【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用CO2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),圖甲表示該反應(yīng)過程中能量的變化。

(1)在固定容積的密閉容器內(nèi),下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______

A.單位時間內(nèi)生成n mol CO2的同時生成 3n molH2

B.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

Cv(CO2)v(CH3OH)

D1mol CH3OHH—O鍵斷裂的同時2mol C=O鍵斷裂

E.混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)

F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

(2)在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO23mol H2,測得CO2CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖乙所示。從反應(yīng)開始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)_______。容器內(nèi)平衡時與起始時的壓強(qiáng)之比為________。平衡時 CO2的轉(zhuǎn)化率為________,平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為__________。

(3)下圖是科學(xué)家正在研發(fā)的,以實(shí)現(xiàn)上述反應(yīng)[CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)]在常溫常壓下進(jìn)行的裝置。寫出甲槽的電極反應(yīng)式:_____________________。

【答案】BCDF 0.225 mol/(L·min) 0.625(5:8) 75 30(3/10) CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O

【解析】

(1)A.只要反應(yīng)進(jìn)行單位時間內(nèi)生成n mol CO2的同時就會生成 3n molH2,故A不選;

B.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,容器容積恒定,所以未平衡時容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量會變,即壓強(qiáng)會變,所以壓強(qiáng)不變時說明反應(yīng)平衡,故B選;

C.平衡時v(CO2)v(CO2) ,而v(CO2)=v(CH3OH),所以v(CO2)v(CH3OH)說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,故C選;

D1mol CH3OHH—O鍵斷裂的同時2mol C=O鍵斷裂,即正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,故D選;

E.反應(yīng)物和生成物均為氣體,所以氣體總質(zhì)量不變,容器容積恒定,即氣體總體積不變,所以混合氣體的密度一直不變,故E不選;

F.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,所以未平衡時容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量會變,而氣體總質(zhì)量不變,所以平均相對分子質(zhì)量會變,故F選;綜上所述選BCDF。

(2)據(jù)圖可知10min后二氧化碳和甲醇的濃度不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,此時c(CH3OH)=0.75mol/L,根據(jù)反應(yīng)方程式可知該時段內(nèi)c(H2)=2.25mol/L,所以v(H2)=0.225 mol/(L·min);平衡時c(H2)=2.25mol/L,容器體積為1L,則平衡時容器內(nèi)n(H2)3mol-2.25mol=0.75mol,據(jù)圖可知n(CO2)0.25moln(CH3OH)=0.75mol,根據(jù)方程式可知n(H2O)0.75mol,容器體積恒定,所以壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,所以平衡時與起始時壓強(qiáng)之比為=0.625(5:8);二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為=75%;氣體的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),所以甲醇的體積分?jǐn)?shù)為=30%

(3)甲槽通入二氧化碳,根據(jù)該裝置的目的可知得到的產(chǎn)物應(yīng)為甲醇,二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O

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:

【題目】氮的氧化物既是可導(dǎo)致酸雨的物質(zhì),也是造成空氣污染的重要物質(zhì),加大對氮的氧化物的治理是環(huán)境保護(hù)重要舉措。

(1)在一定條件下氨氣可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式: _____________________________,該反應(yīng)中氧化劑是_________,還原劑是________________________________________。

(2)汽車尾氣中含有CONO,消除這兩種物質(zhì)對大氣的污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器,使它們發(fā)生反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。

(3)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:

NO2NO2NaOH===2NaNO2H2O

2NO22NaOH===NaNO2NaNO3H2O

現(xiàn)有VLNaOH溶液能完全吸收nmol NO2mmol NO組成的大氣污染物。

①所用燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度至少為_________ mol·L1。

②若所得溶液中c(NO3-)c(NO2-)19,則原混合氣體中NO2NO的物質(zhì)的量之比nm_________。

③用含nm的代數(shù)式表示所得溶液中NO3-NO2-濃度的比值c(NO3-)c(NO2-)_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】、在2L密閉容器內(nèi),800℃時反應(yīng)2NO(g)O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:

時間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO)/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

1)下圖中表示NO2的變化的曲線是_____。用NO表示從02 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率υ_______。

2)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。

aυ(NO2)2υ(O2) b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

cυ(NO)(O2) d.容器內(nèi)密度保持不變

3)下列措施能使該反應(yīng)的速率增大是_______

a.及時分離出NO2氣體  b.適當(dāng)升高溫度

c.增大O2的濃度 d.選擇高效催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種鐵-空氣二次電池放電時氧原子的工作原理如圖所示,電池反應(yīng)為2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。下列有關(guān)該電池放電時的說法正確的是

A.能量由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

B.電池工作時OHa極遷移向b

C.b 極電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+=2H2O

D.電子由a極經(jīng)負(fù)載流向b

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g).圖1表示在一定的溫度下此反應(yīng)過程中的能量的變化,圖2表示在2L的密閉容器中反應(yīng)時N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線.圖3表示在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對此反應(yīng)平衡的影響.下列說法正確的是

A.由圖1可知2NH3(g)N2(g)+3H2(g) H=92kJ·mol1

B.圖2中0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2)=0.09mol·L1·min1

C.圖2中從11min起其它條件不變,壓縮容器的體積,則n(N2)的變化曲線為d

D.圖3中溫度T1T2,a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是b點(diǎn)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.利用化學(xué)反應(yīng)將儲存在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,科學(xué)家設(shè)計出了原電池,從而為人類生產(chǎn)、生活提供能量。

(1)甲同學(xué)認(rèn)為,所有的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池,你是否同意?____ (”)。

(2)乙同學(xué)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2AgCu=Cu22Ag設(shè)計的原電池如圖所示:

①負(fù)極材料是_______,發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________。

②當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一段時間后取出電極材料,測得某一電極增重了5.4 g,則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是________。

II.水是生命之源,也是化學(xué)反應(yīng)中的主角。請回答下列問題:

(1)已知:2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出572 kJ的熱量。

①若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量________ (“>”“<””)572 kJ。

②每克氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為________。

(2)天然氣(主要成分CH4)和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水,該反應(yīng)為放熱的氧化還原反應(yīng),可將其設(shè)計成燃料電池,構(gòu)造如圖所示,a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成。a電極的電極反應(yīng)式是____________________________。當(dāng)a極轉(zhuǎn)移0.3mol電子時,b極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為_________________mL。b極附近pH____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是一種白色劇毒晶體,是汽車安全氣囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱堿性,能與酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生具有爆炸性的有毒氣體疊氮化氫。實(shí)驗室可利用亞硝酸叔丁酯(tBuNO2,以tBu表示叔丁基)N2H4、氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)制備疊氮化鈉。

(1)按如圖所示組裝儀器(加熱裝置略)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)方程式為:tBuNO2NaOHN2H4=NaN32H2OtBuOH

裝置a的側(cè)管的作用是________________;

②該反應(yīng)需控制溫度在65 ℃,采用的實(shí)驗措施是_______________;

③反應(yīng)后溶液在0 ℃下冷卻至有大量晶體析出后過濾,所得晶體使用無水乙醇洗滌。試解釋低溫下過濾和使用無水乙醇洗滌晶體的原因是_________。

(2)產(chǎn)率計算

①稱取2.0 g疊氮化鈉試樣,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于錐形瓶中。

②用滴定管加入0.10 mol·L1六硝酸鈰銨[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL發(fā)生的反應(yīng)為[2(NH4)2Ce(NO3)62NaN3=4NH4NO32Ce(NO3)32NaNO33N2↑](假設(shè)雜質(zhì)均不參與反應(yīng))

(3)充分反應(yīng)后將溶液稀釋并酸化,滴入2滴鄰菲羅啉指示液,并用0.10 mol·L1硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]為標(biāo)準(zhǔn)液,滴定過量的Ce4,終點(diǎn)時消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4Fe2=Ce3Fe3)。計算可知疊氮化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______(保留2位有效數(shù)字)。

(4)疊氮化鈉有毒,可以使用次氯酸鈉溶液對含有疊氮化鈉的溶液進(jìn)行銷毀,反應(yīng)后溶液堿性明顯增強(qiáng),且產(chǎn)生無色無味的無毒氣體,試寫出反應(yīng)的離子方程式:____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)中很多重要的化工原料都來源于石油化工,如圖中的苯、丙烯、有機(jī)物A等,其中A的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。請回答下列問題:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________________,丙烯酸中官能團(tuán)的名稱為___________________。

(2)寫出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型①___________________,②________________________。

(3)下列說法正確的是_____________。

A.硝基苯中混有濃HNO3H2SO4,將其倒入到NaOH溶液中,震蕩、靜置,分液

B除去乙酸乙酯中的乙酸,加NaOH溶液、分液

C聚丙烯酸能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D有機(jī)物C與丙烯酸屬于同系物

(4)寫出下列反應(yīng)方程式:

B→CH3CHO_________________________________________;

④丙烯酸 + B→丙烯酸乙酯_____________________

⑤丙烯酸聚丙烯酸_________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有含一定量Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣,用下圖所示的實(shí)驗裝置通過與純凈、干燥的CO2反應(yīng)來測定試樣中Na2O2的純度。

回答下列問題:

1)按上圖組裝好實(shí)驗裝置后,首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是______________。

2)分液漏斗中所裝試液是__________。

3)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程是:Na2O + CO2 = Na2CO3____。

4E中堿石灰的作用是__________。

5)若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0 g,反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則試樣中Na2O2的含量為__________。

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