题目内容

生产甲醇的原料CO、H2可由下列反应制取：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g），试回答下列问题。
（1）已知：① CH4（g）+3/2 O2（g） CO（g）+2H2O（g）△Hl；
② H2（g）+1/2 O2（g） H2O（g） △H2，
则CH4（g）+ H2O（g）CO（g）+3H2（g）的△H＝____     （用含△H1，△H2的式子表示）
（2）一定条件下反应CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，且T2>T1， 则上述反应的△H____    0（填“<”、“>”、“=”，下同），A、B处对应平衡常数（KA、KB）的大小关系为KA____       KB

（3）维持温度T2，将0.04 mol CH4和0.04mol H2O（g）通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，平衡时达到B点，测得CH4的转化率为50%,该反应在此温度下的平衡常数KB=____  ，下列现象能说明该反应已经达到平衡状态的是_    ___
a．容器内CH4、H2O、CO、H2的物质的量之比为1：1：1：3
b．容器的密度恒定
c．容器的压强恒定
d．3υ正（CO）＝υ逆（（H2）
（4）在上述B点平衡基础上，向容器中再通入amol CH4和a mol H2O气体，使之在C点重新达平衡，此时测得CO有0.03mol，则a=____         。
（1）ΔH1—3ΔH2（2分） （2）> （2分）； < （2分）
（3）1.08×10－2mol2?L－2（2分，单位可不作要求）；acd（3分）  （4）0.035（3分）

试题分析：（1）根据已知的热化学方程式以及盖斯定律可知，①－②×3即得到CH4（g）+ H2O（g）CO（g）+3H2（g），所以该反应的反应热△H＝ΔH1—3ΔH2。
（2）根据图像可知，在压强相同时，温度越高，甲烷的转化率越高。这说明升高温度平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应，即△H＞0。升高温度平衡向正反应方向移动，因此B点对应的平衡常数大于A点对应的平衡常数。
（3）             CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）
起始浓度（mol/L） 0.04     0.04          0         0
转化浓度（mol/L） 0.02     0.02         0.02      0.06
平衡浓度（mol/L） 0.02     0.02         0.02      0.06
所以该温度下该反应的平衡常数KB＝＝＝1.08×10—2mol2?L－2
在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，根据以上分析可知，平衡时容器内CH4、H2O、CO、H2的物质的量之比为1:1:1:3，所以可以说明反应达到平衡状态，a正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此密度始终是不变的，所以b不能说明；该反应是体积减小的可逆反应，所以当压强不再发生变化时，可以说明反应达到平衡状态，即c正确；d中的反应速率方向相反，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此可以说明，d正确，答案选acd。
（4）            CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）
起始浓度（mol/L）  b         b            0        0
转化浓度（mol/L） 0.03     0.03         0.03      0.09
平衡浓度（mol/L）b－0.03  b－0.03       0.03      0.09
因为温度不变，平衡常数不变，所以＝1.08×10—2，解得b＝0.075mol，因此a＝0.075mol－0.04mol＝0.035mol
练习册系列答案
相关题目
已知：
（1）Fe2O3(s) ＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234．1 kJ/mol
（2）C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393．5 kJ/mol
则2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s) 的ΔH是（  ）
A．－824．4 kJ/molB．－627．6 kJ/mol
C．－744．7 kJ/molD．－169．4 kJ/mol
(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
①该反应的平衡常数表达式                                                           。
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是                                   （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                            。
（3）在一定条件下，也可以用NH3处理NOx。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O，现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。
（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH4与足量H2O（g）反应最多可生成_______mol H2，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是                     。
a.汽油        b.甲醇           c.甲醛            d.乙酸
(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O3(g)＝3Ag2O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。
己知：2 Ag2O(s)＝4Ag(s)+O2(g)；△H＝+62.2kJ/mol，则O3转化为O2的热化学方程式为          ；②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为                                         。
时间/min浓度(mol/L)
NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0·30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.l7
 
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为： C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①10 min～20 min以内v(CO2)表示的反应速率为                      
②根据表中数据，计算T1℃时该反应的平衡常数K＝        (保留两位小数)；
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是   (填序号字母)；
A．容器内压强保持不变
B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．容器内CO2的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
④30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是    ；
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率   (填“增大”、“不变”或“减小”)。
已知2H2(g)+O2(g) →2H2O(l）+571.6kJ，2H2(g)+O2(g) →2H2O(g)+483.6kJ。下列说法正确的是
A．2 molH2(g)和1molO2(g)的总能量小于2mol H2O (l)的能量
B．1 mol H2O (g)分解成H2(g)和O2 (g)，吸收241.8kJ能量
C．1mol H2O (l)变成1mo1 H2O (g)，吸收88 kJ能量
D．等质量的H2O (g)比H2O(l）所含能量低
下列燃烧反应的反应热不是燃烧热的是
①H2(g)＋O2(g)=H2O(l)  ΔH1    ②C(s)＋O2(g)=CO(g)  ΔH2
③S(s)＋O2(g)=SO2(g)  ΔH3      ④2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(s)＋2H2O(l)  ΔH4
A．①③B．②④C．②③D．①④
(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-，两步反应的能量变化示意图如下:

（1）1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是   _                    。
（2）在一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成 N2，若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_          。
(B)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术
将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H  0(填写“>”、“<”、“=”)
（2）在该温度下，反应的平衡常数K=              (只写出计算结果);
（3）某同学设计了三组实验，分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，
部分实验条件如下表:

该同学画出了表中三个实验条件下，混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，请在图上标明各条曲线的实验编号;
研究硫及其化合物对于工农业生产具有重要意义。
（1）图Ⅰ所示一个容积为4L的密闭容器，内有可移动的隔板。一定温度（T）下，左室加入2 mol SO3，右室加入2 mol SO2和1 mol O2，在少量催化剂存在下分别发生反应：

左室：
右室：
反应达到平衡时，右室反应过程和能量关系如图Ⅱ所示。

①ΔH2＝_______（含a的数学式表示）；反应的平衡常数K＝_________L·mol－1。
②能说明两边反应一定达到平衡的是______________（填序号）。
A．隔板不再移动
B．左右两边SO2的物质的量相等
C．左右二室中SO2与O2物质的量之比都是2∶1
③达平衡时，左室反应吸收的热量为Q1kJ，右室反应吸收的热量为Q2kJ，则Q1、Q2满足的关系是_____________（填序号）。
A．Q1＝Q2
B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2
（2）高温下，炽热的Cu2S与水蒸气反应生成金属铜、H2和SO2（）。
①写出该反应的化学反应方程式_____________________________________________。
②若有1 mol Cu2S参与反应，则转移电子的物质的量是_________mol。
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步，其能量变化如下图所示：

（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是           。
II.在容积为1L的密闭容器内，加入0.1molCO和0.1molH2O，在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图：

（2）在该温度下，从反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为              ；
（3）该温度下，此反应的化学平衡常数为（可以用分数表示）       ；
（4）下列改变中，能使平衡向正反应方向移动的是      。
A．升高温度B．增大压强
C．增大H2O（g）的浓度D．减少CO2（g）的浓度
（5）保持温度不变，若起始时c(CO)=1mol·L-1 , c(H2O)="2" mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.4 mol·L-1。通过计算，判断此时该反应进行的方向并说明理由                          。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网