光气( COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与C12在活性炭催化下合成。
(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 ;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为?890.3kJ?mol?1、?285. 8 kJ?mol?1和?283.0 kJ?mol?1,则1molCH4与CO2反应的热化学方程式是
(3)COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①比较第2 min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比较反应物COCl2在5?6min和15?16 min时平均反应速率的大小:v(5?6)
v(15?16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
③计算反应在第8 min时的平衡常数K= ;(列出计算过程,结果保留两位小数)
(1) CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2(3分)(漏写物质0分,配平错误扣1分)
(2) CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g);△H=" +" 247.3kJ·mol-1(3分)
(热反应方程式2分,反应热1分,漏写物质状态扣2分,反应热正负号写错0分)
(3) ①<(2分);
②> (2分);在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大(2分)(只写出浓度或者速率的变化得1分)
③0.23mol·L-1(4分)
COCl2(g) Cl2(g) + CO(g)
平衡浓度(mol/L) 0.04 0.11 0.85 (1分)
K== =0.23 mol·L-1
解析试题分析:(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,根据元素守恒可知产物还应有HCl和水,故方程式为CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2;(2)根据CH4、H2、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ?mol-1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ?mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ?mol-1,利用盖斯定律将②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ?mol-1。(3)①第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动.4min瞬间浓度不变,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度,又因为正反应为吸热反应,所以T(2)<T(8);②在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小,即v(5~6)>v(15~16);③由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,故该温度下K===0.23 mol·L-1。
考点:考查热化学方程式、化学反应速率、化学平衡常数等相关知识。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇:
( CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O ),并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知 H2(g)、 CO(g) 和 CH3OH(l) 的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ
(2)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是________(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的
平均速率为v(CH3OH)= mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时 增大
(3)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为 ( 用 a表示 )
(4)已知甲醇燃烧的化学方程式为2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O ,在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为 ,正极的反应式为
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是
(填字母编号)。
A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 |
B.缩小容器容积,平衡右移,H减小 |
C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 |
D.当4vNi(CO)4=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
.(17分)减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性
明显增强。则该反应离子方程式为 。
②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);
若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
②C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5kJ·mol-1和-283kJ·mol-1
则2NO(g+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)) △H= kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。
A.升高温度 | B.加入NO | C.加催化剂 | D.降低温度 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(9分)如图所示,把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列回答:
(1)实验中观察到的现象是____________________。(选填代号)
A.试管中镁片逐渐溶解 | B.试管中产生无色气泡 |
C.烧杯外壁变冷 | D.烧杯底部析出少量白色固体 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
实验室利用如图装置进行中和热的测定。回答下列问题:
(1)该图中有两处实验用品未画出,它们是 、 ;
(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是: 。
(3)如果用0.5mol?L-1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则实验中所测出的“中和热”将 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)原因是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
研究人员通过对北京地区PM2.5的化学组成研究发现,汽车尾气和燃煤污染分别 占4%、l8%
I.(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。下列说法正确的是:
A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO |
B.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 |
C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率 |
D.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 |
浓度/mol·L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
30 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
40 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
50 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料时的相对投资费用和能量消耗的数据。
原料 | 天然气 | 重油 | 煤 |
相对投资费用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
能量消耗/J·t-1 | 28×109 | 38×109 | 48×109 |
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