题目内容

苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2
催化脱氢制得。总反应原理如下：
   △H
回答下列问题：
（1）乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行：
△H1=＋117.6kJ·mol－1
H2 (g)＋CO2 (g)CO (g)＋H2O (g) △H2=＋41.2kJ·mol－1
由乙苯制取苯乙烯反应的             。
（2）在温度为T1时，该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。
①该时刻化学反应          （填“是”或“不是”）处于平衡状态；
②下列叙述能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是          （填正确答案编号）；
a．正、逆反应速率的比值恒定     b．c(CO2)=c(CO)
c．混合气体的密度不变                    d．CO2的体积分数保持不变
③若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度     （填正确答案编号）

A．大于0.5mol/LB．小于0.5mol/L
C．等于0.5mol/LD．不确定
（3）在温度为T2时的恒容器中，乙苯、CO2的起始浓度分别为2.0mol/L和3.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为，则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为      ，           （均用含、P的表达式表示）。
（4）写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式                       。

（1）＋158.8kJ·mol－1(2分)（2）①是(2分) ②abd (3分) ③d(2分)
（3）mol·L－1 (2分) ×100%(2分)
（4）(2分)

解析试题分析：（1）根据盖斯定律，两个方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反应的＋158.8kJ·mol－1。
（2）①在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol，所以各组分的浓度都是=0.5mol·L－1，QC＝＝0.5=K，所以该时刻化学反应是处于平衡状态；
②ad两个选项都容易看出可以作为标志，要注意的是b，c(CO2)=c(CO)代表各组分的浓度相等，实际上就是①的情况，所以也可以说明是达到了平衡状态。c错，因为该反应实在在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，所以体积不变，根据质量守恒，气体的质量也不变，所以密度是一个定制，不能作为达到平衡的标志，所以c不能选。
③因为该反应前后系数不等，恒压就要扩大体积，平衡向正向移动，因为该反应正向是吸热反应，绝热要向逆向移动，所以恒压绝热两个因素都在变化，不确定向哪个方向移动，所以乙苯的物质的量浓度不能确定。
（3）三段法
   
起始浓度     2.0           3.0        0         0       0
转化浓度     x             x         x         x       x
平衡浓度   2.0－x       3.0－x       x          x       x
＝
反应达到平衡时苯乙烯的浓度为x＝mol·L－1
乙苯的转化率为×100%
（4）根据双键的性质，加聚反应的规律即可写出。
考点：考查化学反应原理的知识。

练习册系列答案
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甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中数据判断，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)    ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)    ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
__________________________________________________________。

据《辽沈晚报》报道，今年冬天，一旦出现大气严重污染的天气，沈阳市有可能建议政府机关、企事业单位根据实际情况实行员工休假或弹性工作制。大气含有的CO、氮氧化物、SO2、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一，化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据。
（1）CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                           
（2） CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，，负极反应方程式为：___________________。
（3） 利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42－，从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4)。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为                              ；
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为              。
（5）已知在常温常压下：
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol－1
② 2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol－1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol－1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式                                      。

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(s)＋CO2(g)=2CO(g)；ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

①该反应的平衡常数的表达式为K＝________。
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“大于”、“等于”或“小于”)。
③在下图a、b、c三点中，H2的转化率由高到低的顺序是________(填字母)。

(3)在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是________(填序号)。
a．氢气的浓度减小
b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加
d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

（1）由磷灰石[主要成分Ca5（PO4）3F]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5（PO4）3F（s）＋21SiO2（s）＋30C（s）=3P4（g）＋20CaSiO3（s）＋30CO（g）＋SiF4（g）　ΔH
①上述反应中，副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下：
4Ca5（PO4）3F（s）＋3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）＋2CaSiO3（s）＋SiF4（g）　ΔH1
2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）=P4（g）＋6CaO（s）＋10CO（g）　ΔH2
SiO2（s）＋CaO（s）=CaSiO3（s）　ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝____________。
（2）（江苏）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
①Cu（s）＋2H＋（aq）=Cu2＋（aq）＋H2（g）ΔH1＝＋64.39 kJ·mol－1
②2H2O2（l）=2H2O（l）＋O2（g）ΔH2＝－196.46 kJ·mol－1
③H2（g）＋O2（g）=H2O（l）ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为_________________________________________________________________。

“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。
（1）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需
时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时V正    V逆（填“<” ，“>” ，“=”）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系               ；
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为       _______________mol/L。
（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空气、H2SO4为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式：         。

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为________；
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2（g）＋2O2（g）=N2O4（l）　
ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（g）　
ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________；
（3）已知H2O（l）=H2O（g）　ΔH3＝＋44 kJ·mol－1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为________________________。
（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。

氮是地球上含量丰富的—种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，
减少N 的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

(1)上图是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式________________________________________；
又知：N2(g)+ O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180kJ/mol；2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g) △H＝－112.3kJ/mol，则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的△H＝_______________；
(2)一定温度下，在2L密闭容器中NO2和O2可发生下列反应：4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知体系中n(NO2)随时间变化加下表：

t(s)
0
500
1000
1500
n(NO2)(mol)
20
13.96
10.08
10.08
 
①写出该反应的平衡常数表达式：K＝__________，己知：K300℃＞K350℃，则该反应是______热反应。
②反应达到平衡后，NO2的转化率为________________，此时若再通入一定量氮气，则NO2的转化率将___________（填“增大”、“减小”、“不变”）；
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是____，用O2表示从0～500 s内该反应的平均速率v＝________。

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