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17.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?CO2(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H不变(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示
①该反应化学平衡常数K的表达式是$\frac{c({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{3}({H}_{2})}$.
②0~9min时间内.该反应的平均反应速率v(H2)=0.25mol/L•min.
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,此反应达到平衡时放出的热量(Q)可能是ckJ.(填字母序号)
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(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强
i.X表示的物理量是温度.
ii.判断L${\;}_{{1}_{\;}}$与L2的大小关系是L1>L2

分析 (1)催化剂改变反应速率不改变化学平衡;
(2)①平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$;
②图象读取甲醇生成浓度,结合反应速率概念计算甲醇的反应速率,依据反应速率之比等于化学方程式计量数之比得到氢气反应速率;
③反应焓变是指1mol二氧化碳和3mol氢气完全反应放出的热量为49KJ,反应是可逆反应,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应放热一定小于49KJ,结合图象中二氧化碳转化率计算此时达到平衡放出的热量,在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,压强增大,平衡正向进行,反应放出热量会增多;
④反应是气体体积减小的放热反应,升温平衡逆向进行,增大压强平衡正向进行,据此分析图象确定表示的物理量;

解答 解:(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O?CO2(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),催化剂改变反应速率不改变化学平衡,不改变反应焓变,此反应的△H不变,
故答案为:不变;
(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{c({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{3}({H}_{2})}$,
故答案为:$\frac{c({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{3}({H}_{2})}$;
②图象读取甲醇生成浓度,结合反应速率概念计算甲醇的反应速率=$\frac{0.75mol/L}{9min}$,反应速率之比等于化学方程式计量数之比,V(H2)=3V(CH3OH(g)=3×$\frac{0.75mol/L}{9min}$=0.25mol/L•min,
故答案为:0.25mol/L•min;
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,反应达到平衡状态消耗二氧化碳物质的量浓度=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,物质的量为0.75mol,反应放出热量=49KJ/mol×0.75mol=36.75KJ,反应焓变是指1mol二氧化碳和3mol氢气完全反应放出的热量为49KJ,反应是可逆反应,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应放热一定小于49KJ,在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,压强增大,平衡正向进行,反应放出热量会增多,大于36.75KJ,则36.75<Q<49,
故答案为:c;
④CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,反应是气体体积减小的放热反应,
i.温度升高,平衡逆向进行,二氧化碳转化率减小,所以X为温度,L为压强,故答案为:温度;
ii.温度一定压强增大平衡正向进行二氧化碳转化率增大,所以L1>L2
故答案为:L1>L2

点评 本题考查了化学反应速率计算、平衡影响因素分析、平衡常数表示式、图象的理解应用,主要是化学平衡移动原理的分析判断,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化或还原的是(  )
A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B.原电池的阳极和电解池的负极所发生的反应
C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(  )
A.氢氧化钡溶液与硫酸的反应     OH-+H+=H2O
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应     Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中         Cu+Ag+=Cu2++Ag
D.碳酸钙溶于稀盐酸中           CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.X、Y、Z、W、J是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如表:
元素相关信息
XX的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等
YM层上有2对成对电子
ZZ和Y同周期,Z的电负性大于Y
WW的一种核素的质量数为63,中子数为34
JJ的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐
(1)元素Y在元素周期表的位置第三周期第VIA族.
(2)元素Z的原子最外层共有17种不同运动状态的电子.
(3)W的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1
(4)下列表述中能证明元素Y与元素Z非金属性较强的是cdf.
a.常温下,Y的单质与Z的单质状态不同
b.等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同
c.Z的电负性大于Y
d.Z的氢化物比Y的氢化物稳定
e.在反应中,Y原子得电子数比Z原子得电子数多
f.Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
(5)J的气态氢化物中心原子的杂化方式是sp3,与该原子形成的单质分子互为等电子体的含X元素的分子式为CO.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列实验操作正确的是(  )
A.向放有电石的圆底烧瓶中,滴入饱和食盐水可产生乙炔气体
B.实验室制乙烯时,若实验中途发现忘记加碎瓷片,可马上加入,但在加入时一定要缓慢打开塞子,小心操作
C.将2%的NaOH溶液4~5滴,滴入2 mL 10%的CuSO4溶液中制得Cu(OH)2悬浊液,加入乙醛溶液加热,用以检验醛基存在
D.将卤代烃加入到热氢氧化钠溶液中一段时间后,取上层液体,加入AgNO3液产生沉淀,则证明卤代烃中含有卤元素

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2.以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池,当导线中通过2mo1电子时,下列说法正确的是(  )
A.锌片溶解了1mol,铜片上析出1mol氢气
B.两极上溶解和析出的物质的质量相等
C.锌片溶解了1g,铜片上析出1g氢气
D.电解质溶液pH不变

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.(1)请用下列10种物质的序号填空:①O2;②H2;③NH4NO3;④K2O2;⑤Ba(OH)2;⑥CH4; ⑦CO2;⑧NaF;⑨NH3;⑩I2.其中由非极性键形成的非极性分子是①②⑩;由极性键形成的非极性分子是⑥⑦⑨;既有离子键又有非极性键的是④;既有离子键又有极性键的是③⑤.
(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其化学式为CaF2;若XY2为共价化合物,则其结构式为S=C=S.
(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如氯化铝的熔点为190℃(2.02×103Pa),但在180℃就开始升华.据此判断,氯化铝是共价(填“共价”或“离子”)化合物.可以证明你的判断正确的实验依据是氯化铝在熔融状态下不导电.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.常温下,饱和NaClO溶液的pH约为11.某消毒液的主要成分为NaClO,洁厕灵主要成分为HCl.下列解释相关事实的离子方程式中不合理的是(  )
A.用NaOH溶液吸收Cl2制备消毒液:Cl2+2OH-→Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液与洁厕灵混用会引起中毒:2H++Cl-+ClO-→Cl2↑+H2O
C.常温下,该消毒液的pH≈12是因为:ClO-+H2O?HClO+OH-
D.该消毒液加少量白醋可增强消毒能力:CH3COOH+ClO-→HClO+CH3COO-

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2.a L(标准状况)CO2通入100mL 3mol/L NaOH溶液的反应过程中所发生的离子方程式错误的是(  )
A.a=3.36时,CO2+2OH-→CO32-+H2O
B.a=4.48时,2CO2+3OH-→CO32-+HCO3-+H2O
C.a=5.60时,3CO2+4OH-→CO32-+2HCO3-+H2O
D.a=6.72时,CO2+OH-→HCO3-

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