题目内容
(12分)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。
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(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开1mol H—H键、1mol I—I、1mol H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。在化学反应过程中,是将___ ___转化为___ _____。
(3)50mL 0.50molL﹣1盐酸与50mL 0.55molL﹣1 NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中的热量可计算中和热.回答下列问题:
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①从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 .
②烧杯间填满碎纸条的作用是 .
③大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
④实验中改用60mL 0.50molL﹣1盐酸跟50 mL 0.55molL﹣1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由: 。
⑤用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 (均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(14分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生反应:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分的浓度为:
物 质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
平衡浓度(mol·L-1) | 0.5 | 0.5 | 2.0 | 2.0 |
①此温度下,该反应的平衡常数K=__________________(注明单位)。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H2=b kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3=c kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)的△H=________kJ·mol-1。
(2)用Cu2Al2O4做催化剂,发生反应: CO2+CH4
CH3COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。
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250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为提高上述反应CH4的转化率,可采取的措施有 (写2种)。
③Cu2Al2O4可溶解在稀硝酸中,被氧化的元素为 ,每消耗3mol Cu2Al2O4时被还原的HNO3为 mol。
(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,
①若寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是 。
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在具有强氧化性的物质中寻找
c.可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO 4可用于吸收、释放CO2, 原理是: 500℃时,CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,该原理的化学方程式 。
(12分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度(℃) | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g) | K3 | ||
(1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
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(3)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆) (填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,
已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
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当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。