题目内容

过度排放CO2会造成“温室效应”,为了减少煤燃烧对环境造成的污染,煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

(1)已知①C(s) + H2O(g) = CO(g)+H2(g)      ΔH1=+131.3 kJ·mol-1
②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ΔH2=+90 kJ·mol-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是   ________________________,
(2)用下图原电池装置可以完成过程⑤的转化,该装置b电极的电极反应式是_______________________。

(3)在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示,则:

①p1________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下,向容器中再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的平衡转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在p1下,100 ℃时,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应的平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。
(4)如图表示CO2与H2反应生成CH3OH和H2O的过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:

关于该反应的下列说法中,正确的是________(填编号)。
A.ΔH>0,ΔS>0              B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0              D.ΔH<0,ΔS>0
(5)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示:

①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________(填编号)。
A.升高温度             B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂       D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

(1) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1 (2) O2 +4e- +2H2O = 4OH—               (3)①<②    V 2 / a2  ③增大    (4)C   (5)①0.075 mol/( L·min). ②BD

解析试题分析:(1)②-①可得:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ/mol.. (2)在燃料电池中,通入燃料的电极作负极,通入氧气的电极作正极。a电极是负极,b电极是正极。b电极的电极反应式是O2 +4e- +2H2O = 4OH— (3) ①由图可以看出:在温度相同时,转化率P2>P1。根据平衡移动原理:在其它条件不变的情况下。增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动。即向正反应方向移动。这时反应物的转化率提高。所以P1<P2. ②在其他条件不变的情况下,向容器中再增加a mol CO与2a mol H2。即增大了体系的压强,这时化学平衡向正反应方向移动。故达到新平衡时,CO的平衡转化率增大。③在p1下,100 ℃时,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应的平衡常数为K="C" (CH3OH)/ { C(CO)·C2(H2)} ="(" a/2V):{(a/2V) ·(a/V)}2=" V" 2 / a2.(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+CO(g).由图可看出该反应的正反应是放热反应。该反应的正反应是个气体体积减小的放热反应。所以△H<0;△S<0。选项为:C。(5)①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=(1-0.25)mol/L÷10min="0.075" mol/( L·min). ②A升高温度化学平衡向吸热方向移动。由于该反应的正反应是放热反应所以升高温度化学平衡向逆反应方向移动。B.减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动。故将CH3OH(g)及时液化移出可使平衡向正反应方向移动,C.催化剂 对化学平衡无影响。D.达到平衡时若再充入1 mol CO2和3 mol H2,即增大了压强,化学平衡向气体体积减小的方向及正反应方向移动。所以能使化学平衡向正反应方向移动的措施是BD。
考点:考查热化学方程式的书写、化学平衡常数的计算及外界条件对化学平衡的影响等知识。

练习册系列答案
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氨有着广泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应可生成氨气:

该反应在固定体积的密闭容器中进行,有关说法正确的是_____________(填序号字母)。

A.反应处于平衡状态时,
B.反应达到平衡后,
C.体系的总压强不变,说明反应已达平衡
D.混合气体的密度保持不变,说明反应已达平衡
(2)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
   ①
 ②
   ③
请写出上述三个反应中、、三者之间关系的表达式,=_________。
(3)工业制硝酸的主要反应是: =
①升高温度,反应的K值减小,则Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反应起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________(填序号)。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的浓度如下表:
时间/浓度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________。
反应在第2 min时改变了条件,改变的条件可能是______________________________。
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二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的精细化工产品,被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段:
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(4)在反应室3中,在一定温度和压强条件下发生了反应:3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是   (填序号)。

A.P3>P2   T3>T2       B.P2>P4   T4>T2
C.P1>P3   T1>T3       D.P1>P4   T2>T3
(5)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0写出平衡常数的表达式:                          。如果温度降低,该反应的平衡常数                  。(填“不变”、“变大”、“变小”)
(6)如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。则a电极的反应式为:________________。

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3;   2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3  的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).根据图示回答下列问题,
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(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农 业生产、生活中有着重要作用,

①如图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式:                                                     
(△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)
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(已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10     KSP(AgI)=1.5×l0-16)

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