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工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气.
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 500 600 850
平衡常数K 10 9 1
请回答下列问题:
(1)上述正反应方向是
 
反应(选填“放热”或“吸热”).
(2)T℃时在体积为10L的反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如右图,4min时达到平衡.则0~4min的平均反应速率v(CO)=
 
mol/(L?min),T℃
 
850℃
(选填“大于”、“等于”或“小于”).
(3)研究在相同温度下(850℃,K=l)分别在体积均为1L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,根据相关数据完成下表的空白处:
容器编号 起始时各物质物质的量(单位:mol) 达到平衡时H2的体积分数 结论
CO H2O CO2 H2
1 1 4 0 0
2 2 8 0 0
(4)下列关于(3)的研究叙述正确的是
 
(填字母序号).
a.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
b.平衡时,两容器中气体密度相等
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.反应达平衡状态时,容器②放出的热量是①的两倍
(5)工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等.
已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
NO2(g)?
1
2
N2O4(g)△H=-26.35kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol
写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式
 
考点:化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)由表中数据可知,升高温度,平衡常数减小,则正反应应为放热反应;
(2)根据v=
△c
△t
计算反应速率,计算出平衡时各物质的浓度,以此计算出Qc,与平衡常数相比较,可确定反应的温度范围;
(3)利用平衡常数计算;
(4)两容器中反应物的物质的量不同,达到平衡时,2容器的浓度、密度、压强较大;
(5)利用盖斯定律计算.
解答: 解:(1)由表中数据可知,升高温度,平衡常数减小,则正反应应为放热反应,故答案为:放热;
(2)0~4min的平均反应速率v(CO)=
2.0mol/L-0.8mol/L
4min
=0.3mol/(L?min),
             CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)
起始(mol/L)2.0     3.0       0       0
转化(mol/L)1.2     1.2       1.2     1.2
平衡(mol/L)0.8     1.8       1.2     1.2
k=
1.2×1.2
0.8×1.8
=1,则反应的温度为850℃,
故答案为:0.3;等于;
(3)容器1中,CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)
起始(mol/L) 1.0    4.0        0      0
转化(mol/L)x        x         x     x
平衡(mol/L)1-x     4-x        x     x
x×x
(1-x)×(4-x)
=1,x=0.8,
达到平衡时H2的体积分数为
0.8
5
×100%=16%,
容器2中,CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)
起始(mol/L) 2.0     8.0      0       0
转化(mol/L) y       y        y       y
平衡(mol/L)2-y      8-y      y       y
y×y
(2-y)×(8-y)
=1,x=1.6,
达到平衡时H2的体积分数为
1.6
10
×100%=16%,
由以上计算可知两种容器中氢气的体积分数都为16%,由此可知两边气体计量数相等的可逆反应,增加体系压强,转化率不变,
故答案为:16%;16%;两边气体计量数相等的可逆反应,增加体系压强,转化率不变;
(4)两容器中反应物的物质的量不同,达到平衡时,2容器的浓度、密度、压强较大,因转化率相等,则反应达平衡状态时,容器②放出的热量是①的两倍,
故答案为:d;
(5)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
②NO2(g)?
1
2
N2O4(g)△H=-26.35kJ/mol
③N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol,
利用盖斯定律将③×2-②×2-①可得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=2×(-534.0kJ/mol)-2×(-26.35kJ/mol)-(+67.7kJ/mol)=-1083kJ/mol,
故答案为:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1083kJ/mol.
点评:本题考查较为综合,涉及化学平衡的计算以及盖斯定律的运用,综合考查学生的分析能力和计算能力,为高考常见题型注意把握平衡常数的计算和运用,难度中等.
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科目:高中化学 来源: 题型:

现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化):
①向其中一份固体中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的pH=14,
②向另一份固体中加入140mL 4.0mol/L的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0
(1)写出该铝热反应的化学方程式
 
,写出实验①发生的离子方程式
 

(2)这包铝热剂中铝粉的质量为
 

(3)计算这包铝热剂中氧化铁粉末的质量.(写出计算过程)
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

设NA代表阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
A、标准状况下,1mol氦气和22.4L氮气所含的原子个数均为2NA
B、1molH2O和1molOH-中所含电子数均为10NA
C、1molNa2O2中含有的阴离子数为2NA
D、铝与足量盐酸反应,生成2.24LH2时,转移的电子数为0.2NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用.
(1)Ca(ClO)2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有
 
性,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式
 

(2)棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O,配平并补充完整下列反应方程式:
 
Cl2+
 
Na2CO3+
 
=
 
NaHCO3+
 
NaCl+
 
 Cl2O
(3)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化.
①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,此反应的离子方程式为
 

②ClO2遇浓盐酸会生成Cl2,每生成1mol Cl2转移电子的物质的量为
 

③ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
 

(4)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl.利用反应4HCl+O2
CuO、CuCl2
400℃
2Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用.
已知:①上述反应中,4mol HCl被氧化放出115.6kJ的热量.

则断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为
 
kJ,H2O中H-O键比HC1中H-Cl键(填“强”或“弱”)
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列叙述中正确的是(  )
A、某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
B、向某溶液中先滴加CaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴加稀盐酸沉淀溶解并产生无色气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,则该溶液中一定有CO32-
C、液溴易挥发,存放液溴应加水封,并保存在棕色试剂瓶中
D、向某溶液中先滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴加稀盐酸白色沉淀不溶解,该溶液一定含有SO42-

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科目:高中化学 来源: 题型:

今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Ca2+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3,溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2 溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g.根据上述实验,以下推测正确的是(  )
A、K+一定存在,Cl-可能存在
B、100 mL溶液中含0.01 mol CO32-
C、Cl-一定存在,K+可能存在
D、Ba2+一定不存在,Ca2+可能存在

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科目:高中化学 来源: 题型:

利用可再生能源代替石油和煤已经成为未来发展的趋势,甲醇作为重要的可再生能源具有广泛的开发和应用前景.工业上常利用反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0来合成甲醇.
(1)经研究发现在230℃~270℃时合成最为有利.为探寻合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃时进行实验,实验结果如图1.230℃的实验结果所对应的曲线是
 
(填字母); 从提高CO转化率的角度等综合分析,该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO) 的比值范围是
 
(填字母).
A.1~1.5        B.2.5~3       C.3.5~4.5
(2)制甲醇所需要的氢气,可通过下列反应制取:H2O(g)+CO(g)?H2(g)+CO2(g)
△H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1.回答下列问题:
①该温度下,若起始时c(CO)=2mol?L-1,c(H2O)=3mol?L-1,反应进行一段时间后,测得CO的浓度为1mol?L-1,则此时该反应v(正)
 
v(逆)(填“>”、“<”或“=”).
②若降低温度,该反应的K值将
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO、2molH2 1mol CH3OH 2molCO、4molH2
CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 放出Q3 kJ
①容器内压强P:P、P与P的关系是
 
(用“>”、“<”或“=”表示);
②变化的热量数值Q中,Q1 与Q2的和是
 
(填具体数值).
(4)目前,以甲醇为原料的燃料电池已经应用于工业生产.下图是甲醇燃料电池应用的示意图2,已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O请根据图2填写下列空白:乙池中A电极的电极反应式为
 
,甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列表达式中,表示复分解反应的是(  )
A、A+B=AB
B、AB=A+B
C、A+BC=AC+B
D、AB+CD=AD+CB

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科目:高中化学 来源: 题型:

将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为(  )
A、1mol?L-1
B、2 mol?L-1
C、3 mol?L-1
D、4 mol?L-1

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