精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。

1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(COH2)CH4H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1

已知:①CH4H2CO的燃烧热(H)分别为-a kJmol-1-b kJmol-1-c kJmol-1

H2O(l)=H2O(g)H=+d kJmol-1

H1=____(用含字母abcd的代数式表示)kJmol-1

2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比12充入COH2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:

t/min

0

1

3

5

n(H2)/mol

8.0

5.4

4.0

4.0

①△H2____(“>”“<”“ = ”)0

②下列说法正确的是____(填标号)。

a.温度越高,该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度

d.图中压强p1<p2

03min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=____mol L-1·min-1

200℃时,该反应的平衡常数K=__。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO2mol H22mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡___(正向逆向”)移动。

【答案】-a+3b+c–d < cd (或0.067 6.25 正向

【解析】

1)根据盖斯定律作答。

2)①温度对平衡的影响因素为温度升高,化学平衡向吸热方向移动,如果正向移动,反应物的转化率会升高;
a.平衡常数表示反应进行的程度,当平衡正向移动时平衡常数增大;
b.达平衡后再充入稀有气体,压强增大,但不影响反应物和生成物的浓度,平衡不移动;
c.反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在进行的过程中,达到平衡前气体总物质的量在不断变化;
d.在恒温恒容的条件下,增大压强,平衡向气体总物质的量减小的方向移动;
③先根据图表计算在03minCH3OH的变化浓度,再利用公式v=计算03minv(CH3OH)
④结合平衡状态和平衡常数的公式计算,向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO2mol H22mol CH3OH,保持温度不变,根据此时浓度计算浓度商Qc,再比较QcK的关系判断平衡移动方向。

(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= a kJmol1

H2(g)+O2(g)=H2O(l) H= b kJmol1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) H= c kJmol1

H2O(l)=H2O(g) H= +d kJmol1

根据盖斯定律,×3+④可知:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g),则△H1=(a+3b+cd) kJmol1

(2)①由图示可知在恒压条件下,随着温度的升高CO的转化率降低说明升高温度平衡逆向移动,即正反应为放热反应H2<0

a. 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)正方向为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,a项错误;

b. 达平衡后再充入稀有气体,压强增大,但平衡不移动,CO的转化率不变,b项错误;

c. 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在进行的过程中,达到平衡前气体总物质的量在不断变化,当容器内气体压强不再变化时,说明混合气体的总物质的量不再改变,反应达到平衡,即反应达到最大限度,c项正确;

d. 由图示可知,在恒温恒容的条件下,增大压强,平衡向正方向移动,CO的转化率增大,即图中压强p1<p2d项正确;

故答案为:cd

③由图表可知,3min后反应达到平衡状态

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度(mol/L) 0.4 0.8 0

变化浓度(mol/L) 0.2 0.4 0.2

平衡浓度(mol/L) 0.2 0.4 0.2

03min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)= =(或0.067 molL1min1

④由③计算的平衡状态可知,200℃时平衡常数K==6.25;向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO2mol H22mol CH3OH,此时各物质的浓度为c(CO)=0.4mol/L,c(H2)=0.6mol/L,c(CH3OH)=0.4mol/L,保持温度不变则化学平衡不变,此时Qc=K,则此时平衡向正向移动。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】3.2g CH3OH(l)完全燃烧生成液态水和CO2,放出72.576 kJ的热量。下列热化学方程式正确的是

A.CH3OH(l)O2(g)===CO2(g)2H2O(l) ΔH - 72.576 kJ·mol1

B.CH3OH(l)O2(g)===CO2(g)2H2O(g) ΔH - 72.576 kJ·mol1

C.2CH3OH(l)3O2(g)===2CO2(g)4H2O(l) ΔH - 1451.52 kJ·mol1

D.CH3OH(l)O2(g)===CO2(g)2H2O(l) ΔH + 725.76 kJ·mol1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】现有pH=2的醋酸溶液甲和pH=2的盐酸乙,请根据下列操作回答问题:

1)取10mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡___移动(向左向右”);另取10 mL的甲溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的比值将___(增大减小无法确定”)

2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为:pH()___pH()(大于小于等于)

3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为:V()___V()(大于小于等于”)

4)取25mL的甲溶液,加入等体积pH=12NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)c(CH3COO-)的大小关系为:c(Na+)____c(CH3COO-)(大于小于等于”)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】A(C3H6)是基本有机化工原料。由A制备聚合物C的合成路线(部分反应条件略去)如图所示。

已知:RCNRCOOH

完成下列填空:

1A的名称是__A一定条件下与水加成,可以得到两种有机物,这两种有机物是__(填同系物同分异构体同素异形体)。

2C的结构简式为__D→E的反应类型为__

3E→F的化学方程式为__

4B含有的官能团的名称是__(写名称)B的同分异构很多,其中相同化学环境的氢原子有三种、比例为611且能发生银镜反应的是__(写结构简式,任写一种)

5)结合题给信息,以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸,设计合成路线(其他试剂任选)__

合成路线流程图示例:CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】一种固定烟气中CO2的工艺流程如下:

(1) “反应Ⅰ”中,CO2与过量氨水反应的离子方程式为________

(2) “反应Ⅰ”中,提高烟气中CO2去除率的可行措施有________(填字母)

a. 采用高温     b. 加快烟气流速      c. 增大氨水浓度

(3) 若测得滤液中c(CO32-)102 mol·L1,则Ca2是否沉淀完全?________(”)[c(Ca2)<105 mol·L1时视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)4.96×109]

(4) “反应Ⅱ”中,溶液的pH和导电能力变化如图1所示,导电能力初始时快速降低,后来逐渐上升的原因是____________________________________________

(5) CaCO3可用于调节废水的pH,以除去其中的Fe3。溶液pH对除铁效率影响如图2所示。

①除铁时应控制溶液的pH________(填字母)

a. 0.51.5       b. 1.52.5       c. 2.53.5

除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体,显著降低除铁效率,其原因是________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】NA代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=1 300 kJ·mol1的说法中,正确的是(  )

A.5NA个电子转移时,该反应放出1 300 kJ的能量

B.1NA个水分子生成且为液体时,吸收1 300 kJ的能量

C.2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ的能量

D.8NA个碳氧共用电子对生成时,放出1 300 kJ的能量

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】化合物X是一种黄酮类化合物的中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是(  )

A.分子中所有碳原子共平面

B.分子中存在1个手性碳原子

C.化合物X不能使酸性KMnO4溶液褪色

D.1 mol化合物X最多可与12 mol H2发生加成反应

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】CSiGeSn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:

1Si的原子核外价电子排布图为___________________________

2)金刚石的结构是正四面体则其中的碳原子杂化方式是_______________

3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质

CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式____________________________

CO可以和很多金属形成配合物,如Ni(CO)4NiCO之间的键型为__________

③乙烯的分子是C2H4,是根据其结构推断是_________分子(填 “极性”或“非极性”)

4)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比,已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm1CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm1,则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度__________(填字母)

A.强 B. C.相等 D.无法判断

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】已知:2C(s)O2(g)===2CO(g) ΔH=-Q1kJ·mol1

C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q2kJ·mol1

S(s)O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q3kJ·mol1

CO与镍反应会造成镍催化剂中毒,为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2CO氧化,二氧化硫转化为单质硫,则该反应的热化学方程式为 (  )

A. SO2(g)2CO(g)===S(s)2CO2(g) ΔH(2Q12Q2Q3) kJ·mol1

B. S(s)2CO(g)===SO2(g)2C(s) ΔH(Q1Q3) kJ·mol1

C. SO2(g)2CO(g)===S(s)2CO2(g) ΔH(Q12Q2Q3) kJ·mol1

D. SO2(g)2CO(g)===S(s)2CO2(g) ΔH(2Q1Q22Q3) kJ·mol1

查看答案和解析>>

同步练习册答案