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【题目】氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol,

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol,

以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________________

(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某温度下,将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表所示:

①用H2表示的前2h的平均反应速率v(H2)=_________

②该温度下,CO2的平衡转化率为______________

(3)在300℃、8MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1:3通入一密闭容器中发生(2)中反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为Kp=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)的关系。

①该反应的△H_______0(填“>”或“<”)。

②曲线c表示的物质为______(填化学式)。

【答案】CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) △H = + 165.0 kJ/mol 0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1 40% 1/48或0.02 < C2H4

【解析】

1)已知:①CH 4g+H 2 Og)═COg+3H 2g)△H=+206.2kJ/mol
CH 4g+CO 2g)═2COg+2H 2g)△H=+247.4kJ/mol
由盖斯定律,①×2-②得CH 4g+2H 2 Og)═CO 2g+4H 2g)△H=+165.0 kJ/mol
故答案为:CH 4g+2H 2 Og)═CO 2g+4H 2 g)△H=+165.0 kJ/mol

2)①恒温恒容时,气体压强之比等于其物质的量之比,2hP/P=0.85

设消耗CO2的物质的量为x mol

CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g) V

1 3 1 1 2

x mol 2x mol

则有(4-2x mol/4 mol=0.85 x=0.3

故前2h的平均反应速率vH2=0.3 mol×3/2L×2h=0.225 mol·L-1·h-1

②该温度下,反应进行5h时达到平衡状态,此时P/P=0.80,设消耗CO2的物质的量为y mol,则有4-2y mol/4 mol=0.80,解得y=0.4,故CO2的平衡转化率为0.4 mol/1 mol×100%=40%

本题答案::0.225 mol·L-1·h-1(或13.5 mol·L-1·min-1 40%

3)设开始时投入CO2H2的物质的量分别为1 mol3 molCO2的平衡转化率为50%,则有: CO2 ( g) + 3H2 (g)CH3OH(g)+ H2O(g)

起始/ mol 1 3 0 0

转化/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5

平衡/ mol 0.5 1.5 0.5 0.5

平衡时pCO2=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPapH2=8MPa×1.5 mol/3 mol=4 MPa

pCH3OH=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPapH2O=8MPa×0.5 mol/3 mol=4/3 MPa

故该反应条件下的平衡常数为Kp= pCH3OH)·pH2O/ pCO2)·pH2= 1/48

4)①由曲线变化可知随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应放热△H0. ②随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,因氢气为反应物,则另一条逐渐增多的曲线a代表CO2C2H4 (g)H2O (g)都是生成物,随着平衡逆向移动,二者的物质的量逐渐减小,由计量关系可知曲线a代表水,曲线c代表C2H4

本题答案:<;C2H4

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】I.中和热测定:

(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、________________

(2)量取反应物时50 mL 0.50 mol·Lˉ1的盐酸还需加入的试剂是________(填序号)。

a.50 mL 0.50 mol·Lˉ1NaOH溶液

b.50 mL 0.55 mol·Lˉ1NaOH溶液

c.1.0 g NaOH固体

II.现用中和滴定测定某盐酸的浓度,有关数据记录如下:

滴定序号

待测液体积(mL)

所消耗烧碱标准液的体积(mL)

滴定前

滴定后

消耗的体积

1

25.00

0.50

25.12

24.62

2

25.00

/

/

/

3

25.00

5.00

29.58

24.58

(3)应用______式滴定管盛装0.2500 mol/L烧碱标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测盐酸溶液。

(4)如图表示第二次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。该次滴定所用标准烧碱溶液体积为_________mL。

(5)根据所给数据,计算出该盐酸的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字),c (HCl) = _____________

(6)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果_________ (填“无影响”、“偏高”、“偏低”。下同);若装标准液的滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗,会使最终测定结果_________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据,根据数据绘制如图,则曲线abcd所对应的实验组别可能是(

组别

c(HCl)/(molL-1)

温度/

状态

1

2.0

25

块状

2

2.5

30

块状

3

2.5

50

粉末状

4

2.5

30

粉末状

A.B.

C.D.

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【题目】已知A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平,B、D是饮食中两种常见的有机物,F是一种有香味的物质,F中碳原子数是D的两倍。现以A为主要原料合成F和高分子化合物E,其合成路线如图所示。

(1)A的结构式为__________,B中决定其性质的重要官能团的名称为____________

(2)写出反应的化学方程式并判断反应类型。

____________________________________反应类型:__________

_____________________________________反应类型:__________

(3)实验室怎样鉴别B和D?_________________________

(4)在实验室里我们可以用如下图所示的装置来制取F,乙中所盛的试剂为_______,该溶液的主要作用是_____________________________________

(5)该装置图中有一个明显的错误是_____________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】在密闭容器中一定量的混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L.下列有关判断正确的是( )

A. 平衡向正反应方向移动 B. B的转化率降低

C. x+y<z D. C的体积分数增大

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【题目】已知以下信息:①1 mol N2的共价键断裂吸收946 kJ的能量;1 mol H2的共价键断裂吸收436 kJ的能量;形成1 mol NH3中的化学键释放1 173 kJ的能量。②将一定量的N2和H2投入一密闭容器中,在一定条件下进行反应,测得有关数据如下:

N2(mol·L-1)

H2(mol·L-1)

NH3(mol·L-1)

起始时

3

3

0

2s末

2.6

1.8

0.8

根据以上相关数据回答问题:

(1)用H2表示该反应2 s内的平均反应速率为________

(2)______(填“能”或“不能”)确认该反应2 s末已达化学平衡状态。

(3)写出该反应的化学方程式:

________________________________________________________________________

(4)氮气和氢气生成氨气的过程______(填“释放”或“吸收”)能量。

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【题目】已知反应A(g)B(g) C(g)D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示,830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A0.20 mol B,10 s时达平衡。下列说法不正确的是

温度/℃

700

830

1200

K

1.7

1.0

0.4

A. 达到平衡后,B的转化率为50%

B. 增大压强,正、逆反应速率均加快

C. 该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动

D. 反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)0.005 mol·L1·s1

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【题目】环境监测测定水中溶解氧的方法是:

量取amL水样,迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液(KOH),立即塞好瓶塞,反复振荡,使之充分反应,其反应式为:2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2(该反应极快)。

测定:开塞后迅速加入1~2 mL浓硫酸(酸化,提供H+),使之生成I2,再用bmol/LNa2S2O3溶液滴定(以淀粉为指示剂),消耗VmL。有关反应式为:MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

试回答:

(1)滴定过程中用到的玻璃仪器除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少________________________

(2)滴定操作时,左手控制滴定管,右手__________,眼睛要注视__________

(3)滴定(I2S2O32-反应)以淀粉为指示剂,终点时溶液由__________色变为__________色。

(4)水中溶解氧的计算式是__________(g/L为单位)。

(5)测定时,滴定管经蒸馏水洗涤后即加滴定剂Na2S2O3溶液,导致测定结果__________(偏高”“偏低无影响,下同)。

(6)记录测定结果时,滴定前仰视刻度线,滴定到达终点时又俯视刻度线,将导致滴定结果__________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】室温下,把下列各题的结果填在横线上。

(1)c(OH)=1×10-3mol/L的溶液的pH=___________________

(2)0.01mol/L HNO3溶液中,水电离出的H+的物质的量的浓度c(H)=_________________

(3)某溶液由水电离出H+的物质的量的浓度c(H)= 1×10-5mol/L,则该溶液可以是______(填“硫酸”或“氯化铵”或 “氢氧化钠” 或“氯化钠”)溶液

(4)将0.39g过氧化钠溶于足量水中并配成100 mL溶液,则溶液的pH=_____________

(5)0. 12mol/L HCl溶液与0.1mol/L 的NaOH溶液等体积混合,混合液的pH=___________

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