【題目】CH3OCH3(二甲醚)常用作有機(jī)合成的原料,也用作溶劑和麻醉劑。CO2H2合成CH3OCH3涉及的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:

Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1

Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5kJ·mol-1

Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2(g) ΔH3

Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4

回答下列問題:

ΔH4=__kJ·mol-1。

⑵體系自由能變ΔGH-TΔSΔG<0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)、、的自由能變與溫度的關(guān)系如圖a所示,在298~998K下均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)為__(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。

⑶在三個(gè)完全相同的恒容密閉容器中,起始時(shí)均通入3molH21molCO2,分別只發(fā)生反應(yīng)、、時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖b所示。

①ΔH3__0(填“>”“<”)。

反應(yīng),若A點(diǎn)總壓強(qiáng)為pMPa,則A點(diǎn)時(shí)CO2的分壓為p(CO2)__pMPa(精確到0.01)。

B點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下, K__(填大于”“小于等于K)。

⑷向一體積為1L的密閉容器中通入H2CO2,只發(fā)生反應(yīng)。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度及氫碳比m[m=]的關(guān)系分別如圖c和圖d所示。

c中壓強(qiáng)從大到小的順序?yàn)?/span>__,圖d中氫碳比m從大到小的順序?yàn)?/span>__。

若在1L恒容密閉容器中充入0.2molCO20.6molH2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則在此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__(保留整數(shù))。

【答案】122.54 > 0.21 小于 p1>p2>p3 m1>m2>m3 23

【解析】

⑴第個(gè)方程式的2倍加上第個(gè)方程式。

⑵根據(jù)圖中信息得到298~998K下只有ΔG0

升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡正向移動(dòng),正向是吸熱反應(yīng);三段式式建立關(guān)系,根據(jù)公式求出壓強(qiáng);根據(jù)平衡常數(shù)分析產(chǎn)物與反應(yīng)物的關(guān)系。

利用轉(zhuǎn)化率分析壓強(qiáng),利用一個(gè)量不變,另一個(gè)量變化來分析。

建立三段式建立再求平衡常數(shù)。

⑴將第個(gè)方程式的2倍加上第個(gè)方程式得到ΔH4=122.54 kJ·mol1;故答案為:-122.54。

⑵體系自由能變ΔGHSΔG0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,在298~998K下只有ΔG0,因此均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)為;故答案為:。

升高溫度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡正向移動(dòng),正向是吸熱反應(yīng),即ΔH30;故答案為:>。

,反應(yīng),若A點(diǎn)總壓強(qiáng)為pMPa,則A點(diǎn)時(shí)CO2的分壓為;故答案為:0.21。

③在B點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,根據(jù)Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2(g)的反應(yīng),CO2轉(zhuǎn)化率相等,產(chǎn)物的量相等,但中氫氣平衡時(shí)量較少,但是大于1的值,由于是濃度三次方,因此平衡常數(shù)小,平衡常數(shù)K(Ⅰ)小于K();故答案為:小于。

⑷①該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng),圖c中定溫度,從下到上看,轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡正向移動(dòng),向體積減小方向移動(dòng)即加壓,壓強(qiáng)從大到小的順序?yàn)?/span>p1p2p3,圖d中可以理解為二氧化碳物質(zhì)的量不變,氫氣量不斷增加,平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率不斷增大,因此氫碳比m從大到小的順序?yàn)?/span>m1m2m3;故答案為:m1m2m3。

若在1L恒容密閉容器中充入0.2molCO20.6molH2CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,,則在此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù);故答案為:23

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃、101kPa條件下,Cs)、H2g)、CH3COOHl)的燃燒熱分別為393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為

A. B. C. D.

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【題目】小明同學(xué)想測量某赤鐵礦樣品中氧化鐵的純度(假設(shè)其他成分不與酸反應(yīng),也不溶于水),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):稱取10.00 g赤鐵礦樣品,加入到燒杯中,再加入92.50 g 的稀硫酸,恰好完全反應(yīng),過濾得濾渣2.50 g。試計(jì)算:

(1)赤鐵礦樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?___________

(2)上述反應(yīng)后所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?___________

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【題目】近年科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想。把空氣中的CO2進(jìn)行轉(zhuǎn)化,并使之與H2反應(yīng)生成可再生能源甲醇。

1)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H2還原CO2制備清潔能源甲醇。

①下列關(guān)于氫能的說法正確的是____

A.氫能是清潔能源 B.氫能是二次能源

C.氫能是不可再生能源 D.氣態(tài)氫能源更容易保存和運(yùn)輸

②已知COg)和H2g)的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJmol-1、-285.8kJmol-1。COH2合成甲醇的能量變化如圖甲所示:

則用CO2g)和H2g)制備液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為____。

③將一定量的CO2H2充入到某恒容密閉容器中,測得在不同催化劑作用下,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的變化如圖乙所示:催化效果最好的是催化劑____(選填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

2)利用CO和水蒸氣可生產(chǎn)H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式:COg+H2OgCO2g+H2g)。將不同量的COg)和H2Og)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng),得到三組數(shù)據(jù)如表所示:

溫度/

起始量

達(dá)到平衡

CO/mol

H2O/mol

H2/mol

CO轉(zhuǎn)化率

時(shí)間/min

650

4

2

1.6

10

900

3

2

5

900℃時(shí),達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率vH2O=____。(保留2位小數(shù))。

3)科學(xué)家還研究了其他轉(zhuǎn)化溫室氣體的方法,利用如圖所示裝置可以將CO2轉(zhuǎn)化為氣體燃料CO。該裝置工作時(shí),N電極的電極反應(yīng)式為____

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【題目】短周期主族元素W、XY、Z的原子序數(shù)依次增大,W的一種核素可在考古時(shí)用來推算一些文物的年代;Y原子的最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的三倍;Z是同周期主族元素中原子半徑最大的元素。下列說法中正確的是

A.僅由WX、Y三種元素組成的化合物可能是離子化合物

B.Z同主族且處于第六周期的元素的原子序數(shù)為55

C.最簡單氫化物的穩(wěn)定性:

D.W與氫元素組成的化合物的沸點(diǎn)一定低于水的沸點(diǎn)

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【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:

下列敘述正確的是(  )

A. 試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸

B. 反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵

C. 電解法制取鋁單質(zhì)時(shí)也可以采用電解氯化鋁以降低成本

D. 反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3

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【題目】如表所示,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間是否具有因果關(guān)系的判斷都正確的是(

選項(xiàng)

陳述Ⅰ

陳述Ⅱ

判斷

A

碳酸鈉溶液可用于治療胃病

可與鹽酸反應(yīng)

Ⅰ對(duì),Ⅱ?qū),?/span>

B

向滴有酚酞的水溶液中加入變紅色

與水反應(yīng)生成氫氧化鈉

Ⅰ對(duì),Ⅱ錯(cuò),無

C

分別加熱固體,試管內(nèi)壁均有水珠

兩種物質(zhì)均受熱分解

Ⅰ對(duì),Ⅱ?qū)Γ?/span>

D

過氧化鈉可為航天員供氧

能與反應(yīng)生成

Ⅰ對(duì),Ⅱ?qū),?/span>

A.AB.BC.CD.D

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【題目】硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]易溶于水,在定量分析中常用來配制亞鐵離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液。某化學(xué)課外小組同學(xué)設(shè)計(jì)并完成下列實(shí)驗(yàn)。

I.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的制取

實(shí)驗(yàn)步驟:

①稱取4.2g碎鐵屑于錐形瓶中,加入10mL30%NaOH溶液,加熱煮沸-段時(shí)間。傾去堿液,水洗至中性。

②向處理過的鐵屑中加入25mL3mol/LH2SO4,水浴加熱至反應(yīng)完全,趁熱過濾。

③向?yàn)V液中加入-定體積的飽和(NH4)2SO4溶液,加熱濃縮,冷卻,抽濾,洗滌,干燥得產(chǎn)品。

1)步驟①中加入NaOH溶液的目的是___。

2)步驟②趁熱過濾的目的是___。

3)步驟③加熱濃縮溶液時(shí),需要的儀器有酒精燈、___、___(固定、夾持儀器除外)。

.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeSO4·7H2O穩(wěn)定性的對(duì)比研究

如圖,在2支相同的注射器中分別裝入等物質(zhì)的量的兩種晶體,調(diào)整2支注射器活塞使空氣體積相等,用針頭及膠塞封好注射器(氣密性良好)。較長時(shí)間后,取出兩種晶體,分別滴加20.01mol/LKSCN溶液。整個(gè)過程中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下:

4)判斷a___b(填“>”“<”“=”),出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能是___

5)判斷此條件下(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的穩(wěn)定性___(填大于小于FeSO4·7H2O。

.配制(NH4)2Fe(SO4)2溶液并標(biāo)定濃度

配制(NH4)2Fe(SO4)2溶液100mL,準(zhǔn)確量取20.00mL,置于錐形瓶中,加10mLH2SO4和鄰二氮菲指示劑34滴,用cmol/LK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液變成棕紅色。消耗K2Cr2O7溶液的體積為VmL。

6)計(jì)算(NH4)2Fe(SO4)2溶液的濃度為___ mol/L

7)下列操作會(huì)使所測溶液濃度偏大的是___(填標(biāo)號(hào))。

A.錐形瓶用待測溶液潤洗

B.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失

C.滴定過程中劇烈搖晃錐形瓶,溶液濺出

D.滴定前平視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知常溫時(shí)CH3COOH的電離平衡常數(shù)為K。該溫度下向20mL0.1mol·L1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol·L1NaOH溶液,其pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。下列說法中錯(cuò)誤的是(

A.a點(diǎn)表示的溶液中c(CH3COO)略小于103mol·L1

B.b點(diǎn)表示的溶液中c(CH3COO)>c(Na)

C.c點(diǎn)表示CH3COOHNaOH恰好反應(yīng)完全

D.b、c點(diǎn)表示的溶液中均等于K

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