题目内容
(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。
(2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
B.混合气体总物质的量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由图判断ΔH _____0。
③某温度下,将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)="0.25" mol/L,则CO的转化率= ,此温度下的平衡常数K= (保留二位有效数字)。
(3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,用煤炭气(CO、H2)作负极反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,催化剂镍作电极,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为 。
(1)-524.8(2分)
(2)①c(2分);② =(2分);<(2分);③75%(3分); 1.3(2分)
(3)O2+4e-+2CO2=2CO32-(2分)
解析试题分析: (1)根据盖斯定律和已知方程式可得,ΔH=ΔH1-ΔH2 =-393.5 kJ/mol-131.3 kJ/mol="-524.8" kJ/mol。
(2)①A项每消耗1 mol CO的同时生成2molH2 表示的是正逆反应速率相等,所以反应达到平衡。
B.根据反应方程式中气体系数可知,该反应是前后气体的减少的反应,所以混合气体总物质的量不变时,反应达到平衡,B正确;
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率均表示正反应速率,不能说明反应达平衡,C错误;
D.反应中各物质的浓度不再变化是化学反应达到平衡的重要标志,D正确。
②反应的平衡常数只与温度有关,所以图像中A、B的温度相等,所以平衡常数也相等,即K(A)= K(B);又可看出图像曲线随着温度升高,CO的转化率不断降低,所以温度升高对正反应不利,使平衡逆向移动,所以该反应的正反应是一个放热反应,ΔH <0。
③ CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)
初始浓度(mol/L):1 3 0
转化浓度(mol/L):0.75 2.25 0.75
平衡浓度(mol/L):0.25 0.75 0.75
所以H2的转化率=0.75÷1×100%=75%
平衡常数K= c(CH3OH) / c(CO)c2(H2) ="0.75/" 0.752 0.25=1.3
(3)该电池的反应原理实质是用水煤气做燃料,制成一个燃料电池,所以电池总反应式就是水煤气的燃烧反应CO+H2 +O2=CO2+H2O,可以看出Li2CO3和Na2CO3只是做电解质并没有发生反应,所以根据已知得负极反应式消耗CO32-可推得正极反应式应生成CO32-,所以可得正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32- 。
考点:本题考查的是化学反应原理的知识,设计盖斯定律的应用计算、化学平衡标志的判断、转化率和化学平衡常数的计算、电化学方程式的书写等内容。
某实验小组设计用50 mL 1.0 mol/L盐酸跟50 mL 1.1 mol/L 氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热会____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”),其原因是_______________________________________________。
(4)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50 mL,并记录下原始数据(见下表)。
实验序号 | 起始温度t1/℃ | 终止温度(t2)/℃ | 温差(t2-t1)/℃ | ||
盐酸 | NaOH溶液 | 平均值 | |||
1 | 25.1 | 24.9 | 25.0 | 31.6 | 6.6 |
2 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.8 | 6.7 |
3 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.9 | 6.8 |
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3,中和后混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃),则该反应的中和热为ΔH=______ __。根据计算结果,写出该中和反应的热化学方程式_______________________________。
中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是 。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从3 min到9 min,v(H2)= mol/(L·min)。
②能说明上述反应达到平衡状态的是 (填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数:
温度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常数 | 667 | 13 | 1.9×1 | 2.4×1 | 1×1 |
下列说法正确的是 。
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在升高温度时,CH3OH(g)的体积分数减小,说明v正(CH3OH)减小,v逆(CH3OH)增大
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 Mpa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高
某种优质燃油由甲、乙两种有机物混合而成,甲、乙两种物质含有C、H、O三种元素中的两种或三种。已知甲、乙及CO、H2的燃烧热如下:
物质 | 甲 | 乙 | CO | H2 |
燃烧热/(kJ·mol-1) | 1 366 | 5 518 | 283 | 286 |
取甲、乙按不同比例混合的燃油23 g,在足量的O2中燃烧时,放出的热量Q与混合物中乙的物质的量分数x的关系如图所示。试求:
(1)乙的相对分子质量Mr(乙)=________。
(2)160 g由甲、乙以等物质的量混合而成的燃油在347.2 L O2中恰好完全燃烧,得492.8 L气体,冷却到室温时,还剩余224 L(气体体积均在标准状况下测定)。由此可求得混合物中,C、H、O的原子个数比为________。甲、乙的分子式为:甲________;乙________。
(3)1 mol由甲、乙以等物质的量混合而成的燃油在一定量的O2中燃烧,放出热量2 876 kJ,则反应中生成CO________mol。
(1)甲醇是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备甲醛。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
反应过程中的能量关系
①甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
②过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?____________原因是__________________________________。
③写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式________________________________。
(2)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是________。
A.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 |
B.①反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量 |
C.根据②推知反应:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1 |
D.反应②的能量变化如图所示 |
(1)已知反应及几种物质中化学键断裂时的能量变化如下所示:
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184kJ/mol
4HCl (g)+O2(g)=2Cl2 (g) +2H2O (g) △H=-115.6kJ/mol
①H2与O2反应生成气态水的热化学方程式为_________________________________;
②断开1mol H—O键所需能量约为_________________________kJ。
(2)已知某反应的平衡常数表达式为:K=,它所对应的化学方程式为________________。
(3)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0在400℃时K=0.5,此条件下在0.5L的密闭容器中进行该反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应υ(N2)正______υ(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的措施是_______(填序号)。
A.缩小体积增大压强 B.升高温度
C.加催化剂 D.使氨气液化移走
(4)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:A(g)+3B(g)2C(g)+D(s) △H,其化学平衡常数K与T的关系如下表:
T/K | 300 | 400 | 500 | …… |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | 1.2×109 | …… |
②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是______(填序号)。
A.3 υ(B)正=2υ(C)逆 B.A和B的转化率相等
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变