题目内容

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s)＋3C(s)=2Fe(s)＋3CO(g)；ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(s)＋CO2(g)=2CO(g)；ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

①该反应的平衡常数的表达式为K＝________。
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“大于”、“等于”或“小于”)。
③在下图a、b、c三点中，H2的转化率由高到低的顺序是________(填字母)。

(3)在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是________(填序号)。
a．氢气的浓度减小
b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加
d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

(1)Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)；ΔH＝－28.5 kJ·mol－1
(2)①　②大于　③a、b、c
(3)bc

解析

练习册系列答案
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作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站——上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。
(1)目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民
开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量
烃类，天然气的主要成分是CH4，它们燃烧的化学方程式为：
2CO＋O2 2CO2　2H2＋O22H2O　CH4＋2O2CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是　　　　，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是　　　进风口(填“增大”或“减小”)，如不作改进可能产生的不良结果是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质如下：

 
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
－183.3
－189.7
－138.4
沸点/℃
－88.6
－42.1
－0.5
 
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是___________________________。

在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba（OH）2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：
（1）写出反应的化学方程式：______________。
（2）实验要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_________________。
（3）如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是__________________________（答出三个或三个以上原因）。
（4）如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？__________________________________________________________________________________________（答出两种方案）。
（5）“结冰”现象说明反应是一个________（填“放出”或“吸收”）能量的反应，即断开旧化学键________（填“放出”或“吸收”）能量____________（填“>”或“<”）形成新化学键________（填“吸收”或“放出”）的能量。
（6）该反应在常温下就可以进行，说明______________________。

通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。

化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
 
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)。
SiC　　　　Si;SiCl4　　　　SiO2。 
(2)如图立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。

(3)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH=　　　kJ/mol。 

火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0．4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256．652 kJ的热量。
请回答下列问题：
（1）该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
（2）又已知H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________________________________________________________________________________。

已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：

在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

（1）写出表示S8燃烧热的热化学方程式___________________________________。
（2）写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_______________________________________________________________。
（3）化学上规定，拆开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为该化学键的键能，单位kJ·mol。若已知硫氧键的键能为d kJ·mol－1，氧氧键的键能为e kJ·mol－1，则S8分子中硫硫键的键能为____________________________________。

苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2
催化脱氢制得。总反应原理如下：
   △H
回答下列问题：
（1）乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行：
△H1=＋117.6kJ·mol－1
H2 (g)＋CO2 (g)CO (g)＋H2O (g) △H2=＋41.2kJ·mol－1
由乙苯制取苯乙烯反应的             。
（2）在温度为T1时，该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。
①该时刻化学反应          （填“是”或“不是”）处于平衡状态；
②下列叙述能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是          （填正确答案编号）；
a．正、逆反应速率的比值恒定     b．c(CO2)=c(CO)
c．混合气体的密度不变                    d．CO2的体积分数保持不变
③若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度     （填正确答案编号）

A．大于0.5mol/LB．小于0.5mol/L
C．等于0.5mol/LD．不确定
（3）在温度为T2时的恒容器中，乙苯、CO2的起始浓度分别为2.0mol/L和3.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为，则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为      ，           （均用含、P的表达式表示）。
（4）写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式                       。

下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

Ⅰ.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K=,写出它所对应反应的化学方程式:                                  
                                                     　。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0～10.0 MPa,温度230～280 ℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)写出催化反应室中三个反应的总反应的热化学方程式:                          。
(2)在某温度下,2 L密闭容器中发生反应①,起始时CO、H2的物质的量分别为2 mol和6 mol,3 min后达到平衡,测得CO的转化率为60%,则3 min内CO的平均反应速率为　　　　　　　　。若同样条件下起始时CO物质的量为4 mol,达到平衡后CH3OH为2.4 mol,则起始时H2为　　　　mol。
(3)下列有关反应③的说法正确的是　　　　。
A.在体积可变的密闭容器中,在反应③达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变
B.若830 ℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K＞1.0
C.某温度下,若向已达平衡的反应③中加入等物质的量的CO和H2O(g),则平衡右移、平衡常数变大
(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图,

则CO转化率随温度变化的规律是                                        　。
其原因是                                                   　。

氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。

反应①②③为________反应(填“吸热”或“放热”)。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。
①某温度下，向容积为10 L的密闭容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K＝______。该温度下平衡常数K的计算结果为_____。
②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是________。

A．提高NH3的浓度 B．增大压强
C．及时转移生成的尿素 D．使用更高效的催化剂

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