题目内容

(17分)I.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:

 

将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1,6)表示:在1 min时H2的物质的量是6 mol。

(1)a点正反应速率             (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。其化学平衡常数K=            

(2)下列时间段平均反应速率最大的是                     

A.O~1 min    B.1~3 min    C.3~8 min    D.8~11 min

(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线I对应的实验条件改变是                ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是                  ,体积不变再充入3molCO2和4 mol H2,H2O(g)的体积分数                  (填“增大”“不变”或“减小”)

Ⅱ.某实验小组欲探究 反应速率与温度的关系,现有1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2S04溶液、淀粉溶液,则实验时这几种试剂的加入顺序为:KI溶液、                                    

反应的方程式为                             

Ⅲ. 粗镍样品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四种金属杂质,为获得高纯度的镍,某兴趣小组同学拟用铅蓄电池为电源,粗镍及石墨为电极,电解硝酸镍溶液对粗镍进行提纯。

(1)电解结束后,在阳极附近的沉淀物中,主要的金属单质为               (填化学式)。

(2) 若按上图所示连接对铅蓄电池进行充电。充电一段时间后。则在A电极上生成               (填化学式)。B电极上的电极反应式为              ;充电完毕。铅蓄电池的正极是             极(填“A”或“B”)。

(3)如用甲烷燃料电池为电源,在25℃、101 kPa时,若CH4在氧气中直接燃烧生成1 mol水蒸气放热401 kJ,而l g水蒸气转化成液态水放热2.445 kJ,则CH4的燃烧热为                    (取整数)kJ·mol-

 

【答案】

Ⅰ(1)大于  1/2 (2)  A   (3) 升高温度    增大压强    增大  Ⅱ淀粉溶液,H2S04溶液    4H+4I+O2=2I2+2H2O

Ⅲ (1)Ag、Cu  (2)Pb    PbSO4-2e+2H2O=PbO2+SO42+4H     B      (3) 890

【解析】Ⅰ(1)a点氢气的物质的量还是在减小的,所以反应是在向正反应方向进行,因此正反应速率大于逆反应速率。平衡时氢气是2mol,则消耗氢气是6mol,所以同时消耗CO2是2mol,生成甲醇和水蒸气是2mol。所以平衡常数等于

(2)反应速率越大,反映在曲线上斜率就越大,所以反应速率最大的是O~1 min,即A是正确的。

(3)根据图像可知曲线I对应的反应速率快,平衡时氢气的物质的量大,说明平衡是向逆反应方向移动的,因此改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ的反应速率也快,但平衡时氢气的物质的量小,说明向正反应方向移动,因此是增大压强。体积不变再充入3molCO2和4 mol H2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以水蒸气的含量增大。

Ⅱ.由于碘离子易被氧化,碘遇淀粉显蓝色,所以加入的顺序是淀粉溶液、H2S04溶液。方程式为4H+4I+O2=2I2+2H2O。

Ⅲ.(1)银和铜的金属性弱于镍的,所以阳极中的主要单质是铜和银。

(2)A和电源的负极相连,是阴极,电极产物是铅。B和电源的正极相连,是阳极,电极反应式为PbSO4-2e+2H2O=PbO2+SO42+4H。B极产生二氧化铅,所以B是正极。

(3)l g水蒸气转化成液态水放热2.445 kJ,所以1mol水蒸气转化成液态水放热是2.445kJ×18=44.01kJ。生成1mol水蒸气放出的热量是401kJ,所以生成1mol液态水放出的热量是401kJ+44.01kJ=445.01kJ,所以甲烷的燃烧热是445.01kJ×2mol=890kJ/mol。

 

练习册系列答案
相关题目

尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。

(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:

第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1

第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2

某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,      总反应进行到______min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)

(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强/Kpa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度/10-3mol/L

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

 

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。

A.2V(NH3)=V(CO2)                    B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变       D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。

(3)已知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H1=+180.6KJ/mol

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   △H2=-92.4KJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H3=-483.6KJ/mol

则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1

(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。

 

 

尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。

(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:

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第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2

某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,总反应进行到______min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)

(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强/Kpa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度/10-3mol/L

2.4

3.4

4.8

6.8

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①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。

A.2V(NH3)=V(CO2)                    B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变       D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。

(3)已知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H1=+180.6KJ/mol

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   △H2=-92.4KJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H3=-483.6KJ/mol

则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1

(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。

 

 

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