题目内容
4.甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制:CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)△H,如图表示该反应过程中的能量变化:请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ中反应的活化能为2050kJ•mol-1,该反应的反应热△H=-3kJ/mol.
(2)图中曲线Ⅱ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示使用了催化剂.
(3)升高温度,曲线Ⅰ中反应的活化能不变(填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应的反应热△H不变.
分析 (1)活化能一种物质分子由普通分子进化为活化分子所需能量;根据反应物与生成物的总能量来分析CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)的热反应;
(2)过程Ⅱ与过程Ⅰ比较活化能减小,所以改变的条件是加入了催化剂;
(3)催化剂能降低反应的活化能,但温度对活化能无影响;温度能提高化学反应速率,对反应热无影响.
解答 解:(1)活化能一种物质分子由普通分子进化为活化分子所需能量,由图可知CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)的活化能为2050kJ/mol;CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)反应物的总能量为2050kJ,生成物的总能量为2053kJ,则该反应为放热反应,放出的热量为2050kJ-2053kJ=-3kJ,故反应的热化学方程式为CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)△H=-3kJ/mol,
故答案为:2050;-3kJ/mol;
(2)过程Ⅱ与过程Ⅰ比较活化能减小,所以改变的条件是加入了催化剂,故图中曲线Ⅱ表示使用了催化剂,
故答案为:Ⅱ;
(3)催化剂能降低反应的活化能,但温度对活化能无影响,故曲线Ⅰ中反应的活化能不变;温度能提高化学反应速率,对反应热无影响,故反应的反应热△H不变;
故答案为:不变;不变.
点评 本题考查反应热与焓变,注意反应物与生成物总能量与反应热的关系,特别是催化剂只改变反应的活化能,但不能改变反应热,题目难度不大.
练习册系列答案
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4.化学与生产、生活息息相关,下列有关说法正确的是( )
| A. | 树林晨曦中见到的缕缕阳光,是丁达尔效应效应造成的 | |
| B. | 汽车尾气污染物中含有氮的氧化物,是汽油不完全燃烧造成的 | |
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| D. | 尽量使用含12C的产品,减少使用含13C或14C的产品符合“促进低碳经济”宗旨 |
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
| A. | 所含共价键数均为0.4NA的白磷(P4)和甲烷的物质的量相等 | |
| B. | 10g浓度为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子总数为1.2NA | |
| C. | 2 g H2分别与足量的C12和N2充分反应后转移的电子数均为2NA | |
| D. | 1molFe(OH)3与含3molHI的溶液完全反应后,溶液中所含I-的数目为3NA |
2.某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件.
供选试剂:30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如表:
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O.
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境.为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是使用不同浓度的稀硫酸作对比实验.
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝.学生将I中产生的气体直接通入下列AD溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2.
A.酸性 KMnO4 B.FeCl2 C.Na2S D.品红
(5)资料显示:KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH.该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应(写离子方程式)3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误.
供选试剂:30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如表:
| 操作 | 现象 | |
| 甲 | 向I的锥形瓶中加入MnO2固体,.向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液,连接I、Ⅲ,打开活塞 | I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝 |
| 乙 | 向Ⅱ中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯 | Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝 |
| 丙 | 向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯 | Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝 |
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境.为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是使用不同浓度的稀硫酸作对比实验.
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝.学生将I中产生的气体直接通入下列AD溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2.
A.酸性 KMnO4 B.FeCl2 C.Na2S D.品红
(5)资料显示:KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH.该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应(写离子方程式)3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误.
9.设NA为阿伏伽德罗常数的数值.下列有关叙述正确的是( )
| A. | pH=1的硫酸溶液中含有的SO42-数目为0.05NA | |
| B. | 100g质量分数为46%的乙醇溶液中所含的氢原子数为12NA | |
| C. | 100mL 1mol/L CH3COONa 溶液中含有的CH3COO-数目为0.1NA | |
| D. | 0.2molNH3与0.3molO2在催化剂的作用下加热充分反应,所得NO的分子数为0.2NA |
16.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如右表所示:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{C(C{O}_{2})}{C(CO)}$,△H<(填“>”“<”或“=”)0.
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=0.006 mol•L-1•min-1、CO的平衡转化率=60%.
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是C.
A.减少Fe的量 B.加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000℃时,某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol•L-1和0.1mol•L-1,则此时反应是否达到平衡否(填“是”或“否”),V(正)>V(逆)(填“>”“<”或“=”)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如右表所示:
| 温度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
| 平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{C(C{O}_{2})}{C(CO)}$,△H<(填“>”“<”或“=”)0.
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=0.006 mol•L-1•min-1、CO的平衡转化率=60%.
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是C.
A.减少Fe的量 B.加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000℃时,某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol•L-1和0.1mol•L-1,则此时反应是否达到平衡否(填“是”或“否”),V(正)>V(逆)(填“>”“<”或“=”)
13.用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),能达到实验目的是( )
| A. | B. | 吸收HCl | C. | 制备干燥的氨气 | D. | 吸收NH3 |
14.下列电子式书写正确的是( )
| A. | B. | C. | D. |