【題目】水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過(guò)程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用標(biāo)注。
該歷程中決速步驟的化學(xué)方程式為__(方程式兩邊若有相同物料不用約簡(jiǎn))。水煤氣變換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__。
(2)t1℃時(shí),密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,發(fā)生水煤氣變換反應(yīng),容器中各物質(zhì)濃度(單位:mol·L-1)變化如下表所示:
時(shí)間(min) | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 |
①一定處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段為__。
②5~6min時(shí)間段內(nèi),平衡移動(dòng)方向?yàn)?/span>__(填“向左移動(dòng)”或“向右移動(dòng)”),根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,平衡移動(dòng)的原因是__(填字母編號(hào))。
a.增加了H2O(g)的量 b.增加氫氣濃度 c.使用催化劑 d.降低溫度
③t2℃時(shí)(t2>t1),在相同條件下發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)平衡時(shí),CO濃度__c1(填“>”“<”或“=”)。
(3)已知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)隨溫度變化情況如圖所示:
①該反應(yīng)是__(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②若T1時(shí)水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)等于0.5,則T1時(shí)FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)的平衡常數(shù)為__。
(4)水煤氣可做燃料電池的燃料。一種熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示。電極A上H2參與的電極反應(yīng)為__。假設(shè)催化爐產(chǎn)生的CO與H2物質(zhì)的量之比為1︰2。電極A處產(chǎn)生的CO2有部分參與循環(huán)利用,其利用率為__。
【答案】COOH+H+H2O=COOH+2H+OH CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-0.72NAeV/mol 3min~4min 向右移動(dòng) a > 吸熱 1 H2+CO32--2e-=H2O+CO2 75%
【解析】
(1)起始狀態(tài)反應(yīng)物的相對(duì)能量為0,最終狀態(tài)生成物的相對(duì)能量為-0.72eV,反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,水煤氣變換反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH小于0。該歷程中兩次能壘分別為1.59eV-(-0.32eV)=1.91eV,1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV,最大能壘(活化能)E正=2.02eV。該步驟的反應(yīng)物的相對(duì)能量為-0.16eV的物質(zhì):COOH+H+H2O,生成物為相對(duì)能量為1.41eV的物質(zhì):COOH+2H+OH,由此可得該步驟的化學(xué)方程式:COOH+H+H2O=COOH+2H+OH,水氣變換反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-0.72NAeV/mol。
(2)①?gòu)谋砀裰袛?shù)據(jù)分析,第3~4min時(shí),體系中各物質(zhì)的濃度不再變化,說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài);
②5min~6min時(shí)間段內(nèi),H2O的濃度增大,CO濃度減小,說(shuō)明是增加了H2O的量,平衡正移,故答案為:向右移動(dòng);a;
③該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),CO轉(zhuǎn)化率減小,則CO濃度>c1,故答案為:>;
(3)①升高溫度化學(xué)平衡常數(shù)增大,說(shuō)明Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)為吸熱反應(yīng),故答案為:吸熱;
②T1時(shí)反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)K=2,即c(CO)/c(CO2)=2,若T1時(shí)水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)等于0.5,即K==0.5,所以平衡時(shí)=1,所以T1時(shí)FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)的平衡常數(shù)K==1;
(4)A為負(fù)極,負(fù)極上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水,則電極A上前去參與的反應(yīng)為:H2+CO32--2e-=H2O+CO2;假設(shè)催化爐產(chǎn)生的CO與H2物質(zhì)的量分別為1mol、2mol,電極A處轉(zhuǎn)移電子為6mol,產(chǎn)生的CO2為4mol,在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-,當(dāng)轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí),參與循環(huán)反應(yīng)的CO2為3mol,參與循環(huán)的利用率==75。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定溫度下,在1L的燒瓶中充入一定量N2O4氣體。
(1)體系中氣體顏色由淺變深,寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。
(2)保持溫度和容積不變,向達(dá)到平衡的容器中再充入一定量N2O4氣體,平衡________移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”),N2O4的轉(zhuǎn)化率___________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),反應(yīng)的平衡常數(shù)___________。
(3)某小組為研究溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)。圖方案還需補(bǔ)充的是_____________(用文字表達(dá));實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______________________。
(4)在一定條件下,N2O4和NO2的消耗速率與壓強(qiáng)關(guān)系為:v(N2O4)=k1·c(N2O4),v(NO2)=k2·c(NO2),設(shè)達(dá)到平衡時(shí)c(N2O4)=1 mol/L,則(1)中反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________(用k1、k2表示)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硼酸(H3BO3)為一元弱酸,已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:H3BO3+OH-=B(OH)4一,H3BO3可以通過(guò)電解的方法制備。其工作原理如下圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))。下列說(shuō)法正確的是
A. 當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子時(shí),可得到lmolH3BO3
B. 將電源的正負(fù)極反接,工作原理不變
C. 陰極室的電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2+4H+
D. B(OH)4一穿過(guò)陰膜進(jìn)入陰極室,Na+穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入產(chǎn)品室
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各項(xiàng)敘述中,正確的是( )
A.Na、Mg、Al的未成對(duì)電子數(shù)依次增多
B.價(jià)電子排布為4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p區(qū)元素
C.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形,能量也相等
D.氮原子的最外層電子排布圖:
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化合物 YX2、ZX2 中,X、Y、Z 的核電荷數(shù)小于 18;X 原子最外能層的 p 能級(jí)中有一個(gè)軌道充填了 2 個(gè)電子,Y 原子的最外層中 p 能級(jí)的電子數(shù)等于前一能層電子總數(shù),且X 和 Y 具有相同的電子層數(shù);Z 與 X 在周期表中位于同一主族。回答下列問(wèn)題:
(1)X 的電子排布式為______________,Y 的價(jià)電子軌道表示式為_______。
(2)ZX2 的分子式是_______,YX2 電子式是_______ 。
(3)Z 形成的簡(jiǎn)單陰離子的結(jié)構(gòu)示意圖是___________。
(4) Y 和 Z 一定條件下形成簡(jiǎn)單分子的結(jié)構(gòu)式是___________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置如圖所示。已知①無(wú)水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH;②有關(guān)有機(jī)物物的沸點(diǎn)如下表:
試劑 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸點(diǎn)(℃) | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
A中放醋酸,B中將過(guò)量的乙醇與少量濃硫酸混合,D中放有飽和碳酸鈉溶液,經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸、邊加熱。
請(qǐng)回答:
(1)反應(yīng)混合物的配制:圓底燒燒瓶中先加入___,再逐滴加入___,邊加邊振蕩,___后,再加入醋酸。
(2)反應(yīng)中加入的乙醇是過(guò)量的,其目的是___;濃硫酸的作用:①___;②___。
(3)該反應(yīng)中,若用CH3CH218OH與乙酸發(fā)生反應(yīng),則反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(4)加熱除了加快反應(yīng)速率外還有一個(gè)重要的目的:___。
(5)在裝置中,球形干燥管主要起到兩個(gè)作用:一是起冷凝作用,二是:___。
(6)試管中盛放的是飽和碳酸鈉溶液,它的作用是___(選填編號(hào))。
A.中和乙酸和乙醇 B.吸收乙酸并溶解乙醇
C.降低乙酸乙酯的溶解度,有利于析出 D.加速乙酸乙酯的生成,提高其產(chǎn)率
(7)從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,應(yīng)先加入無(wú)水氯化鈣,分離出___;再加入___(此空從下列選項(xiàng)中選擇),目的是___,然后進(jìn)行蒸餾,收集77℃左右的餾分,以得到較純凈的乙酸乙酯。
A.堿石灰 B.無(wú)水硫酸鈉 C.生石灰
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 如圖所示,測(cè)定中和熱時(shí),大小兩燒杯間填滿碎紙條或泡沫塑料的目的是固定小燒杯
B. 若用50 mL 0.55 mol·L-1的氫氧化鈉溶液,分別與50 mL 0.50 mol·L-1的鹽酸和50 mL 0.50 mol·L-1的硫酸充分反應(yīng),兩反應(yīng)測(cè)定的中和熱不相等
C. 為了簡(jiǎn)化裝置,中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的環(huán)形玻璃攪拌棒可以由溫度計(jì)代替
D. 中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)也可以用稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在給定條件下,下列離子組的離子共存判斷及反應(yīng)的離子方程式均正確的是
選項(xiàng) | 條件 | 離子組 | 離子共存判斷及的離子方程式 |
A | =1溶液 | Fe2+、NO3-、Al3+、Cl- | 不能大量共存, 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO+2H2O |
B | 由水電離出c(H+) =1×10-13mol·L-1 | K+、NH4+、Cl-、AlO2- | 能大量共存 |
C | 含有大量Al3+的溶液 | Na+、NH4+、SO42-、Cl- | 能大量共存 |
D | 通入少量SO2氣體 | K+、Na+、ClO-、SO42- | 不能大量共存, 2ClO-+SO2+H2O=2HClO+SO32- |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】由制取,其合成路線如圖所示:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)從左向右依次填寫每步所屬的反應(yīng)類型:_________(填字母)。
a.取代反應(yīng) b.加成反應(yīng) c.消去反應(yīng)
(2)寫出A→B所需的試劑和反應(yīng)條件:_______。
(3)寫出 C的化學(xué)方程式:_____________。
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com