近年來,碳和碳的化合物在生產(chǎn)生活實(shí)際中應(yīng)用廣泛。
(1)在2升的密閉容器中,充有2mol CO與4mol 水蒸氣,在催化劑作用下進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的轉(zhuǎn)化率和溫度t的關(guān)系如下表:

t(℃)
750
850
1000
CO%
0.7
2/3
0.5
 
1000℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________________。850℃時(shí),向該容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此時(shí)反應(yīng)___________(填“向右進(jìn)行”、“向左進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
(2)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
則CO和H2O生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式為_______________________________。
(3) 目前工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,F(xiàn)向體積為1 L的密閉容器中,充入
1mol CO2和3mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。

①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____________;
②若改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則平衡常數(shù)______________(填序號)
a.可能不變    b.可能減小    c.可能增大   d.不變、減小、增大皆有可能
(4)NaHCO3的水溶液呈堿性,其原因是(用文字?jǐn)⑹?_______________________。常溫下,向100mL
0.2mol/LNaHCO3溶液中滴加amol/L的醋酸溶液,當(dāng)?shù)渭拥饺芤撼手行詴r(shí),所用去的醋酸體積剛好也
為100mL,此時(shí)醋酸的電離常數(shù)為b, 用含b的代數(shù)式表示醋酸的濃度a=_____________________。

(14分,每空2分) (1)1/3,向右進(jìn)行  (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol
(3)①0.225mol·L1·min1(單位和數(shù)值各1分) ②ac(對一個(gè)給1分,錯(cuò)一個(gè)倒扣1分)
(4)HCO3水解程度大于其電離程度。
a=0.2(107+b)/b或a=(107+b)/5b(其他表示形式,只要正確均給分)

解析試題分析:(1)       CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol/L)    1       2           0     0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)   0.5     0.5         0.5   0.5
平衡濃度(mol/L)   0.5     1.5         0.5   0.5
因?yàn)榛瘜W(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,CO的轉(zhuǎn)化率降低。這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此平衡常數(shù)減小,所以850℃時(shí)的平衡常數(shù)大于。850℃時(shí),向該容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此時(shí)Q=,所以反應(yīng)向右進(jìn)行。
(2)根據(jù)熱化學(xué)方程式①C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1、③C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1并依據(jù)蓋斯定律可知①-②-③即得到CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-393.5kJ/mol+483.6kJ/mol-131.3kJ/mol=-41.2 kJ/mol。
(3)①根據(jù)圖像可知,反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)生成甲醇的濃度是0.75mol/L,則根據(jù)方程式可知,消耗氫氣的濃度是0.75mol/L×3=2.25mol/L,所以氫氣的反應(yīng)速率v(H2)=2.25mol/L÷10min=0.225mol·L1·min1。
②如果溫度不變,改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則平衡常數(shù)不變;由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此降低溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大,因此正確的答案選ac。
(4)由于HCO3的水解程度大于HCO3的電離程度,所以碳酸氫鈉溶液顯堿性。醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸氫鈉的,因此反應(yīng)中有CO2氣體生成。根據(jù)電荷守恒可知c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO),溶液顯中性,則c(H)=c(OH)=10-7mol/L,所以c(CH3COO)=c(Na)=0.2mol/L÷2=0.1mol/L,所以溶液中c(CH3COOH)=0.5amol/L-c(CH3COO)=0.5amol/L-0.1mol/L,所以根據(jù)電離平衡常數(shù)表達(dá)式可知b=,即b=,解得a=。
考點(diǎn):考查平衡常數(shù)、反應(yīng)熱、電離平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書寫以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響、水解平衡和電離平衡的判斷等

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)某化學(xué)反應(yīng)2A(g)B(g)+D(g)在四種不同條件下進(jìn)行,B、D起始濃度為零,反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況,根據(jù)下述數(shù)據(jù),完成下列填空:

實(shí)驗(yàn)
序號
溫度/℃
時(shí)間/min
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c 3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
 
(1)在實(shí)驗(yàn)l過程中,10 min~20 min時(shí)間內(nèi)用B表示該反應(yīng)的平均化學(xué)反應(yīng)速率為        mol/(L·min)。
(2)在實(shí)驗(yàn)2過程中,A的初始濃度c2=     mol/L,反應(yīng)經(jīng)20min就達(dá)到平衡,可推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是                          。
(3)設(shè)實(shí)驗(yàn)3的化學(xué)反應(yīng)速率為v3,實(shí)驗(yàn)1的化學(xué)反應(yīng)速率為v1,則v3    v1,且c3       1.0 mol/L (填“<”、“>”或“=”)。
(4)比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)l,可推測該反應(yīng)是          反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。理由是          
                                                   。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)是4NH3(g)+5O2(g)  4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol(a﹥0)
(1)如果將4molNH3和5molO2放入容器中,達(dá)到平衡時(shí),放出熱量0.8akJ,則反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
              mol
(2)若其他條件不變,下列關(guān)系圖中錯(cuò)誤的是          (選填序號)

(3)t℃時(shí),在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表

 濃度(mol/L)             
時(shí)間(min)
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
c(H2O)
起  始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
x
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
①反應(yīng)在第2mim到第4mim時(shí),反應(yīng)速率v(O2)=             
②第2min時(shí)改變了條件,改變的條件可能是            
A.升高溫度     B.使用了催化劑     C.減小壓強(qiáng)     D.增加了生成物
③在相同的溫度下,起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的濃度都為1mol/L,則該反應(yīng)將向      _______方向進(jìn)行(填“正反應(yīng)”.“逆反應(yīng)”.“不移動(dòng)”)
(4)工業(yè)上用水吸收二氧化氮生產(chǎn)硝酸,生成的NO2氣體經(jīng)過多次氧化、吸收的循環(huán)操作使其充分轉(zhuǎn)化為硝酸(假定上述過程中無其它損失),現(xiàn)有23噸NO2經(jīng)過2次氧化吸收得到20℅的稀硝酸     噸。
(5)成品硝酸的濃度為60%~70%,為了制濃硝酸,常用Mg(NO3)2作吸水劑,然后進(jìn)行蒸餾,不用CaCl2或MgCl2作吸水劑的原因是__________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化:

(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是      (填字母)。
A.△H>0,△S>0           B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0           D.△H<0,△S>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如上圖2所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH) =  ;H2的轉(zhuǎn)化率w(H2) =   。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=       。
③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是        (填字母)。
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)及時(shí)液化抽出
C.選擇高效催化劑
D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出363.3kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:      
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此電池的負(fù)極應(yīng)加入和通入的物質(zhì)有      ;其正極的電極反應(yīng)式是:       

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在下列事實(shí)中,什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率?
(1)熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體。               。
(2)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂條,產(chǎn)生氣體有快有慢。      。
(3)同樣大小的石灰石分別在0.1mol·L-1的鹽酸和1mol·L-1的鹽酸中,反應(yīng)速率不同。               。
(4)工業(yè)上常將固體燃料粉碎進(jìn)行燃燒。                         。
(5)夏天的食品易霉變,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象。                        

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知可逆反應(yīng)CO+H2O(g) CO2+H2,達(dá)到平衡時(shí),K=,K是常數(shù),只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān)。
(1)830K時(shí),若起始時(shí):c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為      ;K值為       。
(2)830K,若只將起始時(shí)c(H2O)改為6mol/L,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為      。
(3)若830K時(shí),起始濃度c(CO)=a mol/L,c(H2O)=b mol/L,H2的平衡濃度c(H2)=c mol/L,a、b、c之間的關(guān)系式是                 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在2 L密閉容器中,800 ℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如下表:

時(shí)間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 

(1)A點(diǎn)處,v(正)________v(逆),A點(diǎn)正反應(yīng)速率________B點(diǎn)正反應(yīng)速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
(2)如圖中表示NO2的變化的曲線是________。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=________________。
(3)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
a.v(NO2)=2v(O2)                b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2)        d.容器內(nèi)的密度保持不變
(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的是________。
a.及時(shí)分離出NO2氣體     b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度          d.選擇高效的催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
        ②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為                                 
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                                      。
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)反應(yīng)過程中測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖1所示,則該反應(yīng)的ΔH                       0 (填“>”、“<”或“=”)。

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2所示,曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K     K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。
①工業(yè)上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為       
當(dāng)氨碳比=3,達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為:         。
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應(yīng)的方程式為            

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

(8分)某溫度時(shí),在0.5L密閉容器中某一反應(yīng)的A、B氣體物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析求得:

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。
(2)反應(yīng)開始至4min時(shí),B的平均反應(yīng)速率為____________。
(3)平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________。第4min時(shí),正逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為:υ(正)___υ(逆)(填“>”、“<”或“=”,下同),第8min時(shí),υ(正)___υ(逆)。

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同步練習(xí)冊答案