【题目】已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下:
下列说法中,不正确的是( )
A. 容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B. 容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C. 平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D. 容器①时CO的反应速率等于H2O的反应速率
【答案】C
【解析】
A、根据平衡时放出的热量,结合热化学方程式计算参加反应的CO的物质的量,再根据转化率定义计算;
B、容器①②温度相同,同一可逆反应正逆平衡常数互为倒数,根据容器①计算平衡常数,令容器②中CO2的物质的量变化量为amol,表示出平衡时各组分的物质的量,反应前后气体的体积不变,利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算a的值,根据转化率计算比较;
C、根据B中结果,进而计算CO2的浓度。
D、速率之比等于化学计量数之比.
A、1 mol CO完全反应时放出热量为41 kJ,容器①中放出的热量为32.8 kJ,所以实际反应的CO的物质的量为0.8 mol,①中反应到达平衡时,α(CO)=80%,故A正确;
B、容器①②温度相同,平衡常数相同,根据容器①计算平衡常数,由A计算可知,平衡时CO的物质的量变化量为0.8mol,
则:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
开始(mol):1 4 0 0
变化(mol):0.8 0.8 0.8 0.8
平衡(mol):0.2 3.2 0.8 0.8
故平衡常数K=(0.8×0.8)/(0.2×3.2)=1,
故容器②中的平衡常数为1,令容器②中CO2的物质的量变化量为amol,则:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
开始(mol):1 4 0 0
变化(mol):a a a a
平衡(mol):1-a 4-a a a
所以(a×a)/[(1-a)×(4-a)],解得a=0.8,
由以上计算出化学平衡常数为1,根据化学平衡常数为1,可计算出容器②中CO2的平衡浓度,CO2的转化率为0.8mol/1mol×100%=80%,故B 正确;
C、平衡时两容器中的CO2浓度不相等,①中CO20.8mol②中CO20.2mol,①>②。故C错误;
D、速率之比等于化学计量数之比,故容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率,v(CO)=v(H2O),故D正确;
故选C。
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【题目】下列各关系式中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A. 3v正(N2)=v正(H2) B. v正(N2)=v逆(NH3)
C. 2v正(H2)=3v逆(NH3) D. v正(N2)=3v逆(H2)
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【题目】世界能源消费的90%以上依靠化学技术。回答下列问题:
(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。
已知:C(s)+O2(g)=CO(g) △H1=-110.35kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H4=___________。
某实验小组在实验室模拟反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其平衡常数表达式为K=___________。一定温度下,在2L盛有足量炭粉的恒容密闭容器中通入0.8molH2O,6min时生成0.7gH2。则6min内以CO表示的平均反应速率为___________(保留3位有效数字)。
(2)燃料气(主要含N2和H2,还含有少量其他杂质)中的CO会使电极催化剂中毒,使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。CeO2可由草酸铈[Ce(C2O4)3]灼烧制得,反应的化学方程式为___________。在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度的变化如下图所示。
加入H3PO4___________(填“促进”或“抑制”)CuO/CeO2的催化。温度为120℃,催化剂为CuO/CeO2-HIO3时,若燃料气流速为1800mL·min-1,CO的体积分数为0.68%,则反应0.5h后CO的体积为___mL。
(3)LiOH是制备锂离子电池正极材料的重要原料,利用LiCl溶液电解制备得LiOH的装置如下图,LiOH在___________(填“M极”或“N极”)制得,N极产生的气体a通入淀粉KI溶液溶液变蓝,持续一段时间后,蓝色可逐渐褪去。据此写出N极的电极反应式:__________,蓝色逐渐褪去是因为溶液中逐渐生成HIO3,写出此反应的化学方程式:______。
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【题目】已知: X(g)+2Y(g) 3Z(g) ΔH=-a kJ·molˉ1(a>0)。下列说法正确的是
A. 达到化学平衡状态时,Y 的正反应速率和 Z 的逆反应速率相等
B. 达到化学平衡状态时,X、Y、Z 的浓度之比为 1 : 2 : 3
C. 达到化学平衡状态时,反应放出的总热量一定小于 a kJ
D. 0.2 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol
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【题目】实验室用浓盐酸和 MnO2 制 Cl2,并以氯气为原料制备氯化铁,已知氯化铁容易与水发生水解反应,装 置如下图所示。
(1)装置 A 烧瓶中发生反应的化学方程式为:______________。
(2)装置 B、C 中应盛放的试剂名称分别为___________、________________若装置去掉 B、C,将对实验产生的安全隐患是_____________
(3)实验时,先点燃 A 处的酒精灯,让氯气充满装置,再点燃 D 处酒精灯,写出 D 中反应的化学方程式:_____。
(4)F 装置所起的作用是_____,_____。
(5)用廉价的石灰乳吸收氯气可制得漂粉精,写出工业制漂粉精反应的化学方程式:____________。
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【题目】发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。
(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中增大H2的浓度(其他条件保持不变),此反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ·mol-1,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
①该反应化学平衡常数K的表达式是_________。
②0~9 min时间内,该反应的平均反应速率v(H2)=_________。
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是_________(填字母序号)kJ。
a. 0<Q<29.5 b. 29.5<Q<36.75
c. 36.75<Q<49 d. 49<Q<98
④在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率()与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。
i. X表示的物理量是_________。
ii. 判断L1与L2的大小关系:L1________L2(填“<”,“=”或“>”),并简述理由:_________。
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【题目】由反应物 X 分别转化为 Y 和 Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.由 X→Z 反应的 ΔH<0 B.由 X→Y 反应的 ΔH=E5-E2
C.增大压强有利于提高 Y 的产率 D.升高温度有利于提高 Z 的产率
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【题目】最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程.反应过程的示意图如下:
下列说法不正确的是
A. CO和O生成CO2是放热反应。
B. 在该过程中,CO分子中碳氧键没有断裂成C和O。
C. 在该过程中,O与CO中C结合形成共价键。
D. 状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程。
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【题目】下列方法能达到实验目的的是
A.用K2CO3溶液除去NaCl溶液中的CaCl2
B.用氢氧化钠溶液鉴别硫酸铝和硫酸镁两种无色溶液
C.用澄清石灰水鉴别碳酸氢钠和碳酸钠两种溶液
D.用加热的方法除去碳酸氢钠固体中少量的碳酸钠
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