精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情

【題目】研究碳及其化合物的相互轉化對能源的充分利用、低碳經濟有著重要的作用。

(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+206.1 kJ·mol1

2H2(g)+ CO(g)CH3OH(l) H2=128.3 kJ·mol1

2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) H3=483.6 kJ·mol1

25時,在合適的催化劑作用下,采用甲烷和氧氣一步合成液態(tài)甲醇的熱化學方程式為__________________________。

(2)利用反應來制備氫氣,為了探究溫度、壓強對反應速率、轉化率的影響,某同學設計了以下三組對比實驗(溫度為400或500,壓強為101kPa或404kPa)。

實驗序號

溫度

壓強/kPa

CH4初始濃度/mol·L1

H2O初始濃度/mol·L1

1

400

p

3.0

7.0

2

t

101

3.0

7.0

3

400

101

3.0

7.0

實驗2和實驗3相比,其平衡常數關系是K2__________K3(填“>”“<”或“=”)。

將等物質的量的CH4和水蒸氣充入1 L恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,在400下達到平衡,平衡常數K=27,此時容器中CO物質的量為0.10 mol,則CH4的轉化率為__________。

(3)科學家提出由CO2制取C的太陽能工藝如圖1所示。

“重整系統”發(fā)生的反應中n(FeO)n(CO2)=61,則FexOy的化學式為______________。

“熱分解系統”中每分解l mol FexOy,轉移電子的物質的量為________。

(4)pC類似pH,是指極稀溶液中的溶質濃度的常用負對數值。若某溶液中溶質的濃度為1×103 mol·L1,則該溶液中溶質的pC=lg(1×103)=3。如圖2為25時H2CO3溶液的pCpH圖。請回答下列問題 (若離子濃度小于105 mol·L1,可認為該離子不存在):

在同一溶液中,H2CO3、、_____________(填“能”或“不能”)大量共存。

求H2CO3一級電離平衡常數的數值Ka1=________________。

人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系可以抵消少量酸或堿,維持pH=7.4。當過量的酸進入血液中時,血液緩沖體系中的最終將_______。

A.變大 B.變小 C.基本不變 D.無法判斷

【答案】(1)CH4(g)+O2 (g)CH3OH(l) H=164.0 kJ·mol1

(2)> (90.9%、90.91%、×100%均可)

(3)Fe3O4 2 mol

(4)不能 1×106 A

【解析】本題考查蓋斯定律的應用、弱電解質在水溶液中的電離平衡、物質的量的相關計算、化學平衡的計算和影響因素。(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+206.1 kJ·mol1,

2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) H2=128.3 kJ·mol1,

2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H3=483.6 kJ·mol1,

根據蓋斯定律,將+1/2×+得:CH4(g)+ 1/2O2(g)CH3OH(l)

H=(+206.1 kJ·mol1)+1/2 (483.6 kJ·mol1)+(128.3 kJ·mol1)=164.0 kJ·mol1。

(2)對比實驗2、3,只有溫度不同,其它條件相同,所以實驗2、3的目的是探究溫度對化學反應速率的影響;溫度升高,平衡向吸熱方向移動,該反應為吸熱反應,所以平衡向正反應方向移動,平衡常數增大,所以K2>K3;

依據化學平衡的三段式列式計算,設CH4與H2O(g)物質的量為a,

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

起始量(mol) a a 0 0

變化量(mol) 0.10 0.10 0.10 0.30

平衡量(mol) a0.10 a0.10 0.10 0.30

由平衡常數表達式:K=27,

解之得:a=0.11,平衡轉化率:×100%=90.9%。

(3)由示意圖可知,重整系統中CO2和FeO反應生成FexOy和C,發(fā)生的反應中n(FeO)n(CO2)=61,根據Fe原子、O原子守恒可知xy=6(6+2)=34,故FexOy的化學式為Fe3O4;熱分解系統中是Fe3O4分解為FeO與氧氣,分解l mol Fe3O4轉移電子的物質的量為1 mol×3×(8/32)=2 mol

(4)碳酸存在的溶液中酸性較強、碳酸根離子存在的溶液中堿性較強,所以碳酸根離子和碳酸不能大量共存;由圖象可知當pH=6時,pC(H2CO3)=pC(),結合Ka1(H2CO3)= ==106;氫離子濃度增大,平衡向左移動放出CO2,碳酸濃度基本不變,則c(H+)/c(H2CO3)最終將變大,故選A。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】 MnO2 和濃鹽酸制取純凈干燥的氯氣,并讓氯氣與銅粉反應制取純凈的無水 CuCl2,裝置如圖所示。請回答下列問題:

1)實驗前檢查整套裝置的氣密性的方法是______________,寫出 A 中反應的化學方程式____________

2B 中選用的試劑是____________,其作用是_____________C 中選用的試劑是_____________,其作用是____________________。

3D 中反應的化學方程式是________________

4)裝置 E 的目的是_______________,寫出 E 中發(fā)生反應的化學方程式:______________。

5)但實驗發(fā)現 D 中得到的無水 CuCl2 總是偏藍色,請你幫他們分析這是為什么?_________________提出改進方案:____________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】中國科學家屠呦呦因開創(chuàng)性地運用萃取的原理從中草藥中分離出青蒿素并應用于瘧疾治療獲得今年的諾貝爾醫(yī)學獎。萃取實驗中用到的主要儀器是 (  )

A. 長頸漏斗 B. 分液漏斗

C. 圓底燒瓶 D. 蒸餾燒瓶

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】Na、Mg、Al的有關性質的敘述正確的是(

A.還原性:Na>Mg>Al

B.第一電離能:Na<Mg<Al

C.電負性:Na>Mg>Al

D.堿性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】物質的量是一個將微觀粒子與宏觀物質聯系起來的物理量。下列說法不正確的是(  )

A. 1 mol NaCl的體積為22.4 L

B. 1 mol H2含有6.02×1023個氫分子

C. 1 mol O2含有2 mol氧原子

D. 標準狀況下,1 mol H2的體積為22.4 L

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某校環(huán)保小組學生處理污水樣品時,需要配制450mL0.1mol/L硫酸

1如圖所示儀器中,配制上述溶液肯定不需要的儀器是_____(填字母),除圖中已有儀器外,配制上述溶液還需要的玻璃儀器是______填儀器名稱)

2如果用5.0mol/L的硫酸來配制上述硫酸,則需該硫酸的體積為_____。

3在容量瓶的使用方法中,下列操作正確的是____(填字母)。

A.使用容量瓶前檢查它是否漏水

B.容量瓶用水洗凈后,再用待配溶液潤洗

C.配制溶液時,如果試樣是固體,把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中,緩慢加水接近標線l2cm處,用滴管加蒸餾水至標線

D.定容后,蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復倒轉多次,搖勻

4定容時,若仰視刻度線,則所配溶液物質的量濃度___(偏大”“偏小”“不變”)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在含有下列各離子組的溶液中,能大量共存且溶液為無色透明的是(

A. Na+、Cu2+、Cl、SO42― B. Ba2+、K+、OH、NO3

C. K+、Ca2+ 、NH4、CO32― D. H+、Ca2+、Cl、HCO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏德羅常數,下列敘述正確的是(

A. 標準狀況下,22.4LH2O含有的分子數為NA

B. 常溫常壓下,1.06g Na2CO3含有的Na+離子數為0.02 NA

C. 通常狀況下,NACO2分子占有的體積為22.4L

D. 物質的量濃度為0.5mol·L1MgCl2溶液中,含有Cl-個數為NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解。當電解液的c(H)從1×10-6molL-1變?yōu)?×10-3molL-1時(設電解時陰極沒有氫氣析出且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計),電極上析出銀的質量約是()

A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg

查看答案和解析>>

同步練習冊答案