(16分)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。
(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知: ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。其他条件相同时,H2的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。
①该反应的△H 0(填“<”、“=”或“>”)。
②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和平衡知识,同时考虑生产实际,说明选择该反应条件的理由________________________。
③某温度下,将0.1 mol CO和0.3 mol H2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g),平衡时H2的转化率为80%,求此温度下该反应的平衡常数K。(写出计算过程,计算结果保留两位有效数字)
(1)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162kJ·mol-1 (3分,热化学方程式2分,数据1分)
(2)①< (3分)
②相对于N点而言,采用M点,温度在500-600K之间,温度较高,反应速率较快,氢气的平衡转化率也较高,压强为常压对设备要求不高。 (3分)
③(7分)
CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)
起始时各物质浓度/ mol·L-1: 0.01 0 .03 0 0
平衡时各物质浓度/ mol·L-1 0.002 0.006 0.008 0.008
(以上3分)
K==
=0.148×106
(1分) (1分) (2分,数据和单位各1分)
【解析】
试题分析:
⑴先写出该反应的方程式,并标明各物质的状态:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g);将“②+③-①×2”能得该反应方程式,再根据盖斯定律可计算该反应的反应热△H=(-73kJ?mol-1)+(-171kJ?mol-1)-(-41kJ?mol-1)×2=-162kJ?mol-1,综上便可写出完整的热化学方程式。
⑵①由图可知,压强一定时,升高温度,平衡时氢气的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,则△H<0;
②相对于N点而言,采用M点,温度在500-600K之间,温度较高,反应速率较快,氢气的平衡转化率也较高,压强为常压对设备要求不高;
③平衡时H2的转化率为80%,参加反应氢气的物质的量=0.3mol×80%=0.24mol,则氢气的浓度变化量==0.024mol/L,然后结合三段分析如下:
CO(g)+3H2(g)?CH4(g)+H2O(g)
开始(mol/L):0.01 0.03 0 0
变化(mol/L):0.008 0.024 0.008 0.008
平衡(mol/L):0.002 0.006 0.008 0.008
故平衡常数K==
=0.148×106
。
考点:考查盖斯定律、化学反应速率和化学平衡。
科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测1 题型:简答题
工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题:
(1)卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取,结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为___________;
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_________(已知产物之一为CaS);
(2)氨碱法的工艺如下图所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
|
|
|
①图中的中间产物C是_______,D_______。(写化学式);
②装置乙中发生反应的化学方程式为_______;
(3)联合制碱法对氨碱法的改进,其优点是______________;
(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?__________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:填空题
(13分)化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,H2能将NO还原为N2。25℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12(常温下)。
【 已知:pH=-lgc(H+),常温下,水溶液中c(H+)×c(OH-)=10-14 】
①N2的结构式为________。
②请补充离子方程式,并进行配平:上述反应离子方程式为(配平为1不省略)
( )NO+( )H2 催化剂 ( )N2+( )H2O+( )__________,
其平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1。
(2)电化学降解NO的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”),
阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为________g。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A.Na与无水乙醇反应时增大无水乙醇的用量
B.Zn与25%的稀硫酸反应制取H2时,改用98%的浓硫酸
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强
D.将炭块磨成炭粉用于燃烧
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014江苏常熟市高二化学期末模拟4(必修2、选修4、结构)试卷(解析版) 题型:填空题
(12分)短周期元素A、B、C、D。A元素的原子最外层电子排布为ns1,B元素的原子价电子排布为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,D元素原子的M电子层的P轨道中有3个未成对电子。
(1)C原子的电子排布式为 ,若A为非金属元素,则按原子轨道的重迭方式,A与C形成的化合物中的共价键属于 键(填“σ”或“π”)。
(2)当n=2时,B位于元素周期表的第 周期 族,BC2属于 分子(填“极性”或“非极性”)。当n=3时,B与C形成的晶体属于 晶体。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014江苏常熟市高二化学期末模拟4(必修2、选修4、结构)试卷(解析版) 题型:选择题
设nA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.1L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中含有0.1nA个NH4+
B.常温常压下,18g H2O含有10nA个电子
C.1 mol Cu与足量浓硫酸反应产生2nA个SO2分子
D.常温常压下,11.2L的CO含有nA个原子
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014江苏常熟市高二化学期末模拟4(必修2、选修4、结构)试卷(解析版) 题型:选择题
勤洗手和经常对环境进行消毒是预防传染病的有效途径。2012年4月,H7N9疫情爆发,可以用某种消毒液进行消毒,预防传染。已知该消毒液为无色液体,用红色石蕊试纸检验,发现试纸先变蓝后褪色,则该消毒液的主要成分可能是
A.KMnO4 B.H2O2 C.NaClO D.NH3·H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.3铜及其化合物 金属材料与复合材料练习卷(解析版) 题型:选择题
钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是( )。
A.金不溶于任何溶液
B.铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物
C.铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D.的质子数和中子数之差为34
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版3.2氮的循环练习卷(解析版) 题型:填空题
下图中A~J分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D,图中有部分生成物未标出。
请填写以下空白:
(1)A的化学式 。
(2)定出反应①②的化学方程式:
① ,
② 。
(3)写出反应③的离子方程式: 。
(4)J与F反应的化学方程式: 。
(5)在反应④中,当生成标况下2.24 L G时,转移电子数为 mol。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com