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合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用.
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
 

(2)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)?3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,
 

A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化           B.反应物不再转化为生成物
C.n(CO):n(CO2)=1:1                  D.容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
 
、CO的平衡转化率=
 
、该反应的化学平衡常数K=
 
考点:热化学方程式,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)依据题干条件计算4g甲烷物质的量,完全反应吸收51.5KJ热量,结合反应产物写出热化学方程式,注意物质的聚集状态和对应物质的量下的反应焓变计算;
(2)①依据化学平衡的标志分析判断,实质是正逆反应速率相等;
②依据化学平衡的三段式列式计算;反应速率的概念、转化率概念、化学平衡常数概念,的计算应用;
解答: 解:(1)4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,16g甲烷和水反应吸收热量为206KJ;反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol;
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol;
(3)3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时:
A、容器中Fe2O3的质量不随时间而变化,说明反应达到平衡,故A符合;
B、平衡时,正逆反应都进行只是正反应速率和逆反应速率相同,故B不符合;
C、一氧化碳和二氧化碳的物质的量之比和起始量有关,n (CO):n (CO2)不一定为1:1,故C不符合;
D、反应是气体体积不变的反应,平衡时容器中气体的压强不随时间而变化,故D符合;
故答案为:AD;
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,设反应的一氧化碳物质的量为x:
                  3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)
起始量(mol)     4                     0
变化量(mol)     x                     x
平衡量(mol)    4-x                    x
容器内气体的密度为40g/L:
(4-x)×28g/mol+x×44g/mol
4
=40g/L计算得到x=3mol;
该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
3mol
4L
2min
=0.375mol/L;
CO的平衡转化率=
3mol
4mol
×100%=75%
该反应的化学平衡常数K=
c3(CO2)
c3(CO)
=
(
3
4
)3
(
1
4
)3
=27;
故答案为:0.375mol/L;75%; 27.
点评:本题考查了热化学方程式的书写,化学平衡的特征分析,化学平衡的三段式计算,反应速率,转化率,化学平衡常数的概念应用,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:

足量锌片和100mL5mol/L的稀H2SO4反应时,为减慢反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是(  )
A、加入几滴CuSO4溶液
B、加入少量水
C、升高温度
D、加入少量Na2CO3

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科目:高中化学 来源: 题型:

如图装置中,已知A、B两池溶液的体积均为200mL:
(1)判断装置的名称:A池为
 

(2)A池中左边石墨棒为
 
极,电极反应式为
 
;A池中总反应化学方程式为
 

(3)若反应开始时,CuSO4溶液的浓度为1.0mol/L.工作一段时间后取出电极,测得导线上通过了0.04mol e-.则反应后A池c(Cu2+)为
 
mol/L(体积变化忽略不计).

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科目:高中化学 来源: 题型:

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析.

(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是
 
(填序号).
A.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B.一定条件下,CH3OH的分解速率和CH3OH的生成速率相等
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗1mol CO,同时生成1mol CH3OH
(2)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①该反应的焓变△H
 
0(填“>”、“<”或“=”).
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
 
K2(填“>”、“<”或“=”).
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
 

A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
(3)甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①请写出c口通入的物质发生的电极反应式
 

②工作一段时间后,当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,有
 
mol电子转移.
(4)利用图3装置,可以模拟铁的电化学防护.
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于
 
 (填“M”或“N”)处.
若X为锌,开关K置于(填“M”或“N”)处,该电化学防护法称为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

Ⅰ.2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示.

据此判断:
(1)该反应的△H
 
0(选填“>”、“<”).
(2)若在一定温度下,将1.0mol NO、0.5mol CO充入0.5L固定容积的容器中,达到平衡时NO、CO、CO2、N2物质的量分别为:0.8mol、0.3mol、0.2mol、0.1mol,该反应的化学平衡常数为K=
 
;若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.3mol,平衡将
 
移动(选填“向左”、“向右”或“不”).
Ⅱ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图.

回答下列问题:
(1)B极为电池极
 
,电极反应式为
 

(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为(标况下)
 

Ⅲ.FeS饱和溶液中存在:FeS(s)?Fe2+(aq)+S2-(aq),Ksp=c(Fe2+)?c(S2-),常温下Ksp=1.0×10-16.又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:[c(H+)]2?c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液中c(Fe2+)达到1mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

乙醇分子中各化学键如图所示.(用数字序号表示)
与氢卤酸反应时,断裂
 
;以银为催化剂,发生催化氧化时,断裂
 
.与金属钠反应时,断裂
 
;发生消去反应时,断裂
 
;两分子反应成醚时断裂
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:

(1)表中用字母标出的15种元素中,金属性最强的是
 
(用元素符号表示,下同),非金属性最强的是
 
,常温下单质为液态的非金属元素是
 
,属于过渡元素的是
 
(该空用字母表示).
(2)B,F,C气态氢化物中以
 
 最不稳定.(填化学式)
(3)除稀有气体外第三周期中原子半径最小的是
 
.(填元素符号)
(4)写出I、H元素的最高价氧化物对应水化物的酸(或碱)性强弱顺序
 
 
(用化学式表示)
(5)B的氢化物电子式为
 
,用电子式表示G的氢化物形成过程
 
.(物质用化学式表示)

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S208(过二硫酸钾),溶液中会发生如下反应:
Mn2++S2082-+H2O→MnO4-+SO42-+H+该反应常用于检验Mn2+的存在.其特征现象是
 

若反应中有0.1mol还原剂参加反应,则消耗氧化剂的物质的量为
 
 mol.
(2)若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰,当它跟过量的过硫酸钾反应时,除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外,其他的生成物还有
 

(3)将NaBiO3固体(黄色微溶)加入到MnSO3和H2S04的混合溶液里加热,固体溶解变为澄清溶液,发生如下反应:
 
NaBi03+
 
MnSO4+
 
H2S04
 
Na2S04+
 
Bi2(S043+
 
NaMnO4+
 
H2O
①配平上述反应的化学方程式;
②上述反应中还原产物是
 

③用单线桥表示该氧化还原反应
 

(4)S2O82-在一定条件下,可转变为S2O32-,写出往K2S2O3中滴加稀硫酸的离子方程式:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列除去杂质的方法正确的是(  )
①除去乙烷中少量的乙烯:通过酸性高锰酸钾溶液洗气
②除去溴乙烷中少量的乙醇:水洗、分液
③除去1,2-二溴乙烷中少量的溴:用饱和NaHSO3溶液洗涤后分液
④除去乙炔中少量的硫化氢:通过硫酸铜溶液洗气.
A、①②③④B、②③④
C、②④D、②

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