精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
12.碳及其化合物在生产生活中的应用比较广泛,回答下列问题:
(1)已知:①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H1═-285.8KJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1═-725.5KJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)═CH2OH(l)+H2O(l)的反应热△H═-131.9KJ/mol;.
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H<0,将三组混合气体分别通入到三个2L恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组实验数据:
实验组温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol达到平衡所需的时间/min
COH2CH3OHCOH2CH3OH
1650℃2.06.00  1.05
2900℃2.06.001.2  2
3650℃1.04.02.0abct
实验1条件下平衡常数K=0.25,a、b之间可能的关系为b=2a+1.
(3)已知CO的转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如右图所示:
①p1<p2(填“<”、“>”或“═”),先升高温度,后增大压强,能否实现b点到c点的转化?能(填“能”或“不能”),原因是先升高温度,后增大压强,一氧化碳转化率先减小后增大,可以到达C点一氧化碳转化率不变.
②a、c两点的反应速率为v1<v2(填“<”、“>”或“═”)
③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是:增大氢气浓度,增大压强、降低温度(答出三条措施)

分析 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式,①×3-②得到;
(2)结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度
                 CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)
起始量(mol/L)   1       3         0
变化量(mol/L)   0.5      1        0.5
平衡量(mol/L)   0.5     2         0.5
K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$;
实验3温度不变,平衡常数不变,计算浓度商判断反应进行的方向,结合化学平衡三段式,起始量=消耗量+平衡量计算得到ab可能的关系;
(3)①该反应是反应前后气体体积减小的放热反应,相同温度下,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,压强一定,升高温度,平衡逆向进行;
②ac点在曲线上压强相同,c点温度高于a点,反应速率大;
③提高CO的转化率可采取的措施是改变条件促使平衡正向进行.

解答 解:(1):①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H1═-285.8KJ•mol-1
②CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1═-725.5KJ•mol-1
依据盖斯定律①×3-②计算得到,CO2(g)+3H2(g)═CH2OH(l)+H2O(l)△H═-131.9KJ/mol,
故答案为:-131.9KJ/mol;
(2)结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度,起始浓度,c(CO)=1mol/L,c(H2)=3mol/L
                 CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)
起始量(mol/L)   1       3         0
变化量(mol/L)   0.5      1        0.5
平衡量(mol/L)   0.5     2         0.5
K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$=$\frac{0.5}{0.5×{2}^{2}}$=0.25;
实验3温度不变,平衡常数不变,计算浓度商判断反应进行的方向,Q=$\frac{1}{0.5×{2}^{2}}$=0.5>K,反应正向进行
结合化学平衡三段式,
                 CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)
起始量(mol/L)   0.5       2         1
变化量(mol/L)  c-1     2c-2        c-1
平衡量(mol/L)   a         b         c
起始量=消耗量+平衡量,a+c-1=0.5,2c-2+b=2
得到b=2a+1,
故答案为:0.25,b=2a+1;
(3)①该反应是反应前后气体体积减小的放热反应,相同温度下,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,平衡正向进行,一氧化碳转化率增大,压强越大一氧化碳转化率增大,P1<P2;压强一定,升高温度,平衡逆向进行,一氧化碳转化率减小,先升高温度,后增大压强,一氧化碳转化率先减小后增大,可以到达C点一氧化碳转化率不变,所以能实现b点到c点的转化,
故答案为:<,能,先升高温度,后增大压强,一氧化碳转化率先减小后增大,可以到达C点一氧化碳转化率不变;
②C点温度高反应速率快达到反应速率需要的时间短,V1<V2,故答案为:<;
③反应是气体体积减小的放热反应,提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压、分离出甲醇、增大氢气浓度等,故答案为:增大氢气浓度,增大压强、降低温度.

点评 本题考查了热化学方程式书写方法和盖斯定律的计算应用,化学平衡影响因素判断,图象分析判断,主要是化学平衡移动原理的应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.将1mol N2和3mol H2通入4L的密闭容器中反应,半分钟后测得H2的物质的量为2.1mol,现用如下三种物质在单位时间内的浓度变化来表示该反应速率:①v(N2)=0.15mol•L-1•min-1 ②v(H2)=1.05mol•L-1•min-1③v(NH3)=0.30 mol•L-1•min-1,其中正确的是(  )
A.①②B.②③C.①③D.①②③

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和粘合剂等高聚物.为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
(1)有机物X 的质谱图为:

(1)有机物X的相对分子质量是100.
(2)将10.0g X在足量O2中充分燃烧,并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液,发现无水CaCl2增重7.2g,KOH浓溶液增重22.0g.(2)有机物X的分子式是
C5H8O2
(3)经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比是3:1.(3)有机物X的结构简式是
(CH32C(CHO)2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

7.有一种绿色粉末状的纯净物M,在加热条件下分解,生成三种物质A、B、C.
①无色气体A通过炽热的焦炭后转化为气体D;
②黑色粉末B在加热条件下与D反应,生成红色固体E,同时放出无色气体A;
③A与石灰沙浆中的F反应,能够生成白色坚固的固体G.
试回答:
(1)写出绿色粉末M的化学式Cu2(OH)2CO3
(2)写出上面反应①、②、③的化学方程式:
①CO2+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2CO;
②CuO+CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO2
③CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:多选题

7.25℃下,向20mL 0.1mol•L-1H2A溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,有关粒子物质的量的变化如图所示.下列有关说法正确的是
(  )
A.H2A属于强酸
B.$\frac{C({HA}^{-})}{C{(H}_{2}A)}$随着V[NaOH(aq)]的增大而增大
C.V[NaOH(aq)]=20mL时,溶液中存在关系:c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)=0.1mol•L-1
D.V[NaOH(aq)]=20mL时,溶液中存在关系:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>C(A2-)>C(OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.甲醇是未来重要的绿色能源之一,以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
Ⅰ、CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.0KJ/mol
Ⅱ、CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-129.0KJ/mol
(1)CH4(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ/mol,根据化学反应原理,此反应采用和条件为b.(从下列选项中选填编号)
a.高温、高压  b.高温、常压 c.常温、常压  d.常温、高压
(2)将CH4和H2O(g)通入一定容积的密闭容器中,在一定温度下发生反应Ⅰ和Ⅱ,测得各物质的浓度变化如图1(部分物质未画出)

①t1时刻达到平衡时,c(CH3OH)=0.1mol/L;
②此条件下反应Ⅰ的平衡常数为0.027(结果保留小数点后3位);
③若t2时刻改变某一条件,各物质的浓度变化如图所示,则改变的条件可能为:降低温度或冷凝液化分离出甲醇(任答出一种合理的改变即可)
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,实验室用如图2模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式Co2+-e-=Co3+
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.有关下列电化学装置说法正确的是(  )
A.装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜
D.装置④电池负极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1.已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq).
(1)图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.
①计算T1时KSP(CaWO4)=1×10-10
②T1< T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
温度/℃255090100
K79.96208.06222.88258.05
①该反应平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{2}(O{H}^{-})}{c(W{{O}_{4}}^{2-})}$.
②该反应的△H>0(填“>”“=”或“<”).
③由于溶液中离子间的相互作用,实验测得的平衡常数与理论值相距甚远.50℃时,向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4)=c(NaOH)=0.5mol•L-1]中,加入过量Ca(OH)2,反应达到平衡后WO42-的沉淀率为60%,计算实验测得的平衡常数.
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,分析其作用:加入盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高WO42-的沉淀率.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.已知A、B、C、D、E是短周期中的五种元素,它们的原子序数依次增大.A和B可形成常见化合物BA4,一个BA4分子中电子总数为10;C原子的最外层电子数是核外电子总数的$\frac{3}{4}$;D与C同一主族,E-比C2-多一个电子层.试回答:
(1)D与E两元素相比较,非金属性较强的是氯(填元素名称),请你自选试剂设计实验验证该结论(说明试剂、简单操作、实验现象)将氯气通入硫化钠溶液中,有淡黄色沉淀生成,就说明氯的非金属性强于硫;
(2)B和C形成的一种化合物是参与大气循环的气体,写出它的电子式
(3)A和C也可形成一种18电子分子,写出该分子的结构式H-O-O-H.
(4)A、C、D间可形成甲、乙两种微粒,它们均为负一价双原子阴离子且甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为HS-+OH-=S2-+H2O.

查看答案和解析>>

同步练习册答案