6.氫氣是清潔能源,也是重要的化工原料.

(1)已知H2S高溫熱分解制H2的反應為H2S(g)?H2(g)+$\frac{1}{2}$S2(g).在體積為2L的恒容密閉容器中,通入3.5mol H2S,控制不同溫度進行H2S分解實驗,測得H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1所示.
①985℃時,反應經(jīng)7min達到平衡,則上述反應從起始至7min內(nèi)的反應速率v(S2)=0.05molL-1min-1
②反應S2(g)+2H2(g)?2H2S(g) 的△Η<(填“>”或“<”)0.
(2)使用石油熱裂解的副產(chǎn)物CH4來制取CO和H2,其生產(chǎn)流程如圖2所示.
①此流程的第Ⅰ步反應為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖3所示.則P1<(填“<”“>”或“=”)P2
②100℃時,將3mol CH4和4mol H2O通入容積為100L的恒容密閉容器中,達到平衡時容器中CO(g)和H2O(g)的濃度相同.100℃時該反應的平衡常數(shù)K=0.0216.

分析 (1)①根據(jù)在985℃時,H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,即可求出H2S的物質(zhì)的量的該變量,然后根據(jù)在反應中,物質(zhì)的量的該變量之比等于計量數(shù)之比,即可求出S2的物質(zhì)的量的該變量,然后根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$來計算反應速率.
②據(jù)圖可知,溫度越高,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高,則說明升高溫度,反應H2S=H2(g)+$\frac{1}{2}$S2(g)平衡右移,反應吸熱;
(2)①采取控制變量法分析,由圖可知溫度相同時,到達平衡時,壓強為P1的CH4轉(zhuǎn)化率高,反應為氣體體積增大的反應,增大壓強平衡向體積減小的方向移動;
②依據(jù)化學平衡三段式列式計算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到.

解答 解:(1)①985℃時,H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,H2S的物質(zhì)的量的該變量△n=3.5mol×40%=1.4mol,在反應中,物質(zhì)的量的該變量之比等于計量數(shù)之比,故S2的物質(zhì)的量的該變量△n=0.7mol,故反應速率v(S2)=v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.7mol}{2L}}{7min}$=0.05mol/(L•min),
故答案為:0.05 mol L-1min -1;
②據(jù)圖可知,溫度越高,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高,則說明升高溫度,反應H2S=H2(g)+$\frac{1}{2}$S2(g)平衡右移,反應吸熱,故反應S2(g)+2H2(g)=2H2S(g)放熱,即△H<0,故答案為:<;
(2)①由圖可知溫度相同時,到達平衡時,壓強為P1的CH4轉(zhuǎn)化率高,平衡向正反應方向移動,反應為氣體體積增大的反應,增大壓強平衡向體積減小的方向移動,即P1<P2;故答案為:<;
②100℃時,將3mol CH4和4mol H2O通入容積為100L的恒容密閉容器中,CO(g)和H2O(g))的濃度相同,
               CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
起始量(mol/L) 0.03    0.04       0        0
變化量(mol/L) 0.02    0.02     0.02     0.06
平衡量(mol/L) 0.01    0.02     0.02      0.06
平衡常數(shù)K=$\frac{c(CO)c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}{c(CH{\;}_{4})c(H{\;}_{2}O)}$=$\frac{0.02×0.06{\;}^{3}}{0.01×0.02}$=0.0216;
故答案為:0.0216.

點評 本題綜合考查化學平衡的計算,為高考常見題型和高頻考點,側(cè)重考查學生的分析、計算能力,涉及利用蓋斯定律來解題和反應速率的求算、平衡的計算以及利用溫度對平衡轉(zhuǎn)化率的影響來分析反應吸熱還是放熱等,難度不大.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.甲烷分子中的4個氫原子全部被苯基取代,所得物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,對該物質(zhì)的描述不正確的是( 。
A.其分子式為C25H20
B.分子內(nèi)的所有碳原子不可能共平面
C.該物質(zhì)光照下可和氯氣發(fā)生反應
D.該物質(zhì)在Fe粉催化下可和液溴發(fā)生反應

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.硝基苯是重要的化工原料,用途廣泛.實驗室用如圖裝置制備硝基苯,步驟如下:
①取100mL燒杯,用20mL濃硫酸與18mL濃硝酸配制混和酸,加入恒壓滴液漏斗中,把18mL苯加入三頸燒瓶中.
②向室溫下的苯中逐滴加入混酸,邊滴邊攪拌,混和均勻.
③在50~60℃下發(fā)生反應,直至反應結(jié)束.
④分離出產(chǎn)物后,依次用蒸餾水和100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品.
⑤向粗產(chǎn)品加入固體D除去水,然后蒸餾,得到純凈的硝基苯.
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下
物 質(zhì)熔點/℃沸點/℃密度(20℃)/g•cm-3溶解性
5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205難溶于水
濃硝酸-831.4易溶于水
濃硫酸-3381.84易溶于水
(1)寫出該反應的化學方程式
(2)配制混酸應在燒杯中先加入濃硝酸,長玻璃管作用是冷凝回流,恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是使混合酸能順利流下.
(3)反應溫度控制在50~60℃的原因是防止副反應發(fā)生,反應結(jié)束后產(chǎn)物在下層(填“上”或者“下”),分離混酸和產(chǎn)品的操作名稱是分液.
(4)實驗前要配制100mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液,需要用到的玻璃儀器除了玻璃棒、燒杯還有100ml容量瓶、膠頭滴管.
(5)用Na2CO3溶液洗滌之后再用蒸餾水洗滌時,怎樣驗證液體已洗凈?取最后一次洗滌液,向溶液中加入氯化鈣,無沉淀生成,說明已洗凈.
(6)固體D的名稱為無水氯化鈣.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.用菱錳礦(主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2)制備MnSO4•H2O的工藝流程如下:
Ⅰ.向菱錳礦中加入過量稀H2SO4,過濾;
Ⅱ.向濾液中加入過量MnO2,過濾;
Ⅲ.調(diào)節(jié)濾液pH=a,過濾;
Ⅳ.濃縮、結(jié)晶、分離、干燥得到產(chǎn)品;
Ⅴ.檢驗產(chǎn)品純度.
(1)步驟Ⅰ中,濾渣的主要成分是SiO2
(2)將MnO2氧化Fe2+的離子方程式補充完整:
1MnO2+2Fe2++4H+=1  Mn2++2Fe3++2H2O
(3)與選用Cl2作為氧化劑相比,MnO2的優(yōu)勢主要在于:原料來源廣、成本低、可避免環(huán)境污染、不會引入Cl-,使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈.
(4)已知:
生成氫氧化物沉淀的pH
Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2
開始沉淀時3.46.31.57.6
完全沉淀時4.78.32.810.2
注:金屬離子的起始濃度為0.1mol/L
步驟Ⅲ中a的取值范圍是4.7≤a<7.6.
(5)步驟Ⅴ,通過測定產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分數(shù)來判斷產(chǎn)品純度.
已知一定條件下,MnO4-與Mn2+反應生成MnO2.取x g產(chǎn)品配成溶液,用0.1mol/L KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液y mL,產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.高純六水氯化鍶晶體(SrCl2•6H2O)具有很高的經(jīng)濟價值,工業(yè)上用w kg難溶于水的碳酸鍶(SrCO3)為原料(含少量鋇和鐵的化合物等),共制備高純六水氯化鍶晶體(a kg)的過程為:

已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶體在61℃時開始失去結(jié)晶水,100℃時失去全部結(jié)晶水.
Ⅱ.有關(guān)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH表:
氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2
開始沉淀的pH1.56.5
沉淀完全的pH3.79.7
(1)操作①加快反應速率的措施有加熱、充分攪拌、適當增加鹽酸濃度等 (寫一種).操作①中鹽酸能否改用硫酸,其理由是:不能,否則會大量生成硫酸鍶的沉淀,減少產(chǎn)物生物
(2)酸性條件下,加入30% H2O2溶液,將Fe2+氧化成Fe3+,其離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)在步驟②-③的過程中,將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至4時,宜用的試劑為B.
A.氨水      B.氫氧化鍶粉末     C. 氫氧化鈉     D.碳酸鈉晶體
(4)操作③中所得濾渣的主要成分是Fe(OH)3、BaSO4 (填化學式).
(5)工業(yè)上完成操作③常用的設(shè)備有:B
A分餾塔    B 離心機    C  熱交換器    D  反應釜
(6)工業(yè)上用熱風吹干六水氯化鍶,適宜的溫度是B
A.40~50℃B.50~60℃C.60~70℃D.80℃以上.
(7)已知工業(yè)流程中鍶的利用率為90%根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算工業(yè)碳酸鍶的純度:$\frac{1480a}{267W×9}$×100%.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

11.化合物A、B是中學常見的物質(zhì),其陰、陽離子只能從表中選擇:
陽離子K+、Na+、Fe2+、Ba2+、NH${\;}_{4}^{+}$、Ca2+
陰離子OH-、NO${\;}_{3}^{-}$、I-、HCO${\;}_{3}^{-}$、AlO${\;}_{2}^{-}$、HSO${\;}_{4}^{-}$
(1)若A、B的水溶液均為無色,且A的水溶液呈強酸性,B的水溶液呈強堿性.混合后產(chǎn)生不溶于稀鹽酸的白色沉淀及能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體.
①B的化學式為Ba(OH)2
②A、B溶液混合加熱反應的離子方程式H++SO42-+NH4++Ba2++2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$BaSO4↓+NH3↑+2H2O.
(2)若A的水溶液呈淺綠色,B的水溶液無色且其焰色反應為黃色.向A的水溶液中加入稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入B后溶液變黃,但A、B的水溶液混合亦無明顯變化.則
①A的化學式為FeI2
②經(jīng)分析上述過程中溶液變黃的原因可能有兩種(用離子方程式表示)
Ⅰ8H++2NO3-+6I-=2NO↑+3I2+4H2O;Ⅱ8H++2NO3-+6I-=2NO↑+3I2+4H2O和4H++NO3-+3Fe2+=NO↑+3Fe3++2H2O.
③請用一簡易方法證明上述溶液變黃的原因取少量變黃溶液于試管中,滴加幾滴KSCN溶液,若變紅則Ⅱ合理(其他合理亦可).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.25℃時,下列有關(guān)溶液的說法正確的是(  )
A.難溶電解質(zhì)Ag2SO4的飽和溶液中,若c(SO42-)=amol•L-1,則Ksp(Ag2SO4)=2a3
B.某氨水的pH=11,將此溶液稀釋10倍后,溶液的pH<10
C.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH),說明相同溫度下同濃度的HCN溶液的酸性比CH3COOH溶液的強
D.pH=8的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H2CO3)>c(CO32-

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.CH2═CH2與CH3CH2OH均可以使KMnO4(H+)褪色,且褪色原理相同
B.乙酸乙酯的制取中,水浴加熱的目的有:加快化學反應速率,同時使產(chǎn)物分離,平衡正向移動
C.等質(zhì)量的CH3CH2OH與CH3COOH,均能與足量的金屬鈉發(fā)生取代反應,前者反應速率較后者慢,且生成等物質(zhì)量的H2
D.在一溴乙烷中加入NaOH和CH3CH2OH,加熱,加入HNO3酸化的AgNO3,出現(xiàn)淡黃色沉淀,說明溴乙烷發(fā)生了水解反應

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

16.X、Y、Z、W四種元素原子序數(shù)依次增大且均小于36.Z基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍,Y基態(tài)原子是同周期元素中未成對電子數(shù)最多的原子,X分別與Y、Z元素組合均可形成10電子微粒,W基態(tài)原子有10個價電子.回答下列問題(以下問題均以推知元素符號作答):
(1)若YX3與X2Z、YX2-與ZX-、Y3-與Z2-性質(zhì)相似,請寫出Mg(YX22在一定條件下分解的化學方程式:3Mg(NH22═Mg3N2+4NH3↑.
(2)已知0℃時,X2Z的密度為a g•cm-3,其晶胞中X2Z分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似,相似的原因是水中的O和金剛石中的C都是sp3雜化,且水分子間的氫鍵具有方向性,每個水分子可與相鄰的4個水分子形成氫鍵.兩個X2Z分子間的最近距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{144}{a{N}_{A}}}$×1010pm(用a和NA表示).已知X2Z的升華熱是51kJ•mol-1,除氫鍵外,X2Z分子間還存在范德華力(11kJ•mol-1),則X2Z晶體中氫鍵的“鍵能”是20kJ•mol-1
(3)WZ是一種功能材料,已被廣泛用于電池電極、催化劑、半導體、玻璃染色劑等方面.工業(yè)上常以W(YZ32•6X2Z和尿素[CO(NH22]為原料制備.
①W2+的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8,其核外電子有26種運動狀態(tài).
②尿素分子中碳原子的雜化方式為sp2雜化,1mol尿素分子中含有的σ鍵數(shù)目為7×6.02×1023
③YZ3-的空間構(gòu)型為平面正三角形.
④WZ晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,但天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷,例如在某種WZ晶體中就存在如圖所示的缺陷:一個W2+空缺,另有兩個W2+被兩個W3+所取代.其結(jié)果晶體仍呈電中性,但化合物中W和Z的比值卻發(fā)生了變化.經(jīng)測定某樣品中W3+與W2+的離子數(shù)之比為6:91.若該晶體的化學式為WxZ,則x=0.97.

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