题目内容

17．随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注．甲烷是一种较为理想的洁净燃料．以下是利用化学反应原理中的有关知识对甲烷转化问题的研究．
（1）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）；△H=-802.3kJ•mol-1
H2O（l）═H2O（g），△H=+44.0kJ•mol-1
则1.6g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为89.03kJ．
（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值．该反应可表示为CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ•mol-1．为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101kPa或303kPa，其余实验条件见下表）．
实验序号温度/℃压强/kPaCH4初始浓度/mol•L-1H2O初始浓度/mol•L-1
1360p2.006.80
2t1012.006.80
33601012.006.80
表中t=480，p=303；设计实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响．实验1、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是K2＞K1=K3（用K1、K2、K3表示）．
（3）若800℃时，反应CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ•mol-1的平衡常数（K）=1.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表：
CH4H2OCOH2
3.0mol•L-18.5mol•L-12.0mol•L-12.0mol•L-1
则此时正、逆反应速率的关系是C（填标号）
A．v（正）＜v（逆）　 　B．v（正）=v（逆）    C．v（正）＞v（逆）     D．无法判断．

分析 （1）已知：①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-802.3kJ•mol-1，②H2O（1）=H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1，根据盖斯定律，①-②×2得：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3kJ•mol-1，计算甲烷的物质的量，结合热化学方程式计算；
（2）实验探究温度、压强对化学反应速率的影响，对比实验1、3可知，二者温度相等，则应为探究压强对反应速率的影响，对比实验2、3可知，只有温度不同，其它条件相同，所以实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响；
平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，若温度升高，平衡向吸热方向移动，即向正反应方向移动，平衡常数增大；
（3）计算此时浓度商Qc，与平衡常数比较，判断反应进行方向，进而判断v（正）、v（逆）的相对大小关系．

解答 解：（1）已知：①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-802.3kJ•mol-1，
②H2O（1）=H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1，
根据盖斯定律，①-②×2得，甲烷气体完全燃烧生成液态水的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3kJ•mol-1，
所以1.6g甲烷气体的物质的量为$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，故完全燃烧生成液态水，放出热量为0.1mol×890.3kJ•mol-1=89.03kJ，
故答案为：89.03；
（2）三组实验条件要求温度为360℃或480℃、压强为101kPa或303kPa，采取控制变量法，探究温度、压强对化学反应速率的影响，
对比实验1、3可知，二者温度相等，则应为探究压强对反应速率的影响，而实验3的压强为101kPa，故实验1的压强p为303kP，
对比实验2、3可知，二者压强相等，则应为探究温度对反应速率的影响，而实验3的温度为360℃，故实验2的温度t为480℃，
对比实验2、3，只有温度不同，其它条件相同，所以实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响；
实验1、3温度相同，平衡常数相同，即K1=K3，比较实验1、2，实验2中温度高，温度升高，平衡向吸热方向移动，该反应为吸热反应，所以平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，即K2＞K1，所以K2＞K1=K3，
故答案为：480；303；探究温度对化学反应速率的影响；K2＞K1=K3；
（3）此时浓度商Qc=$\frac{2×{2}^{3}}{3×8.5}$=0.63＜平衡常数K=1，故反应向正反应进行，故v（正）＞v（逆），
故选C．

点评 本题考查反应热有关计算、影响化学反应速率因素的探究、化学平衡常数的影响因素与应用，注意化学平衡常数只与温度有关，与其它物理量无关．

练习册系列答案
相关题目
10．氯气是一种工业原料．工业上利用反应3Cl2+2NH3═N2+6HCl检查氯气管道是否漏气．下列说法错误的是（　　）
A．若管道漏气遇氨会产生白烟B．该反应利用了氯气的强氧化性
C．该反应属于复分解反应D．生成1 mol N2有6 mol电子转移
11．工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为Cu，操作1为过滤．
（2）加入H2O2的作用是（用离子方程式表示）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入氨水的作用是调节PH使Fe3+全部转化为氢氧化铁沉淀．
（3）由CoC2O4•2H2O转化为Co2 O3的化学方程式是4（CoC2O4?2H2O）+3O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2Co2O3+8H2O+8CO2．
（4）知Li2CO3微溶于水，且水溶液呈碱性．其饱和溶液的浓度与温度关系见下表．操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是减少Li2CO3的溶解损失，在常温条件下，饱和Li2CO3溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c（Li+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）．
温度/℃10306090
浓度/mol?L-10.210.170.140.10
（5）用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为2CO32--4e-=O2↑+CO2↑．
5．某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行如下实验．
实验1：铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示．
实验步骤：
①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；
③将Cu丝上提离开液面；
（1）能够证明铜与浓硫酸反应产生的气体的现象：B中品红溶液褪色．
（2）在盛有氯化钡溶液的C试管中除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分为两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应位置．
滴加的溶液氯水氨水
沉淀的化学式BaSO4BaSO3
写出其中SO2显示还原性的离子方程式：SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-、SO42-+Ba2+=BaSO4↓．
（3）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是：当A中气体压强减小时，外界大气压不变，空气从E进入A，使A中压强平衡．
（4）将SO2气体通入含有n mol Na2S溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO2气体2.5nmol． （不考虑溶解的SO2）．
12．用如图所示装置证明浓硫酸的强氧化性，并检验产物的性质．请回答：

（1）写出装置①中的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）装置②中的现象：紫色石蕊溶液变成红色，此实验证明SO2是酸性气体．
（3）装置③中的现象：产生淡黄色沉淀，体现了SO2的氧化性．
（4）装置④中的现象：溴水的颜色褪去，反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-．
（5）装置⑤中的现象：品红溶液褪色，该现象证明SO2有漂白性．
（6）装置⑥中NaOH溶液的作用是吸收多余的SO2，防止SO2污染空气，反应的化学方程式为SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O．
2．900℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，发生反应：
（g）?（g）+H2（g）△H=a kJ•mol-1．经一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：下列说法正确的是（　　）
时间/min010203040
n（乙苯）/mol0.400.300.24n2n3
n（苯乙烯）/mol0.000.10n10.200.20
A．反应在前20 min的平均速率为v（H2）=0.004mol•L-1•min-1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c（乙苯）=0.08mol•L-1，则a＜0
C．保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂，则乙苯的转化率为50.0%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2，达到平衡前v（正）＞v（逆）
9．分子式为C4H10O的有机物A，①A催化氧化得B；②A发生消去反应得C；③C与水加成后的产物催化氧化也得B．试写出A、B、C可能的结构简式．
A：CH3CHOHCH2CH3或CH2OHCH2CH2CH3B：CH3CH2CH2CHO或C：CH2═CH-CH2CH3或CH3CH═CH-CH3．
6．已知A、B两种元素的原子序数在3～18之间，它们可形成离子化合物AmBn，且离子均具有稀有气体的原子结构，若A的原子序数为a，则B的原子序数不可能是（　　）
A．a+8-m-nB．a+16-m-nC．a-8-（m+n）D．a-（m+n）
7．下列各表中的数字代表的是元素的原子序数，表中数字所表示的元素与它们在周期表中的相对位置相符的是（　　）
A．
8 10
 17 
  36
B．
1  
 45
  15
C．
1 2
11  
19  
D．
6 10
 17 
  36

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