题目内容

下图是温度和压强对反应X+Y2Z影响的示意图。下列叙述正确的是
[     ]
A．该反应为放热反应
B．增大压强，平衡正向移动
C．X、Y、Z均为气态
D．X和Y不可能都为气态，Z 为气态
D
练习册系列答案
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以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1
①该反应在高温下
能
能
自发进行（填“能”或“不能”）
②恒温下，在容积不变的密闭容器中，进行如上可逆反应．一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是：
D
D
．
Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量，ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ．
B只有Ⅰ和Ⅳ
C．只有Ⅱ和Ⅲ
D．只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气．反应为H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），某温度下该反应的平衡常数K=4/9．该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中，只投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度下表所示．下列判断不正确的是
C
C

起始浓度 甲 乙 丙
c（H2）/mol/L  0.010 0.020 0.020
c（CO2）/mol/L  0.010 0.010 0.020
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应最慢
B．平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中的c（CO2）是甲中的2倍，是0.102mol/L
D．平衡时，乙中的CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，冲入1molCO2和3molH2反
①下列措施中能使平衡混合物中c（CH3OH））增大的是
CD
CD

A．升高温度
B．冲入He（g）使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出来
D．再冲入1molCO2和3molH2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n（H2）=2.4mol；其他条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n（CO2）=0.82mol，则得T1
＞
＞
T2（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇（常温下为液体）．CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.5kJ/mol
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9kJ/mol
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.9kJ/mol

②该转化的积极意义是
可降低温室效应和弥补资源短缺
可降低温室效应和弥补资源短缺

有人提出，可以设计反应CO2=C+O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响．请你判断是否可行并说出理由：
不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
．
某研究性学习小组为证明在相同条件下，同浓度同体积强弱不同的一元酸与同一种金属反应时，生成氢气的速率不同，同时测定该温度和压强下的气体摩尔体积，设计组装了两套如下图所示的简易实验装置。该实验的主要操作步骤如下：

①配制浓度均为1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液；

②在广口瓶乙中装水，按图示连接好装置，检查装置的气密性；

③量取10.00 mL 1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液分别加入两套装置的锥形瓶中；

④称取两份质量均为a g的镁条(除去表面氧化膜、表面积相同)，并固定于塑料杆末端；

⑤同时将塑料杆向下移动，使镁条浸入酸中至反应完全；

⑥反应结束后待温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。

请根据上述步骤回答下列问题：

(1)用文字表述步骤②中检查该装置气密性的方法：_____________________。

(2)量取10.00 mL1mol·L-1盐酸和醋酸溶液分别注入锥形瓶中时，所用的仪器是_________(填下列各项序号字母)。

A.50 mL量筒                               B.10 mL量筒

C.25 mL酸式滴定管                      D.25 mL碱式滴定管

(3)步骤④中，理论上称取的镁条质量不能少于_________ g。

(4)步骤⑤中需记录的数据是_______；实验过程中观察到的主要现象是______________。

(5)步骤⑥中，读取量筒中水的体积时若俯视读数，对计算该条件下的气体摩尔体积影响为_________(填“偏大”“偏小”或“无法确定”)。

(6)为保证实验顺利进行，仪器丙应选用的规格是_________(填序号字母)。

A.100 mL             B.200 mL              C.500 mL

(7)若水蒸气的挥发影响忽略不计，在该温度和压强下，气体摩尔体积为______ L·mol-1。

化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：

（1）已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为                。

（2）已知在一定温度下，

C（s）+CO2（g）   2CO（g）           △H1

CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g） △H2

C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）     △H3

则△H1、△H2、△H3之间的关系是：                              。

（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

 

则该反应的正反应方向是      反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为      。

（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g)   △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是       ：

A．A、C两点的反应速率：A＞C

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

D．由状态A到状态B，可以用加热的方法

E．A、C两点的化学平衡常数：A=C

（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为：                ，阳极区逸出气体的成分为        （填化学式）。

 

 

甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

反应过程

化学方程式

焓变△H(kJ/mol)

活化能Ea(kJ/mol)

甲烷氧化

CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)

－802.6

125.6

CH4(g)＋O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g)

－322.0

172.5

蒸汽重整

CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)

206.2

240.1

CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g)

165.0

243.9

回答下列问题：

（1）反应CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)的△H=　　　　 kJ/mol。

（2）在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率　　 甲烷氧化的反应速率（填大于、小于或等于）。

（3）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数（记作KP），则反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的KP＝　　　　　　　　 　　　　；

随着温度的升高，该平衡常数　　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于　　　　　　　　　　　　　 。

（5）在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是　 。

A．600℃，0.9Mpa　　 B．700℃，0.9MPa　　 C．800℃，1.5Mpa　　 D．1000℃，1.5MPa

②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间（从常温进料开始计时）

的变化趋势示意图：

（6）如果进料中氧气量过大，最终导致H2物质的量分数降低，原因是　　　　　　　 。
以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mo1-1
①该反应在高温下______自发进行（填“能”或“不能”）
②恒温下，在容积不变的密闭容器中，进行如上可逆反应．一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是：______．
Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量，ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ．
B只有Ⅰ和Ⅳ
C．只有Ⅱ和Ⅲ
D．只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气．反应为H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），某温度下该反应的平衡常数K=4/9．该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中，只投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度下表所示．下列判断不正确的是______
起始浓度甲乙丙
c（H2）/mo1/L 0.0100.0200.020
c（CO2）/moI/L 0.0100.0100.020
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应最慢
B．平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中的c（CO2）是甲中的2倍，是0.102mol/L
D．平衡时，乙中的CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），下图表示该反应进行过程中能量的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，冲入1mo1CO2和3mo1H2反
①下列措施中能使平衡混合物中c（CH3OH））增大的是______
A．升高温度
B．冲入He（g）使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出来
D．再冲入1mo1CO2和3mo1H2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n（H2）=2.4mo1；其他条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n（CO2）=0.82mol，则得T1______T2（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇（常温下为液体）．CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mo1、△H=-285.5kJmo1
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式：______
②该转化的积极意义是______
有人提出，可以设计反应CO2=C+O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响．请你判断是否可行并说出理由：______．

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