還會(huì)導(dǎo)致的結(jié)果壓碎催化劑,縮短催化劑壽命;
(2)合成硝酸的吸收塔內(nèi)填充瓷環(huán),其作用是增大氣液接觸面積,吸收塔中還需補(bǔ)充空氣的目的是可使NO全部轉(zhuǎn)化成HNO3;
(3)若輸送NH3的管道某處發(fā)生泄漏,檢測(cè)的簡(jiǎn)單方法為用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢測(cè),試紙變藍(lán)的位置即是氨氣泄漏處;
(4)在一定溫度和壓強(qiáng)的密閉容器中,將物質(zhì)的量之比為3:2的H2和N2混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)出平衡混合氣中氨的體積分?jǐn)?shù)為25%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為50%;
(5)制硝酸氧化爐中氨氣和氧氣在145℃就開始反應(yīng),在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物(如圖2所示).溫度較低時(shí)以生成N2為主,900℃時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H2O,當(dāng)溫度高于900℃時(shí),NO產(chǎn)率明顯下降的原因是生成NO的反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO的產(chǎn)率下降;
(6)若N2、H2合成氨時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為60%,NH3催化氧化制HNO3時(shí)的損失20%的氨,其它環(huán)節(jié)的損失忽略不計(jì).則10tH2最多可以制取71.1t.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列有機(jī)物的命名肯定錯(cuò)誤的是(  )
A.4-甲基-2-戊烯B.2,2-二甲基丙烷
C.2,3,3-三甲基-2-戊烯D.4-乙基-2-庚烯

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20.下列有關(guān)說法正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)( 。
A.標(biāo)況下,22.4L氯氣完全溶于水轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
B.32gS完全溶于氫氧化鈉溶液轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2 NA
C.標(biāo)況下,6.72LNO2完全溶于水轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
D.28.8g氧化亞銅溶于稀硫酸轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2 NA

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7.有關(guān)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì),下列說法正確的是(  )
A.驗(yàn)證某有機(jī)物屬于烴,完成的實(shí)驗(yàn)只要證明它完全燃燒后的產(chǎn)物只有H2O和CO2
B.煤干餾得到的煤焦油可以分離出苯,苯是無色無味的液態(tài)烴
C.黃酒中存在的某些微生物可以使部分乙醇氧化,轉(zhuǎn)化為乙酸,酒就有了酸味
D.乙烯使酸性高錳酸鉀溶液,溴的四氯化碳溶液褪色,由于乙烯發(fā)生了加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.La(鑭)是一種活潑性比鋅更強(qiáng)的元素,它的氧化物分子式為L(zhǎng)a2O3,La(OH)3是不溶于水的堿,而LaCl3、La(NO33則都溶于水,現(xiàn)有下列組合:①La2O3+HCl    ②La+HCl   ③La(OH)3+HCl  ④NaOH+La(OH)3⑤La+Cl2⑥La2O3+KCl能直接制得LaCl3的是( 。
A.①②③⑤B.①②③④C.②③⑤⑥D.①②③④⑤

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5.信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了威脅.某研究性學(xué)習(xí)小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:

(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O.
(2)第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+
(3)該探究小組提出兩種方案測(cè)定CuSO4•5H2O晶體的純度.
方案一:取a g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀.用0.100 0mol•L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(原理為I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL.
①滴定過程中可選用淀粉溶液作指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是藍(lán)色剛好褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色.
②CuSO4溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++4I-═2CuI↓+I2
方案二:取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol•L-1EDTA(H2Y2-)標(biāo)
準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6mL.滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-═CuY2-+2H+
③寫出計(jì)算CuSO4•5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w=$\frac{7.5c}{a}$×100%.
(4)請(qǐng)補(bǔ)充完整從濾渣2制備Al2(SO43•18H2O的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向?yàn)V渣2中加入氫氧化鈉溶液至濾渣不再溶解,過濾,在濾液中通人二氧化碳至不再有沉淀析出,過濾、用水洗滌固體2-3次,將固體轉(zhuǎn)移到燒杯中,用硫酸溶解,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、用水洗滌固體2-3次,在50℃下干燥,得到Al2(SO43•18H2O.(可選試劑有:硫酸溶液、氫氧化鈉溶液、氨水、二氧化碳)

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